JPH01305329A - 温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、可撓性を有し、複雑な形状の物体表面に密
着できる湿度センサに関するものである。

〔従来の技術〕

抵抗を用いた濁度センサとしては１通常、白金を利用し
た白金抵抗温度センサが実用され、日本工業規格（ＪＩ
Ｓ　−Ｃ１６０４）に詳細に規格が決めら才１．でいる
。これは、白金の電気抵抗が濁度によって規則的に変化
することを利用し、そのＷＩ気低抵抗値ら濁度を求める
ものである。第２図は５例えば雑誌１センサ技術、　１
９８６　　年５月臨時増刊号。

Ｐ、１４９Ｊに記載されている従来の白金抵抗温度セン
サの一例の斜視図である。図において、（１）は絶縁棒
、（２）はこの％Ｐ！縁棒（１）に巻かれた白金１＠紳
であり、−例として直径１０ミクロン稈度の白金細線を
、長さ２５０〜１０００　ｗｇ楔度、直径３１１１ｗ稈
度ノア　ルｊすの絶縁棒に巻き付けて測温用白金抵抗体
としＣイルものである。これらの周囲は、用途に応じて
絶縁物などで被覆されている。

一般に、白金抵抗潤度センサは、白金抵抗体に一定の直
流常流、例えば２ｍＡの常流を流したと１に抵抗体の両
端に生じる電圧まり抵抗値を求め、濁度に換算している
。従−て、抵抗値の大きな白金抵抗体はど大きな電圧が
得られるが、一般には０℃において５０Ωまたは１００
Ωのものが多用されている。このような従来の白金抵抗
温度センサは、第２図に示されているような棒状かある
いは比穀的厚い板状になる。このことは、白金抵抗体に
おいて、所定の抵抗値を確保するためとその渭気絶縫性
や機械的強度を保障するためであり、絶縁物に白金細線
を巻く構造のものでは避けられない。

すなわち、周囲の絶縁被覆膜を含めると、棒状のもので
は直径を２ｆｆ以下に、板状のものでは厚さをｌｌ１１
以下にすることは困難であり、しかも白金細線が巻かｎ
る絶縁棒は固く可撓性を有り、ていなＬ）。

−・方、湿度センサの抵抗体を薄形化することに関して
、抵抗体を一状にすることが公表さむてきている。例え
ば、特開昭６１−１８１１０３号公卸にはシリコン基板
上に酸化アルミニウム膜を形成しその表面に白金膜を形
成した白金測温抵抗体が、両波新聞（昭和６３年２月５
日号）にはアルミナ基板上に薄膜白金感湿体を蒸着した
湿度センサが２載されている。しかしながら、白金膜が
形成されるシリコン基板やアルミナ基板は、いず釘も可
撓性を有していない。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記のような従来の抵抗を用いた湿度センサでは、白金
細線が巻かれる絶縁棒や白金膜が形成される基板は、固
い竿縁物で可撓性が無いため曲げられなか。た。従って
、物体の表面、特に曲面形状などの物体の表面湿度を測
定する場合、湿度センサを被測淵部に密着できなく、測
定精度が低下する占いう課題があった。

この発明は、かかる課題を解決するためになさ第１．た
もので、複雑な形状の物体表面の温間を精度よく測定で
きる湿度センサを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

このを明に係る湿度センサは、可撓性を有する基体と、
この基体の表面に固着され、その電気抵抗値が所定の湿
度依存性を持ち、かつ可撓性を有する抵抗体とを備えた
ものである。

〔作用〕

この発明における湿度センサは、複雑な形状の物体表面
の被測淵部に密着し、該部の湿度に応じて抵抗体の抵抗
値が変わる。

〔発明の実施例〕

まず、可撓性構造を有する湿度センサにおいては、折り
曲げに対して抵抗体が切断したり、基体より剥れたりし
ないことが極めて重要である。このために、基体として
可撓性のある高分子ポリイミド、ポリアクリレイト、テ
トラフロロエチレンなどの薄膜体に白金抵抗体を固着し
た湿度センサに対し、日本工業規格（ＪＩＳ　−Ｋ　５
４００　）に準じて塗膜の引っかきや耐屈曲性の試験を
行。た。この結果、ポリイミド薄膜に白金膜を形成した
ものが、薄膜体と抵抗体との接着強度が大きく白金膜の
切断や剥離が生じないなど、特に優れていることが判、
また。この接着強度はポリイミドの種類や重合変によっ
てあまり変化しないので、各１、各重合変のポリイミド
薄膜体を基体として使用することができる。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明に係る一実施例の湿度センサの斜視図で
あり、（２）は高分子ポリイミド薄膜体よりなる基体、
＠は薄膜体Ｑカの表面に固着された白金膜の抵抗体であ
り、その電気抵抗値は湿度によって規則的に変化する性
質、すなわち、所定の湿度依存性を有している。（ハ）
は白金膜（イ）の電気抵抗値を測定するためのリード線
を取り付ＣするためのＮ極である。この湿度センサの動
作は、前述した従来の白金抵抗湿度センサと同様に、白
金の電気抵抗が濡＋ｘによって変化することを利用して
いるが、可撓性であるので複雑な形状の物体表面の被測
淵部に密着させることができる。

