JPS6246963B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は正の抵抗温度係数を有するチタン酸バ
リウム系半導体磁器（以下正特性磁器と称する）
を使用した多点動作形の温度センサに関する。

正特性磁器に電極を付与してなる正特性サーミ
スタは、第１図に示すように、温度がキユリー温
度Tcを超えると抵抗値が急激に増加する特異な
特性を示すところから、従来より各種の発熱装置
の発熱源または電子回路等における電流制御素
子、無接点リレー、温度補償素子もしくは感熱セ
ンサ等として広く利用されている。

正特性サーミスタは、通常、第２図に示すよう
に、平板状の正特性磁器１の両面に、オーム性も
しくは非オーム性接触電極２，３を被着した、い
わゆるデイスクタイプとして構成される。このた
め、正特性サーミスタを使用して、多点動作形の
温度センサを構成するには、第３図に示すよう
に、基板４の面上に、必要とする個数の正特性サ
ーミスタP₁〜P₄を、接着剤により接着方式または
他の機械的接合手段により接着せざるを得なかつ
た。

しかしながら、基板４と正特性サーミスタP₁〜
P₄との間に接着剤層が介在したり、両者の接触面
に凹凸による空気層が介在したりするため、熱応
答性が悪く、感度が鈍くなるという欠点があつ
た。またこのため、基板４に対する正特性サーミ
スタP₁〜P₄の各々の熱結合特性にバラツキを生じ
易いという欠点もあつた。特に最近、制御システ
ムの高度化、省エネルギー等の課題達成のため、
各種の産業用、家庭用もしくは自動車用の電子、
電機機器には、マイクロコンピユータを内蔵させ
たものが多くなるにつれて、マイクロコンピユー
タに熱、温度等の情報を正確かつ迅速に伝達する
温度センサが要求されており、前述のような多点
動作形の構造では、到底この要望に応えることが
できない。

本発明は上述する従来の多点動作形温度センサ
の欠点を除去し、熱結合が非常に良好で熱応答性
に優れた高性能の多点動作形の温度センサを提供
することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る温度セ
ンサは、磁器基板の同一面上に複数個の正特性磁
器を間隔をおいて配置して焼結させ、前記正特性
磁器の全部または一部はキユリー温度を互いに異
ならせ、前記磁器基板に前記複数個の正特性磁器
に共通の共通電極を形成し、前記複数個の正特性
磁器のそれぞれに、前記共通電極と対となり互い
に独立する個別の電極を付与したことを特徴とす
る。

以下実施例たる添付図面を参照し、本発明の内
容を具体的に詳説する。

第４図は本発明に係る温度センサの断面図であ
る。図において、５は磁器基板、６ａ〜６ｅはこ
の磁器基板５上に、間隔を隔てて互いに独立して
設けた正特性磁器、７ａ〜７ｅは正特性磁器６ａ
〜６ｅの表面に付与された電極である。

磁器基板５に対する正特性磁器６ａ〜６ｅの結
合にあたつては、焼成前の磁器基板５上に、同じ
く焼成前の正特性磁器６ａ〜６ｅを直接重ね、こ
の状態で両者を焼成焼結させてある。このような
構造であれば、磁器基板５に対し、正特性磁器６
ａ〜６ｅを完全一体的に取付けた構造となるの
で、両者間の熱結合が非常に良好になり、熱伝導
性が良好で、熱応答性や感度の非常に鋭敏なもの
が実現できる。

また、製造にあたつても磁器ペーストのスクリ
ーンプロセス印刷法等を採用することができるか
ら、高精度のものを容易に製造できる利点もあ
り、さらに小形もしくは薄型化も容易である。

正特性磁器６ａ〜６ｅの全部または一部は、キ
ユリー温度を互いに異ならせる。こうすることに
より、キユリー温度によつて定まる種々の動作特
性を有する多点動作形の温度センサを実現するこ
とができる。

たとえば正特性磁器６ａ〜６ｅの個々のキユリ
ー温度Tc₀〜Tc₄を互いに異ならせることによ
り、第５図のような抵抗温度特性を示し、感度や
通電による発熱で、それぞれの抵抗温度特性に基
づいて多点動作をする多点動作形温度センサを実
現することができる。なお、キユリー温度は、チ
タン酸バリウムBaTiO₃のBaの一部をストロンチ
ウムSrまたは鉛Pbによつて置換することによ
り、任意に選定することができる。

