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JPH1123337A - Measuring element for airflow rate measuring apparatus - Google Patents

Measuring element for airflow rate measuring apparatus

Info

Publication number
JPH1123337A
JPH1123337A JP9175510A JP17551097A JPH1123337A JP H1123337 A JPH1123337 A JP H1123337A JP 9175510 A JP9175510 A JP 9175510A JP 17551097 A JP17551097 A JP 17551097A JP H1123337 A JPH1123337 A JP H1123337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
resistor
platinum
measuring element
alumina
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9175510A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Izumi Watanabe
渡辺  泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Car Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9175510A priority Critical patent/JPH1123337A/en
Publication of JPH1123337A publication Critical patent/JPH1123337A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring element for an airflow rate measuring apparatus in which the responsivity of another measuring element is enhanced. SOLUTION: An airflow rate measuring apparatus is formed in such a way that a measuring element 1 used to detect an air flow rate and another measuring element 1 for temperature correction are arranged inside an auxiliary air passage. A base body 2 which constitutes the measuring elements 1 is composed mainly of aluminum nitride, silicon oxide or boron nitride whose thermal conductivity is larger than that of alumina, and its surface is covered with an oxide- based ceramic such as mullite 2a, alumina or the like.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンに
吸入される空気流量を検出する空気流量計測装置の測定
素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring element of an air flow measuring device for detecting a flow of air taken into an engine, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、流体の流速を測定する抵抗体
素子として、特開昭59−104513号公報記載にあるよう
に、円筒状のアルミナ基体上に白金細線で抵抗体を形成
し、抵抗体の保護のため保護コート用ガラスで被覆した
ものが知られており、一般に白金の電気抵抗の温度依存
性を利用し、測定素子を一定の温度に加熱制御する熱式
空気流量計に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a resistor element for measuring a flow velocity of a fluid, a resistor is formed by a platinum thin wire on a cylindrical alumina substrate as described in JP-A-59-104513. A body coated with a protective coating glass for body protection is known, and is generally used in thermal air flow meters that control the heating of a measuring element to a constant temperature by utilizing the temperature dependence of the electrical resistance of platinum. ing.

【0003】このような構造の測定素子を加熱制御する
場合、その応答性を速くする方法が種々検討されてい
る。例えば構造的には円筒状のアルミナ基体の全長に対
する発熱部の長さによってその応答性が大きく異なり、
同じ長さのアルミナ基体においては、発熱部の長さが長
いものほど応答性の良い測定素子が得られることが知ら
れている。
[0003] In the case of controlling the heating of a measuring element having such a structure, various methods for increasing the response thereof have been studied. For example, in terms of structure, its responsiveness varies greatly depending on the length of the heat generating portion with respect to the entire length of the cylindrical alumina base,
It is known that, in an alumina substrate having the same length, a measurement element having a higher response can be obtained as the length of the heat generating portion becomes longer.

【0004】また、材料ではアルミナ基体の代わりにス
テアタイトやジルコニア,ムライトなどを用いることが
公知である。これは、アルミナの代わりに熱絶縁性の比
較的大きい材料を用いることでリード、あるいは支持体
への熱の逃げを防止して応答性を向上させるものであ
る。
It is known that steatite, zirconia, mullite, or the like is used instead of an alumina substrate. This is to improve the responsiveness by preventing heat from escaping to the lead or the support by using a material having a relatively large heat insulating property instead of alumina.

