DE4445243C2 - Temperaturfühler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturfühler mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.

Ein solcher Temperaturfühler ist bekannt (DE-OS 22 56 203). Im Betrieb des bekannten Temperaturfühlers wird über die zwei ersten Leitungen ein Konstantstrom durch den Widerstandsfühler geleitet. Der dabei am Widerstandsfühler auftretende Spannungsabfall ist wegen der Temperaturabhängigkeit des Widerstandswertes des Widerstandsfühlers selber temperaturabhängig und somit ein Maß für die Temperatur, der der Widerstandsfühler ausgesetzt ist.

Bei der Herstellung des bekannten Temperaturfühlers treten zwangsläufig Abweichungen vom Sollwert des Widerstandswertes des Widerstandsfühlers auf, die zu entsprechenden Abweichungen der Ausgangssignalspannung vom Sollwert bei einem vorbestimmten Strom und einer vorbestimmten Temperatur führen. Für einen genau messenden Temperaturfühler ist es daher notwendig, den Widerstandswert des Widerstandsfühlers abzugleichen. Bekannt ist es, den Abgleich beispielsweise durch Laserbearbeitung vorzunehmen. Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass durch die Laserbearbeitung dem Widerstandsfühler Wärme zugeführt wird, so dass dessen Temperatur von der für den Abgleich vorgegebenen Temperatur abweicht und der Abgleich nicht genau unter den vorgegebenen Temperaturbedingungen erfolgt.

Die Veröffentlichung EP 0 309 664 A1 offenbart einen Temperaturfühler, bei dem ein temperaturabhängiger Widerstandsfühler in Reihe mit einem Vorwiderstand geschaltet ist. Dieser bekannte Temperaturfühler wird abgeglichen durch Laserbearbeitung des Vorwiderstandes und ggfs. eines weiteren, zum Widerstandsfühler parallel geschalteten Widerstandes. Die Ausgangssignalspannung ist bei diesem bekannten Temperaturfühler eine nicht lineare Funktion der Temperatur.

Die Veröffentlichung DE-OS 19 26 250 offenbart ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Messung einer charakteristischen Größe eines Mediums mit Hilfe eines in das Medium getauchten thermosensiblen Messelementes. Dabei ist die charakteristische Größe beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, nicht jedoch dessen Temperatur. Das Messprinzip gemäß diesem bekannten Verfahren besteht darin, einen das Messelement bildenden Heißleiter während einer veränderbaren Zeitdauer mit einem konstanten Strom zu speisen, wobei diese Stromspeisung endet, wenn der Spannungsabfall am Messelement einen Grenzwert unterschreitet, der durch einen Spannungsabfall an einem Kompensationselement gegeben ist. Parallel zum Messelement ist ein Spannungsteiler-Widerstand geschaltet, der dafür sorgt, dass das Kompensationselement mit einem Strom gespeist wird, dessen Stärke nur einen Bruchteil der Stärke des Stroms für das Messelement ausmacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Temperaturfühler derart auszubilden, dass auf einfache Weise die Ausgangssignalspannung des Temperaturfühlers abgeglichen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch den Temperaturfühler mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruch 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Temperaturfühler ist parallel zum Widerstandsfühler ein Spannungsteiler-Widerstand geschaltet und wird die Ausgangssignalspannung als Teilspannung des Spannungsteiler- Widerstandes abgenommen. Diese Ausbildung ermöglicht es, die Ausgangssignalspannung des Temperaturfühlers dadurch abzugleichen bzw. zu justieren, dass statt des Widerstandsfühlers der Spannungsteiler-Widerstand unter den Abstimmbedingungen, also bei einem vorbestimmten Strom und einer vorgegebenen Temperatur, verändert wird, bis die Ausgangssignalspannung ihren Sollwert hat. Da der Spannungsteiler-Widerstand einen dem Betrag nach kleineren Widerstandstemperaturkoeffizienten als der Widerstandsfühler hat, wirkt sich die Wärmezufuhr zum Spannungsteiler-Widerstand während des Abgleichens beispielsweise durch eine Laserbearbeitung auf die Genauigkeit des Abgleichs weit weniger aus, als wenn der Widerstandsfühler selber durch eine Laserbearbeitung abgeglichen würde. Die Ausgangssignalspannung des erfindungsgemäßen Temperaturfühlers ist proportional zum Spannungsabfall am Widerstandsfühler und somit linear von der Temperatur abhängig.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Vorzugsweise bei 25°C hat der Spannungsteiler-Widerstand einen elek­ trischen Widerstandswert, der hundert mal größer ist als der elek­ trische Widerstandswert des Widerstandsfühlers, um so die Genauig­ keit des Temperaturfühlers zu erhöhen. Noch besser ist es, wenn bei 25°C der Spannungsteiler-Widerstand einen elektrischen Wi­ derstandswert hat, der mehr als tausend mal größer ist als der elektrische Widerstandswert des Widerstandsfühlers.

