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JP5044296B2 - Temperature sensor element and temperature sensor - Google Patents
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

本発明は、温度センサに関し、特に、エンジン内や排気ガス等の温度を検出する温度センサに関する。   The present invention relates to a temperature sensor, and more particularly to a temperature sensor that detects the temperature of an engine or exhaust gas.

自動車エンジンの分野では、内燃機関の筒内温度や排気ガス温度を測定する温度センサや、吸入空気流量を測定する流量センサ等、種々のセンサが知られている。例えば、特許文献1では、温度センサに複数のSiC(炭化珪素)繊維を用いることで、筒内温度を正確に検出しつつ、温度センサの寿命を延ばすことが開示されている。   In the field of automobile engines, various sensors are known, such as a temperature sensor that measures the in-cylinder temperature and exhaust gas temperature of an internal combustion engine, and a flow rate sensor that measures an intake air flow rate. For example, Patent Document 1 discloses extending the life of a temperature sensor while accurately detecting the in-cylinder temperature by using a plurality of SiC (silicon carbide) fibers in the temperature sensor.

また、特許文献2では、金属製支持体(基板)の上に構成される電気絶縁膜に感熱膜を挟み込むことで、耐熱性や熱応答性等に優れた温度センサが開示されている。さらに、特許文献3では、シリコン基板上に構成される電気絶縁膜の上に温度センサを形成し、二酸化シリコン等の保護層で覆うことで精度の高い流量センサを提供することが開示されている。   Patent Document 2 discloses a temperature sensor that is excellent in heat resistance, thermal responsiveness, and the like by sandwiching a heat-sensitive film between electric insulating films formed on a metal support (substrate). Furthermore, Patent Document 3 discloses that a temperature sensor is formed on an electrical insulating film formed on a silicon substrate and covered with a protective layer such as silicon dioxide to provide a highly accurate flow sensor. .

ここで、上述した温度センサにおける温度測定の手法の一例として、二線式熱電対による温度測定手法について説明する。二線式熱電対による温度測定手法では、熱容量の異なる2つの熱電対が利用される。例えば非特許文献1では、連立方程式(3)から2つの熱電対の時定数がそれぞれ算出され、算出された時定数の相違が演算によりキャンセルされることにより、急激に変化する温度が精度良く測定される旨開示されている。
実開平5−19930号公報 WO96/35932号公報 特開2004−257870号公報 田川 正人、外2名、「二線式熱電対による乱流燃焼場の温度測定」、日本機械学会論文集(B編)62巻598号(1996−6)、p.414−420
Here, a temperature measurement method using a two-wire thermocouple will be described as an example of a temperature measurement method in the above-described temperature sensor. In the temperature measurement method using a two-wire thermocouple, two thermocouples having different heat capacities are used. For example, in Non-Patent Document 1, the time constants of two thermocouples are calculated from the simultaneous equations (3), respectively, and the difference between the calculated time constants is canceled by the calculation, so that the rapidly changing temperature is accurately measured. Is disclosed.
Japanese Utility Model Publication No. 5-199130 WO96 / 35932 publication JP 2004-257870 A Masato Tagawa and two others, “Temperature Measurement of Turbulent Combustion Field Using Two-Wire Thermocouple”, Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (Part B) Vol. 62, No. 598 (1996-6), p. 414-420

ところで、上述した2つの熱電対を利用して温度を測定する手法においては、熱電対の線径を小さくすることで温度センサの温度追従性が高くなることが知られているが、温度センサの機械的強度の観点から熱電対の線径を小さくすることには限界があった。   By the way, in the method of measuring temperature using the two thermocouples described above, it is known that the temperature followability of the temperature sensor is improved by reducing the wire diameter of the thermocouple. There was a limit to reducing the wire diameter of the thermocouple from the viewpoint of mechanical strength.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、温度変化に対する温度追従性を維持しつつ、機械的強度の劣化を抑制する温度センサ素子及び温度センサを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the temperature sensor element and temperature sensor which suppress degradation of mechanical strength, maintaining the temperature followability with respect to a temperature change. .