【0005】一方、リードや支持体が充分に絶縁性を有
する場合、逆に基体の熱伝導率を良くして基体内の温度
分布が均一になるようにすることで高速応答化を図るこ
とが可能である。
On the other hand, when the leads and the support have sufficient insulating properties, on the other hand, the thermal conductivity of the base is improved so that the temperature distribution in the base is made uniform to achieve a high-speed response. It is possible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】円筒状のセラミック基
体の材料として一般に用いられるものは、アルミナであ
る。これは大量に製造されているため安価であること、
構成材料の一つであるガラスとの相性が良くガラスと有
害な反応しないこと、適度な硬度を持っていることなど
があげられる。応答性を向上させるにはこのアルミナよ
りも熱伝導率の良い材料を用いる必要が有る。
A commonly used material for a cylindrical ceramic substrate is alumina. This is inexpensive because it is manufactured in large quantities,
It has good compatibility with glass which is one of the constituent materials, does not react harmfully with glass, and has an appropriate hardness. In order to improve the response, it is necessary to use a material having better thermal conductivity than this alumina.

【0007】しかし基体の熱伝導率を良くしようとして
も、アルミナは比較的熱伝導率が高い材料であり、これ
より熱伝導率の良い無機材料は限定される。例えば、窒
化アルミニウムは熱伝度率は大きいが抵抗体素子を構成
するガラス被覆と相性が悪く、製造過程でガラス被覆の
ために熱処理を行うとガラスと窒化アルミニウムが反応
して窒素ガスが発生し正常なガラスの被覆が形成できな
い。また、炭化珪素も高熱伝導体であるが、電気の良導
体であることや熱膨張率がシリコンに近くて小さいため
単純にアルミナ基体の代替として使用することはできな
い。
However, even if the thermal conductivity of the substrate is to be improved, alumina is a material having a relatively high thermal conductivity, and inorganic materials having a higher thermal conductivity are limited. For example, aluminum nitride has a high thermal conductivity, but is incompatible with the glass coating forming the resistor element. If heat treatment is performed for glass coating during the manufacturing process, the glass and aluminum nitride react to generate nitrogen gas. A normal glass coating cannot be formed. Although silicon carbide is also a high thermal conductor, it cannot be used simply as a substitute for an alumina substrate because it is a good conductor of electricity and has a small coefficient of thermal expansion close to silicon.

【0008】また窒化ホウ素は電気絶縁性を有する高熱
伝導体であるが熱膨張が小さいためそのまま抵抗体素子
に使用すると白金からなる抵抗体やリードとの熱膨張差
によりクラックを生じる。
[0008] Boron nitride is a high thermal conductor having electrical insulation, but has a small thermal expansion, so that if it is used as it is in a resistor element, cracks occur due to the difference in thermal expansion between the resistor and lead made of platinum.

【0009】ベリリアは高熱伝導率であること以外はア
ルミナと物理的な性質がほとんど同じであるため上記の
問題は生じない。しかし製造過程の粉末ベリリアは人体
に入るとアレルギーを生じる場合があるため取扱が問題
であり、製造上の問題から実用化は困難である。
Except for its high thermal conductivity, beryllia has almost the same physical properties as alumina, so the above-mentioned problem does not occur. However, powdered beryllia in the manufacturing process may cause allergies when it enters the human body, so handling is a problem, and practical use is difficult due to manufacturing problems.

【0010】本発明の目的は、構造を工夫することで従
来適応が困難であった高熱伝導性を有するセラミック製
基体からなる測定素子を製造し、応答性に優れた空気流
量計測装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an air flow measuring device having excellent responsiveness by manufacturing a measuring element made of a ceramic substrate having high thermal conductivity, which has been conventionally difficult to adapt by modifying the structure. It is in.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、基体を熱伝導率の良い窒化アルミニウム、または
窒化硼素で円筒状の基体を構成し、その上にムライトの
層をバレルスパッタで形成した。バレルスパッタでムラ
イト層を形成することによりムライトが円筒の内側にも
周り込むため、リード線を挿入しガラスで加熱接着して
もガラスと窒化アルミニウム、または窒化硼素とが直接
接触することがないので安定した接着が可能となる。次
いでムライト層の上に抵抗体を形成し、ガラスで被覆し
た。
In order to solve the above-mentioned problems, a cylindrical substrate is made of aluminum nitride or boron nitride having good thermal conductivity, and a mullite layer is formed thereon by barrel sputtering. Formed. Since mullite goes around the inside of the cylinder by forming the mullite layer by barrel sputtering, even if the lead wire is inserted and heated and bonded with glass, the glass does not directly contact with aluminum nitride or boron nitride. Stable bonding is possible. Next, a resistor was formed on the mullite layer and covered with glass.