Bei der vorliegenden Erfindung kann der Spannungsteiler-Wi­ derstand an einer solchen Stelle angeordnet sein, daß er der zu messenden Atmosphäre nicht ausgesetzt ist. Bei einer solchen Anordnung bleibt der Spannungsteiler-Widerstand zuverlässig und ein elektrischer Widerstandswert des Spannungsteiler-Wi­ derstands verändert sich im Laufe der Zeit kaum.

Vorzugsweise kann das Keramiksubstrat zwei Enden aufweisen, wobei der Widerstandsfühler am einen Ende angebracht sein kann und der Spannungsteiler-Widerstand am anderen Ende ange­ ordnet sein kann.

Der Spannungsteiler-Widerstand ist vorzugsweise an einer Stelle angebracht, wo er einen bestimmten Abstand vom Widerstandsfühler hat, so daß der Wärmefluß zwischen dem Spannungsteiler-Widerstand und dem Widerstandsfühler redu­ ziert ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Temperaturfühler hohe Temperaturen erfaßt. Während der Widerstandsfühler hohen Temperaturen, wie zum Beispiel 1000°C ausgesetzt wird, wird der Spannungsteiler-Widerstand bei viel geringeren Temperaturen gehalten, zum Beispiel bei 300°C, so daß die Lebensdauer des Spannungsteiler-Widerstands höher ist.

Der Spannungsteiler-Widerstand ist vorzugsweise mit einer Glasschicht überzogen, um die Haltbarkeit zu verbessern.

Ein Verfahren zum Aufbringen der Glasschicht auf den Span­ nungsteiler-Widerstand umfaßt die Schritte: Herstellen eines Schlammes aus Glaspulver (zum Beispiel mit Borsilikatglas), Aufbringen des Schlammes auf die Oberfläche des Spannungs­ teiler-Widerstandes, Trocknen des aufgebrachten Schlammes, und Brennen des aufgebrachten Schlammes. Der Schlamm-Auf­ bring-Schritt kann durch Eintauchen, Messerbeschichtung, Spraybeschichtung, etc. erfolgen.

Weitere Einzelheiten werden weiter unten mit Hilfe der Aus­ führungsformen, die in den beiliegenden Zeichnungen darge­ stellt sind, erläutert.

In den Figuren zeigt bzw. zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Aus­ führungsform eines Temperaturfühlers nach der vorlie­ genden Erfindung, wobei ein Keramiksubstrat aus drei Keramikschichten besteht;

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Anwendungsbeispiel des Temperaturfühlers;

Fig. 3 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform des Temperaturfühlers nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform des Temperaturfühlers nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer vierten Aus­ führungsform des Temperaturfühlers nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer fünften Aus­ führungsform des Temperaturfühlers nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Vergrößerung eines Teils der Fig. 1; und

Fig. 8 ein schematisches Schaltkreisdiagramm der ersten Ausführungsform des Temperaturfühlers nach der vorlie­ genden Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Temperaturfühlers nach der vorliegenden Erfindung, wobei dessen Keramiksubstrat aus Gründen der Übersichtlichkeit in drei Keramikschichten 1, 11, 18 aufgetrennt ist. Mittels Fig. 1 kann auch ein Verfahren zur Herstellung der ersten Ausführungsform dargestellt werden.