かかる課題を解決するための本発明の温度センサ素子は、所定の厚みを有する厚肉部と厚肉部より厚みが薄い薄肉部とを含む基板と、基板上に形成された電気絶縁膜と、厚肉部上の電気絶縁膜の上に形成された第1の熱電対膜と、薄肉部上の電気絶縁膜の上に一部が形成された第2の熱電対膜と、を有し、第1の熱電対膜と第2の熱電対膜との厚みが相違することを特徴としている。
この構成によれば、第1の熱電対が形成される部分の基板の厚みと、第2の熱電対が形成される部分の基板の厚みとが相違するため、第1の熱電対と第2の熱電対の熱容量が異なり、二線式熱電対による温度測定手法を使用した温度センサ素子の提供が可能となる。また、この構成によれば、第1の熱電対の厚みと第2の熱電対の厚みを異ならせることで、熱容量を異ならせるようにすることもできる。
A temperature sensor element of the present invention for solving such a problem includes a substrate including a thick portion having a predetermined thickness and a thin portion having a thickness smaller than the thick portion, an electrical insulating film formed on the substrate, possess a first thermocouple film formed on the electrical insulating film on the thick portion, and a second thermocouple film portion on the electrical insulating film on the thin-walled portion is formed, a, The first thermocouple film and the second thermocouple film are different in thickness .
According to this configuration, since the thickness of the substrate where the first thermocouple is formed is different from the thickness of the substrate where the second thermocouple is formed, the first thermocouple and the second thermocouple are different. Therefore, it is possible to provide a temperature sensor element using a temperature measuring method using a two-wire thermocouple. Further, according to this configuration, the heat capacities can be made different by making the thickness of the first thermocouple different from the thickness of the second thermocouple.

また、本発明の温度センサ素子は、所定の厚みを有する厚肉部と厚肉部より厚みが薄い薄肉部とを含む基板と、基板上に形成された電気絶縁膜と、薄肉部上の電気絶縁膜の上に一部が形成された第1の熱電対膜と、薄肉部上の電気絶縁膜の上に一部が形成され、かつ、第1の熱電対膜と厚みが相違する第2の熱電対膜と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、第1の熱電対が形成される部分の基板の厚みと、第2の熱電対が形成される部分の基板の厚みとが同じであっても、第1の熱電対の厚みと第2の熱電対の厚みを異ならせることで、熱容量を異ならせるようにすることもできる。
In addition, the temperature sensor element of the present invention includes a substrate including a thick portion having a predetermined thickness and a thin portion having a thickness smaller than the thick portion, an electrical insulating film formed on the substrate, and an electric power on the thin portion. A first thermocouple film partially formed on the insulating film and a second thermocouple film partially formed on the thin insulating portion and having a thickness different from that of the first thermocouple film. A thermocouple film.
According to this configuration, even if the thickness of the portion of the substrate where the first thermocouple is formed is the same as the thickness of the portion of the substrate where the second thermocouple is formed, the first thermocouple It is also possible to make the heat capacities different by making the thickness and the thickness of the second thermocouple different.

また、本発明の温度センサは、上述した温度センサ素子を含む感温部と、温度センサ素子に一端が接続されるシースピン芯線を含むセンサ取付部と、シースピン芯線の他端にリード線が取り付けられるリード線取付部と有することを特徴としている。
この構成によれば、二線式熱電対による温度測定手法を使用した温度センサ素子を備える温度センサの提供が可能となる。
Further, the temperature sensor of the present invention has a temperature sensing part including the temperature sensor element described above, a sensor attachment part including a sheath pin core connected to one end of the temperature sensor element, and a lead wire attached to the other end of the sheath pin core. It has a lead wire attachment portion.
According to this configuration, it is possible to provide a temperature sensor including a temperature sensor element that uses a temperature measurement technique using a two-wire thermocouple.