【0012】窒化アルミニウムや窒化硼素は熱膨張係数
がアルミナに比べて小さいのでアルミナの中間の熱膨張
係数を有するムライトを抵抗体、及びガラス被覆の間に
形成することで熱応力を緩和し、クラックのない測定素
子を製造することが可能となる。
Since aluminum nitride and boron nitride have a smaller thermal expansion coefficient than alumina, mullite having an intermediate thermal expansion coefficient of alumina is formed between the resistor and the glass coating to reduce thermal stress and crack. It is possible to manufacture a measuring element without any.

【0013】また、ガラス被覆と窒化アルミニウムや窒
化硼素が直接接する状態でガラス被覆のために加熱処理
すると窒素ガスが生じてガラス被覆中に残留して外観
的,強度的に脆くなるが中間層としてムライトがあるた
めに反応しないため、正常なガラス被覆が可能となる。
When the glass coating is heated in direct contact with aluminum nitride or boron nitride for glass coating, nitrogen gas is generated and remains in the glass coating and becomes brittle in appearance and strength. Since there is no reaction due to the presence of mullite, normal glass coating is possible.

【0014】また、熱伝導率の良い炭化珪素で円筒状の
基体を構成し、その上にムライトの層をバレルスパッタ
で形成しても同様の効果が得られる。
A similar effect can be obtained by forming a cylindrical substrate of silicon carbide having good thermal conductivity and forming a mullite layer thereon by barrel sputtering.

【0015】こうして製造した抵抗体素子は流速が変化
しても基体に温度分布が生じにくいため応答性を早くす
ることができる。
In the resistor element manufactured in this way, even if the flow velocity changes, the temperature distribution is hardly generated in the base, so that the response can be made faster.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面により説明
する。図1は本発明の一実施例である空気流量計測装置
の測定素子1の構造を示す図である。測定素子1は窒化
アルミニウムを外径0.5mm×内径0.3mm×長さ2mmの
パイプ状に成形したものを基体2とし、この基体2の表
面にムライト2aをバレルスパッタ法により約5μmを
着膜した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing the structure of a measuring element 1 of an air flow measuring device according to one embodiment of the present invention. The measuring element 1 was made of aluminum nitride formed into a pipe shape having an outer diameter of 0.5 mm, an inner diameter of 0.3 mm and a length of 2 mm as a substrate 2. Mullite 2 a was coated on the surface of the substrate 2 with a thickness of about 5 μm by barrel sputtering. Filmed.

【0017】バレルスパッタ法は一般的に金属皮膜抵抗
器などの金属抵抗体を形成する際に用いられるもので、
被着体の表面に全周均一に金属抵抗体を形成することが
できる。本発明の場合は中空のパイプ状の基体2にバレ
ルスパッタを行うので、その内周にもムライトが付着す
る。
The barrel sputtering method is generally used when forming a metal resistor such as a metal film resistor.
The metal resistor can be formed uniformly on the surface of the adherend. In the case of the present invention, since barrel sputtering is performed on the hollow pipe-shaped substrate 2, mullite also adheres to the inner periphery thereof.

【0018】次いでリード線4をパイプ内に挿入し、リ
ード線4とパイプをガラス粉末を溶剤でペースト状にし
たガラスペーストで接着し、焼成する。これにより、パ
イプとリード線4を接着ガラス5で接着する。
Next, the lead wire 4 is inserted into the pipe, and the lead wire 4 and the pipe are bonded to each other with a glass paste obtained by forming a glass powder into a paste with a solvent, and then fired. Thus, the pipe and the lead wire 4 are bonded with the bonding glass 5.