次に、この湿度センサの製法について説明する。

ポリイミド薄膜体罰として、例えば直径２５ｆｆ、厚さ
０．０５　　ｆｆの円状の薄膜体を用いる。まず、アセ
トンなどの溶剤で」分に薄膜体（ハ）を洗浄し乾燥した
のち、予め用意した蒸着マスクとともに通常の真空蒸着
装置に設置する。蒸着マスクは白金膜（イ）ル所定の模
様に形成するためのもので１例えば、第２図に示すよう
に、膜＠０．０２ｆｆの四重の渦巻状の模様に形成する
ものである。このような蒸着装置において、所定の真空
度、例えば５　Ｘ　１０−’Ｐａ　に到達したのち、予
め設置しておいた白金を蒸着するためのヒータに雪圧を
印加し、白金の真空蒸着を行う。白金の蒸着速度には特
別な制限はないが、極端に速い速度や遅い速度は避け、
例えば１００　ｎｍ／分程変０速度で、２００　ｎｍの
厚さの白金膜を蒸着形成する。リード線の取り付は電極
（至）としては、例えばニッケルクロム合金膜をｌａｉ
Ｘ２ＭＭの大きさでｆ７さ３００　ｎｍ程度に上記白金
膜いと同様の方法で蒸着する。尚、この＊　Ａ　ｅｓの
蒸着は、白金膜（イ）の蒸着の前または後のいずれでも
よい。

さらに、被測温体への取り付けを容易にするために、白
金膜＠を設けた面あるいは反対側の面に、アクリル系や
シリコン系などの９気絶縁性を有する粘着剤の薄、判を
設けておくこともできる。

このようにして製作した湿度センサにおいて、薄膜体＠
と白金膜（イ）との接着強度を検証すべく日本工業規格
（ＪＩＳ　−Ｋ　５４００　＞　　に準じた鉛筆引っか
き試験および耐屈曲性試験を実施した。これらの試験に
よれば、上記白金膜のは５Ｈ以上の引、かき強（９）を
持ち、また直径４ｆｌの心棒を用いた耐屈曲性試験で１
０回以上の屈曲をくり返したあとでも白金膜（イ）には
目視による異常は認められず、また白金膜抵抗体の電気
抵抗値（この抵抗体では、１２５０　　Ω）にも変化は
無かりた。

尚、上記の湿度センサでは、薄膜体ｅｎと白金膜■との
接着強度は白金膜の厚さが２０００　ｎｍを超えると低
下しはじめる。一方、白金膜の７享が１１００ｎ　以下
になると抵抗値の再現性が悪くなるとともに経時変化が
生じてくる。従って、上Ｆ形状のものでは、白金膜の厚
さは１００〜２０００　ｎｍの範囲のものが適当である
。

上記実施例では、薄膜体６２υに円形状のものを用いた
が、長方形や楕円形など任意の形状でよく、また白金膜
＠の蒸着模様も渦巻状に限らず自由に設定できる。ここ
で、白金膜（イ）の製法には、真空蒸着法を用いたが、
甲子ビーム加熱蒸着法、各１スパツタリング法、化学的
イオンクラスタ製膜法なと各種の製法が適用できる。ζ
らに、基体表面に箔などを接着上せたものでもよい。す
なわち、可撓性を有する高分子薄膜体などの基体と、そ
の表面に電気抵抗値が所定の湿度依存性を持つ各種金属
などの可撓性抵抗体を蒸着したり接着したりするなど固
着したものであれば上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したとおり、可撓性を有する基体
と、この基体の表面に固着され、その電気抵抗値が所定
の調度依存性を持ち、かつ可撓性を有する抵抗体とを備
えるＩ連成にしたので、物体の表面、特に曲面形状ｔζ
どの複雑な形状を有する物体表面の被測溝部に密曽てき
、その表面湿度を悄度よく測定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこのを明に係る一実施例の湿度センサの斜視図
、第２図は従来の白金抵抗温間センサの一例の斜視図で
ある。 図において、（財）は基体（ポリイミド薄膜体）、いは
抵抗体（白金膜）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　可撓性を有する基体と、この基体の表面に固着され、
   その電気抵抗値が所定の温度依存性を持ち、かつ可撓性
   を有する抵抗体とを備えたことを特徴とする温度センサ
   。