本発明によれば、高速な温度変化に対する温度追従性を維持しつつ、機械的強度の劣化を抑制した温度センサ素子及び温度センサとすることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the temperature sensor element and temperature sensor which suppressed deterioration of mechanical strength, maintaining the temperature followability with respect to a high-speed temperature change.

(第1実施形態)
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態に係る温度センサ100の全体構成を示す概略断面図である。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an overall configuration of a temperature sensor 100 according to an embodiment of the present invention.

温度センサ100は、図1に示すように、2本の熱電対を有する温度センサ素子102を用いたものであり、例えば自動車の排気管に取り付けられ、排気ガスの温度検出に使用される。   As shown in FIG. 1, the temperature sensor 100 uses a temperature sensor element 102 having two thermocouples. For example, the temperature sensor 100 is attached to an exhaust pipe of an automobile and is used for temperature detection of exhaust gas.

まず、温度センサ素子102を内蔵し、排気ガス等の温度を検出する感温部Aについて説明する。感温部Aは、金属チューブ101、温度センサ素子102、セメント103等から構成される。金属チューブ101の先端側101aはカーリングされた後、溶接されることにより閉止され、この先端側101aの内部に温度センサ素子102が収納されている。温度センサ素子102の周囲にはセメント103が充填されており、これにより使用時の振動等による温度センサ素子102の揺動が防止される。   First, the temperature sensing part A that incorporates the temperature sensor element 102 and detects the temperature of exhaust gas or the like will be described. The temperature sensing part A is composed of a metal tube 101, a temperature sensor element 102, a cement 103, and the like. The tip side 101a of the metal tube 101 is curled and then closed by welding, and the temperature sensor element 102 is housed inside the tip side 101a. The periphery of the temperature sensor element 102 is filled with cement 103, thereby preventing the temperature sensor element 102 from swinging due to vibration during use.

次に、温度センサ素子102を取り付けるセンサ取付部Bについて説明する。センサ取付部Bは、保護チューブ104、ナット105、シースピン108等から構成される。金属チューブ101の後端側101bは開放されており、この後端側101bは保護チューブ104に差し込まれ、後端面が保護チューブ104の内周面に設けられた受口に当接され、アルゴン溶接されて固定されている。   Next, the sensor attachment part B to which the temperature sensor element 102 is attached will be described. The sensor mounting portion B is composed of a protective tube 104, a nut 105, a sheath pin 108, and the like. The rear end side 101b of the metal tube 101 is open, the rear end side 101b is inserted into the protective tube 104, the rear end surface is brought into contact with a receiving port provided on the inner peripheral surface of the protective tube 104, and argon welding is performed. Has been fixed.

保護チューブ104の外周面には、六角ナット部105a及びネジ部105bを有するナット105が回動可能に嵌装されている。温度センサ100は、排気管の所定位置に設けられた取り付け部に保護チューブ104の先端面が当接され、ナット105により固定される。これにより、温度検出部分から外部への排気ガス等の漏れを防ぐこととなる。   A nut 105 having a hexagonal nut portion 105a and a screw portion 105b is rotatably fitted to the outer peripheral surface of the protective tube 104. In the temperature sensor 100, the front end surface of the protective tube 104 is brought into contact with an attachment portion provided at a predetermined position of the exhaust pipe, and is fixed by a nut 105. This prevents leakage of exhaust gas and the like from the temperature detection portion to the outside.

また、保護チューブ104の後端側104bの端部の外周面には径小部が形成されており、この径小部に継手106の一端側が嵌め込まれ、アルゴン溶接されている。継手106と保護チューブ104の後端側104bの外径は略同一であり、接続部における段差はほとんどない。   A small-diameter portion is formed on the outer peripheral surface of the end portion on the rear end side 104b of the protective tube 104, and one end side of the joint 106 is fitted into the small-diameter portion and is argon-welded. The outer diameters of the joint 106 and the rear end side 104b of the protective tube 104 are substantially the same, and there are almost no steps in the connecting portion.