【0019】抵抗体は外径0.02mm の白金線を用い、
白金線を片側のリード線に点溶接後パイプの表面に巻付
け、反対側のリード線に点溶接して白金抵抗体6を形成
する。さらにその表面に、抵抗体の保護を目的にガラス
ペーストを塗布し、焼成してガラスの保護コーティング
3を形成する。
As the resistor, a platinum wire having an outer diameter of 0.02 mm is used.
After platinum wire is spot-welded to one lead wire, it is wound around the surface of the pipe, and the other lead wire is spot-welded to form a platinum resistor 6. Further, a glass paste is applied to the surface for the purpose of protecting the resistor, and baked to form a protective coating 3 of glass.

【0020】本構造の特徴は、基体2であるパイプを熱
伝導率の大きい窒化アルミニウムで構成したこと、及び
その表面にムライトの層2aを形成したことにある。す
なわち窒化アルミニウムは発熱抵抗体の抵抗部の温度分
布を均一化させ、空気流量が変化しても温度分布が変化
しにくいため、応答性が向上する。
The features of this structure are that the pipe as the base 2 is made of aluminum nitride having a high thermal conductivity, and that a mullite layer 2a is formed on the surface thereof. That is, aluminum nitride makes the temperature distribution of the resistance portion of the heating resistor uniform, and the temperature distribution does not easily change even when the air flow rate changes, so that the responsiveness is improved.

【0021】一方、窒化アルミニウムはアルミナやガラ
スのような酸化物とは異なり窒素化合物である。そのた
めガラスと接触した状態で焼成すると窒化アルミニウム
の一部が分解して窒素ガスが発生する。
On the other hand, aluminum nitride is a nitrogen compound, unlike oxides such as alumina and glass. Therefore, when firing is performed in a state of contact with glass, a part of the aluminum nitride is decomposed and nitrogen gas is generated.

【0022】このため測定素子1の構成要素であるリー
ド線4とパイプを接続する接着ガラス5、及び白金抵抗
体6を保護するガラス製保護コーティング3が窒化アル
ミニウムと直接接触した状態で熱処理を行うと、反応に
よって発生した窒素ガスがガラス中に残留し、脆くて形
状の不安定な接着層や保護層にしかならない。
For this reason, the heat treatment is performed in a state where the adhesive glass 5 for connecting the lead wire 4 and the pipe, which are the components of the measuring element 1, and the glass protective coating 3 for protecting the platinum resistor 6 are in direct contact with the aluminum nitride. Then, the nitrogen gas generated by the reaction remains in the glass and only forms an adhesive layer or a protective layer which is brittle and has an unstable shape.

【0023】また熱膨張係数が白金線は約9×10-6
℃であるため、測定素子1の構成部材であるガラス材や
リード線4,基体2はいずれも熱膨張係数が白金線に近
いものを使用する必要がある。しかし窒化アルミニウム
は熱膨張係数が約4.5× 10-6/℃であり、白金線
と大幅に異なっている。
The platinum wire having a thermal expansion coefficient of about 9 × 10 -6 /
Since the temperature is ° C, it is necessary to use a glass material, a lead wire 4 and a substrate 2 which are components of the measuring element 1 having a thermal expansion coefficient close to that of a platinum wire. However, aluminum nitride has a thermal expansion coefficient of about 4.5 × 10 −6 / ° C., which is significantly different from platinum wire.

【0024】従って冷熱サイクルが繰り返されると白金
線やガラス材,リード線に異常な応力がかかり、ガラス
にクラックが発生して経時変化を生じる。
Therefore, when the cooling / heating cycle is repeated, abnormal stress is applied to the platinum wire, the glass material, and the lead wire, causing cracks in the glass and causing a change with time.