In Fig. 1 ist ein Widerstandsfühler 2, der aus einer pastö­ sen Mischung aus Platin und Aluminiumoxid zusammengesetzt ist auf eine Oberfläche der Keramikschicht 1 aufgedruckt. Während des Druckens besteht die Keramikschicht 1 aus Alumi­ niumoxid/(Tonerde), das noch nicht gebrannt ist.

Zwei Leitungen 3, 4 zur Speisung des Widerstandsfühlers 2 mit elektrischem Strom sind auf die Ober­ fläche der Keramikschicht 1 gedruckt. Ein Ende der beiden Leitungen 3, 4 ist mit den Enden des Widerstandsfühlers 2 ver­ bunden. Die anderen Enden der Leitungen 3, 4 sind jeweils mit Anschlußpunkten 9, 10 verbunden, um eine Verbindung mit einer Seitenfläche 1s herzustellen.

Zwei weitere Leitungen 5, 6 sind ebenfalls auf die Oberfläche der Keramikschicht 1 gedruckt. Ein Spannungsabfall, der am Wider­ standsfühler 2 auftritt, kann durch die Leitungen 5, 6 erfaßt werden. Ein Ende der beiden Leitungen 5, 6 ist jeweils mit den Enden des Widerstandsfühlers 2 verbunden. Die anderen Enden der Leitungen 5, 6 sind jeweils mit Anschlußpunkten 7, 8 verbunden um eine Verbindung mit der Seitenfläche 1s herzustellen. Ein Ende 2a des Widerstandsfühlers 2 verzweigt in die Leitung 3 und die Leitung 5, während das andere Ende 2b des Widerstandsfühlers 2 in die Leitung 4 und die Leitung 6 verzweigt.

Die Leitungen 3, 4, die Leitungen 5, 6 und die Anschluß­ punkte 9, 10 können zum Beispiel aus einer pastösen Mischung aus Platin und Aluminiumoxid zusammengesetzt sein. Sie werden vorzugsweise beim Schritt des Aufdruckens des Widerstandsfühlers 2 mit aufgedruckt. Jedoch können die Materialien für die Leitungen 3, 4, die Leitungen 5, 6 und die Anschlußpunkte 7, 8 unterschiedlich zu dem des Widerstandsfühlers 2 sein.

Die Keramikschicht 11 ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Keramikschicht 1 hergestellt. Seitenan­ schlüsse 12, 13 zur elektrischen Verbindung mit den Anschluß­ punkten 9, 10 sind auf eine Seitenfläche 11s der Keramikschicht 11 gedruckt.

Der Seitenanschluß 12 ist elektrisch verbunden mit einer Anschluß­ fläche 15. Eine Anschlußleitung 16 für eine Teilspannung ist zwischen die Seitenanschlüsse 12, 13 gedruckt. Die Anschlußleitung 16 ist mit einer weiteren Anschlußfläche 17 verbunden.

Die Anschlußflächen 15, 17 und die Anschlußleitung 16 sind auf die Oberfläche eines Endes 11a der Keramikschicht 11 aufgedruckt und können aus einer pastösen Mischung aus Platin und Aluminiumoxid bestehen. Jedoch brauchen die Materialien für die Anschlußflächen 15, 17 und die Anschlußleitung 16 nicht die gleichen wie für den Widerstandsfühler 2 zu sein.

Die Keramikschicht 18 ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Keramikschicht 1 hergestellt. Seitenan­ schlüsse 19, 20, die sich zur Rückseite der Keramikschicht 18 erstrecken, werden auf eine Seitenfläche 18s des Keramik­ substrates 18 gedruckt. Die Seitenanschlüsse 19, 20 sind jeweils mit Anschlußflächen 21, 22 verbunden, die auf die Rückseite der Keramikschicht 18 gedruckt sind. Die Seitenanschlüsse 19, 20 und die Anschlußflächen 21, 22 können aus einer pastösen Mischung von Platin und Aluminiumoxid zusammengesetzt sein. Jedoch brauchen die Materialien für die Seitenanschlüsse 19, 20 und die Anschlußflächen 21, 22 nicht die gleichen wie für den Widerstandsfühler 2 zu sein.