金属チューブ101、保護チューブ104及び継手106の内部には、一対のシースピン芯線107を内包するシースピン108が配設されており、金属チューブ101の内部においてシースピン108の先端側108aから引き出されるシースピン芯線107には、温度センサ素子102がPt/Rh合金線109を介して接続されている。このPt/Rh合金線109は、温度センサ素子102と同時焼成することにより形成されたものであり、このPt/Rh合金線109はシースピン芯線107に抵抗溶接されている。   Inside the metal tube 101, the protective tube 104, and the joint 106, a seaspin 108 that includes a pair of seaspin core wires 107 is disposed. The temperature sensor element 102 is connected via a Pt / Rh alloy wire 109. The Pt / Rh alloy wire 109 is formed by simultaneous firing with the temperature sensor element 102, and the Pt / Rh alloy wire 109 is resistance welded to the sheath pin core wire 107.

さらに、シースピン芯線107にリード線111を取り付けるリード線取付部Cについて説明する。リード線取付部Cは、継手106、端子電極110、リード線111、ブッシュ112等から構成される。継手106の内部においてシースピン108の後端側108bから引き出されるシースピン芯線107には、端子電極110により一対のリード線111の一端部が接続されている。このリード線111は耐熱ゴムからなるブッシュ112に内包され、その他端部は外部へと引き出されている。ブッシュ112と継手106とは、継手106が外周面側から丸かしめ、又は六角かしめされることにより互いに固定され、十分に密着して気密性が保持される。これにより、金属チューブ101、保護チューブ104及び継手106の内部に密閉空間が形成され、この密閉空間に温度センサ素子102が収納される。   Further, the lead wire attachment portion C for attaching the lead wire 111 to the sheath pin core 107 will be described. The lead wire mounting portion C includes a joint 106, a terminal electrode 110, a lead wire 111, a bush 112, and the like. One end of a pair of lead wires 111 is connected to the sheath pin core wire 107 drawn from the rear end side 108 b of the sheath pin 108 inside the joint 106 by a terminal electrode 110. The lead wire 111 is enclosed in a bush 112 made of heat-resistant rubber, and the other end is drawn out to the outside. The bush 112 and the joint 106 are fixed to each other when the joint 106 is rounded or hexagonally crimped from the outer peripheral surface side, and the bush 112 and the joint 106 are sufficiently adhered to each other and airtightness is maintained. Thereby, a sealed space is formed inside the metal tube 101, the protective tube 104, and the joint 106, and the temperature sensor element 102 is accommodated in the sealed space.

この温度センサ100は1000℃にも達する高温の環境下に使用されるため、各々の構成部材は十分な耐熱性を有している必要がある。そのため、金属チューブ101、シースピン芯線107及びシースピン108は、Feを主成分とし、C、Si、Mn、P、S、Ni及びCrを含有する耐熱合金であるSUS310Sにより形成されている。また、保護チューブ104は、SUS310SよりCrの量比が少し低い他は同様の組成を有する耐熱合金であるSUS309Sにより形成されている。更に、継手106は、Crの量比が更に低い他は同様の組成を有する耐熱合金であるSUS304により形成されている。   Since this temperature sensor 100 is used in a high temperature environment as high as 1000 ° C., each component member needs to have sufficient heat resistance. Therefore, the metal tube 101, the sheath pin core 107, and the sheath pin 108 are formed of SUS310S, which is a heat-resistant alloy containing Fe as a main component and containing C, Si, Mn, P, S, Ni, and Cr. The protective tube 104 is made of SUS309S, which is a heat-resistant alloy having the same composition except that the amount ratio of Cr is slightly lower than that of SUS310S. Further, the joint 106 is formed of SUS304, which is a heat-resistant alloy having a similar composition except that the amount ratio of Cr is lower.