【0025】ムライトを窒化アルミニウムの表面に形成
する理由は以上に述べた二つの課題を解決するための手
段である。ムライトはアルミナとシリカの酸化系化合物
である。従ってガラスとの相性もよく、焼成によって安
定なガラス接着層やガラス被覆を形成できる。熱膨張係
数も約5.3×10-6/℃ で白金に近くなるため熱応力
による経時変化を防止できる。
The reason for forming mullite on the surface of aluminum nitride is a means for solving the above two problems. Mullite is an oxidized compound of alumina and silica. Therefore, it has good compatibility with glass, and a stable glass adhesive layer or glass coating can be formed by firing. The coefficient of thermal expansion is about 5.3 × 10 −6 / ° C., which is close to that of platinum, so that a change with time due to thermal stress can be prevented.

【0026】図2に各種セラミックスの物性値と特徴を
示す。アルミナより熱伝導率の大きいセラミックスは限
られており前述の窒化アルミニウム以外には、べリリ
ア,窒化硼素,炭化珪素,ダイヤモンド,サファイア等
があるだけである。実際に実用化することを考えると、
ベリリアは粉体の状態では毒性が強く、吸入するとアレ
ルギー症状を引き起こす。そのため、製造設備はベリリ
アの微粉が飛散せぬよう特殊な設計をする必要があり、
設備上の問題から量産化は困難である。
FIG. 2 shows the physical property values and characteristics of various ceramics. Ceramics having higher thermal conductivity than alumina are limited, and besides the above-mentioned aluminum nitride, there are only verilia, boron nitride, silicon carbide, diamond, sapphire and the like. Considering practical application,
Beryllia is highly toxic in powder form and causes allergic symptoms when inhaled. Therefore, it is necessary to design the production equipment specially so that fine particles of beryllia do not scatter.
Mass production is difficult due to equipment problems.

【0027】また、ダイヤモンドは熱伝導率がアルミナ
の100倍程度あるが高価である。サファイアはアルミ
ナと成分的には同じであるが純度や熱処理条件の違いに
より緻密さと結晶構造が異なったものであり、熱伝導率
も僅かに良くなる程度である。さらにアルミナに比べて
価格的に高価であるため実用化は困難である。
[0027] Diamond has a thermal conductivity of about 100 times that of alumina, but is expensive. Sapphire is the same as alumina in composition, but has different densities and crystal structures due to differences in purity and heat treatment conditions, and has only a slight improvement in thermal conductivity. Furthermore, since it is more expensive than alumina, practical application is difficult.

【0028】本発明では比較的製造が容易で価格的にも
安価な窒化アルミニウム,窒化硼素,炭化珪素に着目
し、それぞれの欠点を補う構造としたことに特徴があ
る。
The present invention focuses on aluminum nitride, boron nitride, and silicon carbide, which are relatively easy to manufacture and inexpensive, and is characterized by having a structure that compensates for each of the disadvantages.

【0029】窒化硼素は窒化アルミニウムと同様にガラ
スと反応して窒素ガスを発生する。また、熱膨張係数も
約2×10-6/℃と小さいため、そのまま基体として使
用することはできない。ここでも窒化アルミニウムの場
合と同様に、表面にムライト層を形成してやることでガ
ラスとの反応の問題を解決し応答性の改善を図ることが
可能である。
Boron nitride reacts with glass similarly to aluminum nitride to generate nitrogen gas. Further, since the thermal expansion coefficient is as small as about 2 × 10 −6 / ° C., it cannot be used as a substrate as it is. Here, as in the case of aluminum nitride, it is possible to solve the problem of reaction with glass and improve responsiveness by forming a mullite layer on the surface.

【0030】炭化珪素は熱伝導率がアルミナの約14倍
と大きいので、採用できれば応答性の改善効果が大き
い。実用上の問題点は電気伝導性があること、熱膨張率
が小さいこと、及び炭化物であるためガラス接着工程
や、ガラス被覆工程での熱処理によって二酸化炭素が発
生し、炭化珪素の一部が分解して酸化することである。
Since silicon carbide has a thermal conductivity about 14 times as large as that of alumina, the effect of improving responsiveness is great if it can be adopted. Practical problems include electric conductivity, low coefficient of thermal expansion, and heat treatment in the glass bonding process and the glass coating process due to carbides, and carbon dioxide is generated, and part of silicon carbide is decomposed. Oxidation.