Die drei ungebrannten Keramikschichten 1, 11, 18 werden zusammen laminiert, gepresst und dann bei 1.600°C gebrannt, um ein zusammenhängendes Keramiksubstrat zu bilden. Falls der Widerstand 2 Wolfram oder Nickel enthält, kann die Atmosphäre beim Brennen eine reduzierende Atmosphäre sein. Falls der Widerstand 2 Platin oder Rhodium enthält, kann die Atmosphäre entweder eine redu­ zierende Atmosphäre oder eine oxidierende Atmosphäre sein.

Ein Spannungsteiler-Widerstand 14 besteht aus einer Mischung aus Rutheniumoxid und Glas, ist aufgedruckt und gebrannt, um die Seitenanschlüsse 12, 13 zu verbinden. Der Spannungsteiler-Widerstand, der im Folgenden kurz als Widerstand 14 bezeichnet wird, bedeckt zumindest einen Teil der Anschlußleitung 16 und ist mit dieser verbunden. Zum Beispiel kann der Widerstand 14 einen elektrischen Widerstandswert von 50 Kiloohm habend, und der Widerstandsfühler 2 kann einen elektrischen Widerstandswert von 20 Ohm haben.

Die Leitung 3, der Anschlußpunkt 9 und der Seitenanschluß 20 einer­ seits und die Leitung 4, der Anschlußpunkt 10 und der Seitenan­ schluß 19 andererseits bilden jeweils eine von zwei ersten Leitungen. Die Leitung 5, der Anschlußpunkt 7 und der Seitenanschluß 13 einer­ seits und die Leitung 6, der Anschlußpunkt 8 und der Seitenanschluß 12 andererseits bilden jeweils eine von zwei zweiten Leitungen.

Elektrischer Strom einer bestimmten Höhe wird dem Widerstandsfühler 2 über die Anschlußflächen 21, 22 zugeführt, während eine Ausgangssignalspannung des Temperaturfühlers über die Anschlußflächen 15, 17 ermittelt wird. Unter diesen Bedingungen wird der Widerstand 14 durch Laserein­ strahlung so abgeglichen, daß die Ausgangssignalspannung einen bestimmten Wert hat, der zum elektrischen Strom korrespondiert. Nach dem Abgleichen kann der Widerstand 14 mit einer Glas-Schicht beschichtet werden, um den Widerstand zu schützen.

Beim Abgleichen wird ein Infrarot- oder ein Ultraviolet-Laser verwendet. Zum Beispiel erzeugt ein Yttrium-Aluminium-Garnet- Laser einen Strahl mit einem Durchmesser von 50 µm auf dem Widerstand 14, wobei er mit einer Rate von 0.25 mm pro Se­ kunde bewegt wird. Der Laser kann eine Oszillationsfrequenz von einem Kilohertz und eine Leistung von 600 Milliwatt haben.

Der elektrische Schaltkreis ist in Fig. 8 dargestellt. Der elektrische Schaltkreis umfasst den temperaturempfindlichen Widerstandsfühler 2 und den Widerstand 14 zur Spannungsteilung, die parallel zueinander geschaltet sind. Elektrischer Strom wird dem Widerstandsfühler 2 mittels der Anschlußflächen 21, 22 zugeführt. Der am Widerstandsfühler 2 auftretende Spannungsabfall wird durch den Widerstand 14 geteilt, um an den Anschlußflächen 15, 17 die Ausgangssignalspannung zu erhalten.