続いて、上述した温度センサ素子102について図2及び図3を参照してさらに詳しく説明する。
図2は温度センサ素子102の部分拡大図、図3は温度センサ素子102のA−A断面図である。
Next, the temperature sensor element 102 described above will be described in more detail with reference to FIGS.
2 is a partially enlarged view of the temperature sensor element 102, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the temperature sensor element 102 taken along the line AA.

温度センサ素子102は、図2に示すように、SiO等で構成される電気絶縁性の薄膜プレート102a上に、それぞれ所望の形状に形成された第1の熱電対102b及び第2の熱電対102cを有する。尚、薄膜プレート102aは、単結晶シリコンウェハ等の基板102dの上面及び/又は下面に、厚みが0.01mm程度となるように塗布されている。 As shown in FIG. 2, the temperature sensor element 102 includes a first thermocouple 102b and a second thermocouple respectively formed in desired shapes on an electrically insulating thin film plate 102a made of SiO 2 or the like. 102c. The thin film plate 102a is applied to the upper surface and / or the lower surface of the substrate 102d such as a single crystal silicon wafer so as to have a thickness of about 0.01 mm.

また、当該基板102dは、図3に示すように、その一部がシリコンエッチング等により除去され、所望の大きさの空洞部102eを有する。これにより、基板102aは、所定の厚さを有する厚肉部102xと厚肉部102xの厚さより薄い薄肉部102yを備えることとなる。尚、空洞部102eの断面形状は図3に示すものに限定されることはなく、例えば、図4に示すように、概ね台形になるように形成されていてもよい。この際、同図に示すように、薄肉部102yの厚みがなくなるようにしてもよい。このような形態でも、熱容量が異なることとなる。   Further, as shown in FIG. 3, a part of the substrate 102d is removed by silicon etching or the like to have a cavity 102e having a desired size. Thereby, the board | substrate 102a will be provided with the thin part 102y thinner than the thickness of the thick part 102x which has predetermined thickness, and the thick part 102x. Note that the cross-sectional shape of the hollow portion 102e is not limited to that shown in FIG. 3, and may be formed to be generally trapezoidal as shown in FIG. 4, for example. At this time, as shown in the figure, the thickness of the thin portion 102y may be eliminated. Even in such a form, the heat capacities are different.

第1の熱電対102bは、図2及び図4に示すように、薄肉部102y上の薄膜プレート102aの上にその一部が横切って形成される。このように形成されることで、第1の熱電対102aの一部が横切った部分は、薄膜プレート102aの下に基板102dが存在しないため、熱的に絶縁された薄膜プレート102aとなる。   As shown in FIGS. 2 and 4, the first thermocouple 102b is formed so as to cross a part thereof on the thin film plate 102a on the thin portion 102y. By forming the first thermocouple 102a in such a manner, a portion where the first thermocouple 102a crosses becomes a thermally insulated thin film plate 102a because the substrate 102d does not exist under the thin film plate 102a.