【0031】そこで、表面にムライト層を形成してやる
ことでこれらの問題点を解決でき、応答性の速い抵抗体
素子を製造することができる。
Therefore, these problems can be solved by forming a mullite layer on the surface, and a resistor element having a high responsiveness can be manufactured.

【0032】以上の説明ではムライトを用いた例を示し
たがその他の材料として、アルミナ,サファイア,ジル
コニア,ジルコン,マグネシアスピネル,ステアタイト
等の酸化物系セラミックスを用いても同様の効果が得ら
れる。
In the above description, an example using mullite has been shown. However, similar effects can be obtained by using other oxide-based ceramics such as alumina, sapphire, zirconia, zircon, magnesia spinel, and steatite. .

【0033】図3は本発明のその他の実施例を示したも
のである。すなわち、窒化アルミニウム,窒化硼素,炭
化珪素等のパイプ状の基体2の表面にそれぞれ5μm程
度の2層のバレルスパッタ膜を形成したものである。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. That is, two barrel sputtered films each having a thickness of about 5 μm are formed on the surface of a pipe-shaped substrate 2 made of aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide or the like.

【0034】例えば、窒化アルミニウムのパイプの表面
に第一層目のセラミックスとしてムライト層2aを形成
し、第二層目としてアルミナ層2bを形成したものであ
る。窒化アルミニウムの熱膨張係数は約4.5×10-6
/℃ 、ムライトの熱膨張係数は約5.3×10-6/℃
、アルミナの熱膨張係数は約7.8×10-6/℃ であ
る。このように徐々に熱膨張係数を白金に近付けてやる
ことにより熱応力が徐々に緩和された構造にすることが
できるため信頼性を高めることが可能である。特に窒化
硼素は熱膨張係数が約2×10-6/℃と小さいので、一
層だけでは信頼性に不安な要素がある。従って、窒化硼
素のパイプ状基体2の表面にまずジルコンの一層目2a
を形成し、その上にムライトの二層目2bを形成するな
どして熱応力を緩和してやると大幅な信頼性の向上が期
待できる。
For example, on the surface of an aluminum nitride pipe, a mullite layer 2a is formed as a first ceramic layer, and an alumina layer 2b is formed as a second ceramic layer. The thermal expansion coefficient of aluminum nitride is about 4.5 × 10 -6
/ ℃, Mullite has a coefficient of thermal expansion of about 5.3 × 10 -6 / ℃
The thermal expansion coefficient of alumina is about 7.8 × 10 −6 / ° C. By gradually bringing the coefficient of thermal expansion closer to that of platinum, a structure in which the thermal stress is gradually relaxed can be obtained, so that the reliability can be improved. In particular, since boron nitride has a small coefficient of thermal expansion of about 2 × 10 −6 / ° C., there is a factor in which reliability is uncertain if it is used alone. Therefore, the first layer 2a of zircon is first applied to the surface of the pipe-shaped substrate 2 made of boron nitride.
, And a second layer 2b of mullite is formed thereon to relieve the thermal stress, so that a great improvement in reliability can be expected.

【0035】図4は本発明のその他の応用例である。こ
の図は白金抵抗体6の代わりに白金薄膜7を用いた構造
である。白金抵抗体6を用いた抵抗素子1との構造上の
違いは白金薄膜7であること以外には抵抗体とリード線
4との電気的な導通を取るために白金あるいは金などの
貴金属粒子含有したガラスペーストを用いて接着を行な
っている点などがあるが基本構造は同じである。従って
この場合も窒化アルミニウムなどのパイプの表面にムラ
イトなどの酸化物系セラミックスを形成し、その表面に
白金薄膜7を形成してやることで応答性の改善が可能で
ある。
FIG. 4 shows another application example of the present invention. This figure shows a structure using a platinum thin film 7 instead of the platinum resistor 6. The difference in structure from the resistance element 1 using the platinum resistor 6 is that, in addition to the platinum thin film 7, noble metal particles such as platinum or gold are included in order to establish electrical conduction between the resistor and the lead wire 4. However, the basic structure is the same, for example, there is a point that the bonding is performed using a glass paste. Therefore, also in this case, the response can be improved by forming an oxide ceramic such as mullite on the surface of a pipe such as aluminum nitride and forming the platinum thin film 7 on the surface.