So wie sich die Temperatur des Widerstandsfühler 2 ändert, während konstant elektrischer Strom zugeführt wird, ändert sich der elektrische Widerstand des Widerstandsfühlers 2, so daß sich der am Widerstandsfühler 2 auftretende Spannungsabfall verän­ dert, wodurch sich dementsprechend die Ausgangssignalspannung an den Anschlußflächen 15, 17 ändert.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Anwendung des Temperatur­ fühlers der in Fig. 2 als Temperaturfühler 30 dargestellt ist, im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges. Der Tempe­ raturfühler 30 ist mittels eines Gehäuses 32 an einem Abgas­ rohr 31 befestigt. Ein Ende 30a, in dem der Widerstandsfühler 2 ein­ gebettet ist, ist in das Innere des Abgasrohrs 31 eingesetzt, während das andere Ende 30b, welches den Widerstand 14 um­ faßt, an der Außenseite des Abgasrohres 31 angeordnet ist. Das Gehäuse 32 ist in das Abgasrohr 31 geschraubt, und ein Element 33 zur Stoßdämpfung ist zwischen dem Gehäuse 32 und dem Temperaturfühler 30 angeordnet.

Das Ende 30a ist durch eine Schutzabdeckung 34 abgedeckt, um einen Stoß auf das Ende zu verhindern, da das Keramiksubstrat des Temperaturfühlers 30 infolge eines Stoßes beschädigt wer­ den könnte. Die Schutzabdeckung 34 ist durchlöchert, um es zu ermöglichen, daß Abgas ins Innere der Schutzabdeckung 34 ge­ langt.

Das andere Ende 30b ist mit einem Verbindungsstück 36 verbun­ den, mittels dessen die Anschlußflächen 15, 17, 21, 22 zu einer Leitung 37 verbunden sind. Das Ende 30b und das Verbindungsstück 36 sind in einem Gehäuse 35 unterge­ bracht.

Bei einem Verfahren zur Herstellung der ersten Ausführungs­ form werden die drei rohen Keramikschichten 1, 11, 18 zusam­ men laminiert, gepresst und dann gebrannt, um das einstückige Keramiksubstrat zu bilden. Jedoch sind zur Herstellung der ersten Ausführungsform nicht unbedingt drei rohe Keramik­ schichten erforderlich. Zum Beispiel können ohne die Keramikschicht 18 die Anschlußflächen, die elektrisch mit den Anschlußpunkten 9, 10 verbunden sind, auf die Rückseite der ungebrannten Keramikschicht 1 gedruckt werden, die der Oberfläche gegenüber liegt, auf die der Widerstandsfühler 2 gedruckt ist.

In Fig. 3 ist die zweite Ausführungsform dargestellt, die der ersten Ausführungsform ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß ein Ende einer Keramikschicht 41a mit einer Schicht 41b beschichtet ist, die aus keramischen Material besteht, sodaß ein Wider­ standsfühler 42 im Keramiksubstrat 41 eingebettet ist, während das andere Ende der Keramikschicht 41a durch die Schicht 41b nicht bedeckt ist. Bei der zweiten Ausführungs­ form umfaßt das Keramiksubstrat 41 die Keramikschicht 41a und die Schicht 41b, und der Widerstandsfühler 42 ist zwischen der Keramikschicht 41a und der Schicht 41b angeordnet. Die ersten und die zweiten Leitungen sind mit dem Widerstandsfühler 42 verbunden, und Teile dieser Leitungen sind ebenfalls mit der Schicht 41b beschichtet. Die anderen Teile der Leitungen und der Spannungsteiler-Widerstand sind durch eine Glas­ schicht abgedeckt.

Beim Verfahren zur Herstellung der zweiten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wird eine keramische Paste auf eine Oberfläche eines Endes der rohen Keramikschicht 1 aufgebracht, so daß der Widerstandsfühler 42 durch die keramische Paste abgedeckt ist. Jedoch wird das andere Ende durch die keramische Paste nicht abgedeckt. Die ungebrannte Keramikschicht wird mit der Paste zusammengebrannt, um das einstückige Keramiksubstrat zu bilden.