前記磁器基板５は、この実施例では、前記正特
性磁器６ａ〜６ｅと同様の正特性磁器で構成して
あり、正特性磁器６ａ〜６ｅを設けてある面と反
対側の面に、正特性磁器６ａ〜６ｅ上の電極７ａ
〜７ｅに対して共通の電極となる共通電極８を設
けてある。

このような構造であると、正特性磁器６ａ〜６
ｅによる多点動作特性に、磁器基板５のキユリー
温度や初期抵抗値によつて定まる動作特性を合成
した多点動作形の温度センサを実現することがで
きる。たとえば、正特性磁器６ａ〜６ｅの個々の
キユリー温度Tc₀〜Tc₄および磁器基板５のキユ
リー温度Tc₅を互いに異ならせることにより、第
５図のような抵抗温度特性を示し、複合動作をす
る複合形温度センサを実現することができる。

正特性磁器６ａ〜６ｅは共通電極８と個別的な
電極７ａ〜７ｅを有するので、電極７ａ〜７ｅの
選択によつて、正特性磁器６ａ〜６ｅのうちか
ら、動作させるべきものを任意に選択できる。

第６図は本発明に係る多点動作形の温度センサ
の他の実施例における斜視図を示している。この
実施例では、磁器基板５をAl₂O₃などの磁器によ
つて構成し、その表面に複数個の正特性磁器６ａ
〜６ｅを焼結して設けた構造となつている。正特
性磁器６ａ〜６ｅの各々は、磁器基板５上に設け
た共通電極８と、この電極８と対の電極を構成す
る独立の電極７ａ〜７ｅとの間を橋絡する如く設
けてある。

この実施例の場合は、磁器基板５による温度セ
ンサ作用は得られないが、磁器基板５と各正特性
磁器６ａ〜６ｅとの熱結合に関しては第４図の実
施例と同程度の効果があり、熱伝導性が良好で熱
応答性に優れ、感度の非常に鋭敏な多点動作形の
温度センサが実現できる。

以上述べたように、本発明に係る温度センサ
は、磁器基板上に複数個の正特性磁器を焼結させ
たから、磁器基板と正特性磁器の各々との熱結合
が非常に良好で、熱応答性や感度が非常に鋭敏で
あり、両者間の熱伝導を正確かつ迅速に行なうこ
との可能な高性能の多点動作形温度センサを提供
することができる。

また、複数個の正特性磁器のキユリー温度を異
ならせたから、種々の動作特性を有する多点動作
形の温度センサを提供することができる。

更に、複数個の正特性磁器は共通電極と対とな
る個別的な電極を有するので、個別電極の選択に
よつて、複数個の正特性磁器のうちから、動作さ
せるべきものを任意に選択できるという利点も得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は正特性サーミスタの抵抗温度特性図、
第２図は従来の正特性サーミスタの正面図、第３
図は従来の正特性サーミスタを用いた多点動作形
温度センサを示す図、第４図は本発明に係る温度
センサの断面図、第５図はその抵抗温度特性図、
第６図は同じく他の実施例の斜視図である。 ５……磁器基板、６ａ〜６ｅ……正特性磁器、
７ａ〜７ｅ……電極、８……共通電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁器基板の同一面上に複数個の正特性磁器を
   間隔をおいて配置して焼結させ、前記正特性磁器
   の全部または一部はキユリー温度を互いに異なら
   せ、前記磁器基板に前記複数個の正特性磁器に共
   通の共通電極を形成し、前記複数個の正特性磁器
   のそれぞれに、前記共通電極と対となり互いに独
   立する個別の電極を付与したことを特徴とする温
   度センサ。 ２ 前記磁器基板は前記正特性磁器と同一主成分
   の材料より構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の温度セン
   サ。 ３ 前記個別の電極は前記複数個の正特性磁器の
   各々の表面に形成し、前記共通電極は前記磁器基
   板の前記正特性磁器を焼結させた一面とは反対側
   の他面側に形成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の温度センサ。