【0036】このようにして製作された測定素子1は熱
膨張係数の合わせ込みが可能なため、冷熱サイクルのよ
うな繰り返しの応力が加わってもクラックを生じないな
どの特徴を有する。
The measuring element 1 manufactured in this manner has a characteristic that the thermal expansion coefficient can be adjusted, so that cracks do not occur even when a repetitive stress such as a thermal cycle is applied.

【0037】さらに基体2に熱伝導率の大きい材料を用
いているので、応答性を向上した空気流量計測装置を提
供できる。
Further, since a material having high thermal conductivity is used for the base 2, an air flow measuring device with improved responsiveness can be provided.

【0038】その一実験データを図6に示す。従来品の
応答時間に比べて応答時間の短縮化が図られている。
FIG. 6 shows one experimental data. The response time is shortened compared to the response time of the conventional product.

【0039】図5は本発明の板状素子への応用例を示し
た物である。基体2に窒化アルミニウムを用い、その表
面にムライトの膜2aを形成し、白金薄膜7をその上に
形成し、ついでガラスで保護コーティング3を形成し
た。本構造でも前記と同様の理由により、応答時間の短
縮化を図ることが可能である。
FIG. 5 shows an example of application of the present invention to a plate-like element. Aluminum nitride was used for the substrate 2, a mullite film 2a was formed on the surface thereof, a platinum thin film 7 was formed thereon, and then a protective coating 3 was formed of glass. In this structure, the response time can be reduced for the same reason as described above.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば応答性の速い、信頼性に
優れた空気流量計測装置を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a highly responsive air flow measuring device having excellent responsiveness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の測定素子の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a measuring element according to an embodiment of the present invention.

【図2】各種セラミックスの物性値と特徴を示すデータ
表。
FIG. 2 is a data table showing physical property values and characteristics of various ceramics.