また、第1の熱電対102bは、図2に示すように、薄肉部102y上の薄膜プレート102aの上において、ジグザグの形状を有しているが、当該形状はその一部が薄肉部102y上の薄膜プレート102aの上横切っていればこのような形状に限定されるものではなく、例えば、直線や曲線、S字形状や逆S字形状等であってもよい。第1の熱電対102bが薄肉部102y上の薄膜プレート102aの上でジグザグの形状となると、熱電対の長さが長くなるため、温度センサとしての精度が向上することとなる。さらに、厚肉部102x上の薄膜プレート102aの上において、第1の熱電対102bの太さを太くするようにしてもよい。尚、図2において、破線の矩形内の領域(以下、薄肉部領域という。)ARは、薄膜プレート102aの下が薄肉部102yであることを示している。後述する図6、図8及び図9についても同様とする。   Further, as shown in FIG. 2, the first thermocouple 102b has a zigzag shape on the thin film plate 102a on the thin wall portion 102y, but a part of the shape is on the thin wall portion 102y. The shape is not limited to such a shape as long as it crosses over the thin film plate 102a, and may be, for example, a straight line, a curved line, an S-shape or an inverted S-shape. When the first thermocouple 102b has a zigzag shape on the thin film plate 102a on the thin wall portion 102y, the thermocouple becomes longer, and the accuracy as the temperature sensor is improved. Furthermore, the thickness of the first thermocouple 102b may be increased on the thin film plate 102a on the thick portion 102x. In FIG. 2, an area (hereinafter referred to as a thin-walled area) AR in a broken-line rectangle indicates that the thin-walled part 102y is below the thin-film plate 102a. The same applies to FIGS. 6, 8 and 9 described later.

一方で、第2の熱電対102cは、図2に示すように、薄肉部102y上の薄膜プレート102aの上を横切らずに形成される。尚、第2の熱電対102cの形状についても特に限定されることなく、第1の熱電対102bと同様、直線や曲線、S字形状や逆S字形状等であってもよい。また、図5に示すように、第2の熱電対102cの厚みを第1の熱電対102bの厚みと異なるようにしてもよく、これにより2つの熱電対の熱容量が異なることとなる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the second thermocouple 102c is formed without crossing over the thin film plate 102a on the thin portion 102y. The shape of the second thermocouple 102c is not particularly limited, and may be a straight line, a curved line, an S-shape, an inverted S-shape, or the like, similar to the first thermocouple 102b. In addition, as shown in FIG. 5, the thickness of the second thermocouple 102c may be different from the thickness of the first thermocouple 102b, whereby the heat capacities of the two thermocouples are different.

したがって、これらの熱電対が形成された部分の基板102dの厚みがそれぞれ異なることで、熱容量が異なる2つの熱電対を形成でき、二線式熱電対による温度測定手法を利用することができる。そのため、高速に変化する温度を追従性よく計測することが可能となる。   Therefore, two thermocouples having different heat capacities can be formed by changing the thicknesses of the portions of the substrate 102d where these thermocouples are formed, and a temperature measurement method using a two-wire thermocouple can be used. Therefore, it is possible to measure the temperature changing at high speed with good followability.

尚、第1の熱電対102a及び第2の熱電対102bは、例えば金属スパッタリングや金属ペースト印刷、蒸着法、めっき技術、CVD(気相成長)法等により薄膜プレート102a上に膜状に形成される。
また、第1の熱電対102b、第2の熱電対102cは、熱処理によって熱電対となるものであればその材料は特に限定されるものではない。これらの熱電対としては、例えば、クロメル(Ni−Cr合金)−アルメル(Ni−Al合金)、鉄−コンスタン(Ni−Cu合金)、白金・ロジウム−白金、クロメル−コンスタン等が挙げられる。
The first thermocouple 102a and the second thermocouple 102b are formed in a film shape on the thin film plate 102a by, for example, metal sputtering, metal paste printing, vapor deposition method, plating technique, CVD (vapor phase growth) method or the like. The
The materials of the first thermocouple 102b and the second thermocouple 102c are not particularly limited as long as they become thermocouples by heat treatment. Examples of these thermocouples include chromel (Ni-Cr alloy) -alumel (Ni-Al alloy), iron-constant (Ni-Cu alloy), platinum / rhodium-platinum, chromel-constant, and the like.

(第2実施形態)
続いて、本発明の第2実施形態に係る温度センサ素子について図6から図9を参照して説明する。尚、図2及び図3に示される温度センサ素子の各部と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Subsequently, a temperature sensor element according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to each part of the temperature sensor element shown by FIG.2 and FIG.3, and the description is abbreviate | omitted.