In Fig. 4 ist die dritte Ausführungsform dargestellt, die der ersten Ausführungsform ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß ein Ende einer Keramikschicht 46a durch eine Schicht 46b beschich­ tet ist, die aus keramischen Material besteht, so daß ein Widerstandsfühler 47 im Keramiksubstrat 46 eingebettet ist, während das andere Ende der Keramikschicht 46a durch die Schicht 46b nicht beschichtet ist. Bei der dritten Ausfüh­ rungsform bedeckt die Schicht 46b die gesamte Oberfläche des einen Endes der Keramikschicht 46a mit dem Widerstandsfühler 47, während bei der zweiten Ausführungsform die Schicht 42 nur die Oberfläche mit dem Widerstand 42 darauf bedeckt. Ähnlich der zweiten Ausführungsform sind die ersten und die zweiten Leitungen mit dem Widerstandsfühler 47 verbunden, und Teile dieser Leitungen sind durch die Schicht 46b ebenfalls abgedeckt. Die anderen Teile der Leitungen und der Spannungsteiler-Widerstand sind durch eine Glasschicht abgedeckt.

Bei einem Verfahren zur Herstellung der dritten Ausführungs­ form nach der vorliegenden Erfindung wird ein Ende der ungebrannten Keramikschicht 1 in einen keramischen Schlamm eingetaucht, so daß das Ende mit dem Widerstandsfühler 47 durch die Keramikbeschich­ tung beschichtet ist. Die ungebrannte Keramikschicht wird zusammen mit der Keramikbeschichtung gebrannt, um das einstückige Keramiksubstrat zu bilden.

In Fig. 5 ist die vierte Ausführungsform nach der vorliegen­ den Erfindung dargestellt, die der ersten Ausführungsform ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß ein Keramiksubstrat 51 mit einem Durchgangsloch 58 versehen ist, das zwischen einem Widerstandsfühler 52 in einem Ende des Keramiksubstrats 51 und einem Spannungsteiler-Widerstand 54, im anderen Ende des Keramiksubstrats 51 ausgebildet ist, um so einen Wärmefluß zwischen dem Widerstandsfühler 52 und dem Spannungsteiler-Widerstand 54 durch das Keramiksubstrat 51 zu verringern. Wenn der Wider­ standsfühler 52 hohen Temperaturen ausgesetzt ist, ist der Spannungsteiler-Widerstand 54 wesentlich geringeren Tem­ peraturen ausgesetzt, so daß seine Lebensdauer länger ist.

Vorzugsweise wird das Durchgangsloch 58 in der Nähe des Wi­ derstandsfühlers 52 ausgebildet. Das Durchgangsloch 58 er­ streckt sich in Dickenrichtung des Keramiksubstrates 51. Der Widerstandsfühler 52 ist in einem Ende des Keramik-Substrates 51 eingebet­ tet.

In Fig. 6 ist die fünfte Ausführungsform nach der vorliegen­ den Erfindung dargestellt, die der ersten Ausführungsform ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß ein Ende 61a des Keramik­ substrates 61 dünner ist als die anderen Teile eines Keramik­ substrates 61, um so den Wärmefluß zwischen dem Widerstands­ fühler 62, der im dünnen Ende 61a eingebettet ist, und dem Spannungsteiler-Widerstand 64 im andere Ende durch das Kera­ miksubstrat 61 zu verringern. Falls der Widerstandsfühler 62 hohen Temperaturen ausgesetzt wird, wird der Spannungsteiler- Widerstand 64 bei viel geringeren Temperaturen gehalten, wo­ durch dessen Lebensdauer erhöht ist.

Beim Temperaturfühler nach der vorliegenden Erfindung ist der Widerstandsfühler im Keramiksubstrat eingebettet, wodurch der Widerstandsfühler nicht so leicht beschädigt wird. Der elek­ trische Widerstandswert des Spannungsteiler-Widerstands wird eingestellt, um so die Veränderung in der Ausgangssignalspannung des Temperaturfühlers zu verringern. Darüberhinaus hat der Temperaturfühler eine verbesserte Genauigkeit im Ermitteln von Temperaturen, da der Spannungsteiler-Widerstand einen höheren elektrischen Widerstand als der Widerstandsfühler hat.