【図3】本発明の一実施例の応用例を示す測定素子の部
分断面図。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a measuring element showing an application example of one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の応用例を示す測定素子の部
分断面図。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a measuring element showing an application example of one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例の応用例を示す測定素子の部
分断面図。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a measuring element showing an application example of one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例の実験データ図。FIG. 6 is an experimental data diagram of one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…測定素子、2,2a,2b…基体、3…保護コーテ
ィング、4…リード、5…接着ガラス、6…白金抵抗
体、7…白金薄膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measurement element, 2, 2a, 2b ... Substrate, 3 ... Protective coating, 4 ... Lead, 5 ... Adhesive glass, 6 ... Platinum resistor, 7 ... Platinum thin film.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】円柱状のセラミック基体と、該基体上に設
けられた白金抵抗体あるいは白金系抵抗体と、前記基体
に対して接着剤により接着,固定されて該抵抗体に電気
的に導通せしめられるリードとを含んで構成され、全体
が保護コーティング層にて被覆されてなる流量計用検出
素子であって、該セラミック基体がムライト膜で覆われ
た窒化アルミニウムを用いた構造を特徴とする空気流量
計測装置の測定素子。
1. A cylindrical ceramic substrate, a platinum resistor or a platinum-based resistor provided on the substrate, and adhered and fixed to the substrate with an adhesive to electrically connect to the resistor. A flow meter detecting element, which is constituted by including a lead to be urged and entirely covered with a protective coating layer, characterized in that the ceramic substrate is made of aluminum nitride covered with a mullite film. Measuring element of air flow measuring device.
【請求項2】円柱状のセラミック基体と、該基体上に設
けられた白金抵抗体あるいは白金系抵抗体と、前記基体
に対して接着剤により接着,固定されて該抵抗体に電気
的に導通せしめられるリードとを含んで構成され、全体
が保護コーティング層にて被覆されてなる流量計用検出
素子であって、該セラミック基体がムライト膜で覆われ
た炭化珪素を用いた構造を特徴とする空気流量計測装置
の測定素子。
2. A cylindrical ceramic substrate, a platinum resistor or a platinum-based resistor provided on the substrate, and adhered and fixed to the substrate with an adhesive to electrically connect to the resistor. A flow meter detecting element, which is configured to include a lead to be urged and is entirely covered with a protective coating layer, wherein the ceramic base is characterized by a structure using silicon carbide covered with a mullite film. Measuring element of air flow measuring device.
【請求項3】円柱状のセラミック基体と、該基体上に設
けられた白金抵抗体あるいは白金系抵抗体と、前記基体
に対して接着剤により接着,固定されて該抵抗体に電気
的に導通せしめられるリードとを含んで構成され、全体
が保護コーティング層にて被覆されてなる流量計用検出
素子であって、該セラミック基体がジルコン、及びムラ
イト膜で覆われた窒化硼素を用いた構造を特徴とする空
気流量計測装置の測定素子。
3. A cylindrical ceramic substrate, a platinum resistor or a platinum-based resistor provided on the substrate, and adhered and fixed to the substrate with an adhesive to electrically connect to the resistor. A flowmeter detecting element, which is configured to include a lead to be applied, and is entirely covered with a protective coating layer, wherein the ceramic substrate has a structure using zircon and boron nitride covered with a mullite film. Characteristic measuring element of air flow measuring device.
【請求項4】円筒状のセラミック基体と、該基体上に設
けられた白金抵抗体あるいは白金系抵抗体と、前記基体
に対して接着剤により接着,固定されて該抵抗体に電気
的に導通せしめられるリードとを含んで構成され、全体
が保護コーティング層にて被覆されてなる流量計用検出
素子であって、該セラミック基体が種類の異なる2種類
以上のセラミックが積層された構造から成り、少なくと
もその構成材料の主成分はアルミナよりも熱伝導率の低
いセラミックであり、かつセラミックの熱膨張係数が保
護コーティング層に近づくほど大きくなるよう構成され
ていることを特徴とする空気流量計測装置の測定素子。
4. A cylindrical ceramic substrate, a platinum resistor or a platinum-based resistor provided on the substrate, and adhered and fixed to the substrate with an adhesive to electrically connect to the resistor. A flow meter detecting element, which is configured to include a lead to be applied and is entirely covered with a protective coating layer, wherein the ceramic substrate has a structure in which two or more different types of ceramics are stacked, At least the main component of the constituent material is a ceramic having a lower thermal conductivity than alumina, and the coefficient of thermal expansion of the ceramic is configured to increase as approaching the protective coating layer. Measuring element.
【請求項5】請求項4に記載のセラミックは、少なくと
もその構成材料にアルミナよりも熱伝導率の低い窒化ア
ルミニウム、あるいは炭化珪素,窒化ホウ素を主成分と
して含んでいることを特徴とする空気流量計測装置の測
定素子。
5. The air flow rate of the ceramic according to claim 4, wherein at least the constituent material contains aluminum nitride, silicon carbide, or boron nitride having a lower thermal conductivity than alumina as a main component. A measuring element of a measuring device.
【請求項6】請求項5記載の窒化アルミニウム、あるい
は炭化珪素,窒化ホウ素は、保護コーティング層、およ
び抵抗体と直接接触しないように配置されていることを
特徴とする空気流量計測装置の測定素子。
6. A measuring element of an air flow measuring device, wherein the aluminum nitride, silicon carbide, or boron nitride according to claim 5 is arranged so as not to directly contact with a protective coating layer and a resistor. .
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