第2実施形態に係る温度センサ素子102は、図6及び図7に示すように、第2の熱電対102cが図示しない薄肉部102y上の薄膜プレート102aに横切って形成されるとともに、同図に示すように、その厚みを第1の熱電対102bの厚みと異ならせて形成されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the temperature sensor element 102 according to the second embodiment is formed so that the second thermocouple 102 c crosses the thin film plate 102 a on the thin portion 102 y (not shown). As shown, the thickness is different from the thickness of the first thermocouple 102b.

このように、第1の熱電対102b及び第2の熱電対102cが薄肉部102y上の薄膜プレート102aの上に横切って形成されていても、お互いの厚みを異ならせることにより、熱容量が異なり、二線式熱電対による温度測定手法を利用することができる。そのため、高速に変化する温度を追従性よく計測することが可能となる。   In this way, even if the first thermocouple 102b and the second thermocouple 102c are formed across the thin film plate 102a on the thin portion 102y, the heat capacities are different by making the thicknesses different from each other. A temperature measurement technique using a two-wire thermocouple can be used. Therefore, it is possible to measure the temperature changing at high speed with good followability.

また、第1の熱電対102b及び第2の熱電対102cが薄肉部102y上の薄膜プレート102aの上に横切って形成されており、かつ、お互いに厚みが異なっていれば、第1の熱電対102b及び第2の熱電対102cの、薄肉部102y上の薄膜プレート102aの上での形状は特に限定されない。例えば、図8に示すように、ジグザグ形状の長手方向の角度を異ならせたり、図9に示すように、第1の熱電対の形状を重ならないようにスライド移動させた形状を第2の熱電対の形状としたり、ジグザク形状の部分を対向させたりしてもよい。   If the first thermocouple 102b and the second thermocouple 102c are formed across the thin film plate 102a on the thin portion 102y and have different thicknesses, the first thermocouple The shapes of the 102b and the second thermocouple 102c on the thin film plate 102a on the thin portion 102y are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 8, the shape of the zigzag shape in the longitudinal direction is changed, or the shape of the first thermocouple is slid so as not to overlap as shown in FIG. You may make it a pair shape or make a zigzag-shaped part oppose.

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。例えば、温度センサ素子に熱電対を使用せずに、サーミスタを使用するようにしてもよい。また、熱容量が異なるように2つの熱電対を形成するものであれば、本実施形態に限定されるものではない。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, a thermistor may be used without using a thermocouple for the temperature sensor element. Further, the present embodiment is not limited to this embodiment as long as two thermocouples are formed so as to have different heat capacities.

以上説明したように、本発明によれば、線径を小さくせずに、一の熱電対が形成される部分の基板と他の熱電対が形成される部分の基板との厚みを異ならせることで、熱容量が異なるようになる。したがって、高速な温度変化に対する温度追従性を維持しつつ、機械的強度の劣化を抑制することができ、産業上の利用可能性が高い。   As described above, according to the present invention, the thickness of the substrate where one thermocouple is formed and the substrate where the other thermocouple is formed are made different without reducing the wire diameter. Therefore, the heat capacity becomes different. Therefore, deterioration in mechanical strength can be suppressed while maintaining temperature followability with respect to a high-speed temperature change, and industrial applicability is high.