Claims (12)

1. Temperaturfühler mit einem Keramiksubstrat (1, 11, 18; 41; 46; 51; 61), einem Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62), der im Keramiksubstrat (1, 11, 18; 46; 51; 61) eingebettet ist und der einen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten aufweist, und
zwei ersten Leitungen (3, 9, 20; 4, 10, 19), die am Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) angeschlossen sind, wobei elektrischer Strom durch die zwei ersten Leitungen (3, 9, 20; 4, 10, 19) dem Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) zugeführt werden kann und dabei ein Spannungsabfall am Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) auftritt,
gekennzeichnet durch
zwei zweite Leitungen (5, 7, 13; 6, 8, 12), die mit dem Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) verbunden sind, wobei der Spannungsabfall am Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) mittels der zwei zweiten Leitungen (5, 7, 13; 6, 8, 12) erfasst werden kann, und
einen Spannungsteiler-Widerstand (14; 54; 64), der zwischen die zwei zweiten Leitungen (5, 7, 13; 6, 8, 12) und parallel zum Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) geschaltet ist,
wobei die Ausgangssignalspannung des Temperaturfühlers als Teilspannung des Spannungsteiler-Widerstandes (14; 54; 64) vorliegt, und
wobei der Spannungsteiler-Widerstand (14; 54; 64) einen solchen Widerstandswert aufweist, dass bei einem vorbestimmten Strom durch den Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) die Ausgangssignalspannung einen vorbestimmten Wert aufweist und
wobei der Widerstandstemperaturkoeffizient des Spannungsteiler-Widerstandes (14; 54; 64) dem Betrag nach kleiner als der Widerstandstemperaturkoeffizient des Widerstandsfühlers (2; 42; 47; 52; 62) ist.

2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Widerstandstemperaturkoeffizienten des Spannungsteiler- Widerstandes (14; 54; 64) nicht größer ist als die Hälfte des Widerstandstemperaturkoeffizienten des Widerstandsfühlers (2; 42; 47; 52; 62).

3. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei 25°C der Spannungsteiler- Widerstand (14; 54; 64) einen größeren Widerstandswert hat als der Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62).

4. Temperaturfühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei 25°C der Spannungsteiler- Widerstand (14; 54; 64) einen elektrischen Widerstandswert hat, der doppelt so groß ist wie der Widerstandswert des Widerstandsfühlers (2; 42; 47; 52; 62).

5. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramiksubstrat (1, 11, 18) zwei Enden aufweist, dass der Widerstandsfühler (2) in einem der beiden Enden angeordnet ist und dass der Spannungsteiler-Widerstand (14) im anderen der beiden Enden angeordnet ist.

6. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteiler-Widerstand (54; 64) auf eine Oberfläche des Keramiksubstrats (51; 61) aufgeschichtet ist und mit einer Glasschicht beschichtet ist.

7. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62), der Spannungsteiler-Widerstand (14; 54; 64), die ersten Leitungen (3, 9, 20; 4, 10, 19) und die zweiten Leitungen (5, 7, 13; 6, 8, 12) aufgedruckt sind und einen Film bilden.

8. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) zumindest eines der folgenden Materialien enthält: Platin, Rhodium, Nickel und Wolfram.

9. Temperaturfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) Platin enthält.

10. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsfühler (2; 42; 47; 52; 62) im wesentlichen aus einem Keramikmetallgemisch besteht, das Keramik und zumindest eines der folgenden Materialien enthält: Platin, Rhodium, Nickel und Wolfram.

11. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramiksubstrat (51) ein Durchgangsloch (58) aufweist, das zwischen dem Widerstandsfühler (52) und dem Spannungsteiler-Widerstand (54) ausgebildet ist.

12. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramiksubstrat (61) eine ebene Gestaltung mit Enden aufweist, dass der Widerstandsfühler (62) in einem der beiden Enden eingebettet ist und dass der Spannungsteiler-Widerstand (64) im anderen Ende eingebettet ist, wobei das eine Ende (61a) mit dem Widerstandsfühler (62) dünner ist als das andere Ende mit dem Spannungsteiler-Widerstand (64).