温度センサの全体構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the whole structure of a temperature sensor. 第1実施形態に係る温度センサ素子の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the temperature sensor element which concerns on 1st Embodiment. 温度センサ素子のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of a temperature sensor element. 温度センサ素子の他のA−A断面図である。It is other AA sectional drawing of a temperature sensor element. 温度センサ素子の他のA−A断面図である。It is other AA sectional drawing of a temperature sensor element. 第2実施形態に係る温度センサ素子の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the temperature sensor element which concerns on 2nd Embodiment. 温度センサ素子のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of a temperature sensor element. 第2実施形態に係る温度センサ素子の他の部分拡大図である。It is the other partial enlarged view of the temperature sensor element which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る温度センサ素子の他の部分拡大図である。It is the other partial enlarged view of the temperature sensor element which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 温度センサ
101 金属チューブ
101a 金属チューブの先端側
101b 金属チューブの後端側
102 温度センサ素子
102a 薄膜プレート
102b 第1の熱電対
102c 第2の熱電対
102d 基板
102e 空洞部
102x 厚肉部
102y 薄肉部
103 セメント
104 保護チューブ
104b 保護チューブの後端側
105 ナット
105a 六角ナット部
105b ネジ部
106 継手
107 シースピン芯線
108 シースピン
108b シースピンの後端側
109 Pt/Rh合金線
110 端子電極
111 リード線
112 ブッシュ
A 感温部
B センサ取付部
C リード線取付部
AR 薄肉部領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Temperature sensor 101 Metal tube 101a The front end side of a metal tube 101b The rear end side of a metal tube 102 Temperature sensor element 102a Thin film plate 102b 1st thermocouple 102c 2nd thermocouple 102d Substrate 102e Cavity part 102x Thick part 102y Thin part 103 Cement 104 Protective tube 104b Protective tube rear end side 105 Nut 105a Hex nut part 105b Screw part 106 Joint 107 Seaspin core wire 108 Seaspin 108b Seaspin rear end side 109 Pt / Rh alloy wire 110 Terminal electrode 111 Lead wire 112 Bush A feeling Warm part B Sensor mounting part C Lead wire mounting part AR Thin part area

Claims (3)

所定の厚みを有する厚肉部と前記厚肉部より厚みが薄い薄肉部とを含む基板と、
前記基板上に形成された電気絶縁膜と、
前記厚肉部上の前記電気絶縁膜の上に形成された第1の熱電対膜と、
前記薄肉部上の前記電気絶縁膜の上に一部が形成された第2の熱電対膜と、
を有し、
前記第1の熱電対膜と前記第2の熱電対膜との厚みが相違することを特徴とする温度センサ素子。
A substrate including a thick portion having a predetermined thickness and a thin portion having a thickness smaller than the thick portion;
An electrical insulating film formed on the substrate;
A first thermocouple film formed on the electrical insulating film on the thick part;
A second thermocouple film partially formed on the electrical insulating film on the thin-walled portion;
I have a,
The temperature sensor element, wherein the first thermocouple film and the second thermocouple film have different thicknesses .
所定の厚みを有する厚肉部と前記厚肉部より厚みが薄い薄肉部とを含む基板と、
前記基板上に形成された電気絶縁膜と、
前記薄肉部上の前記電気絶縁膜の上に一部が形成された第1の熱電対膜と、
前記薄肉部上の前記電気絶縁膜の上に一部が形成され、かつ、前記第1の熱電対膜と厚みが相違する第2の熱電対膜と、
を有することを特徴とする温度センサ素子。
A substrate including a thick portion having a predetermined thickness and a thin portion having a thickness smaller than the thick portion;
An electrical insulating film formed on the substrate;
A first thermocouple film partially formed on the electrical insulating film on the thin-walled portion;
A second thermocouple film that is partially formed on the electrical insulating film on the thin-walled portion and has a thickness different from that of the first thermocouple film;
A temperature sensor element comprising:
請求項1または2に記載の温度センサ素子を含む感温部と、
前記温度センサ素子に一端が接続されるシースピン芯線を含むセンサ取付部と、
前記シースピン芯線の他端にリード線が取り付けられるリード線取付部と、
を有することを特徴とする温度センサ
A temperature sensing part including the temperature sensor element according to claim 1;
A sensor mounting portion including a sheath pin core wire, one end of which is connected to the temperature sensor element;
A lead wire attaching portion to which a lead wire is attached to the other end of the sheath pin core;
A temperature sensor comprising:
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