JPH0274835A - 超電導温度センサ - 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、超電導物質が温度に応じて超電導状態から
常電導状態に、又は常電導状態から超電導状態に移行す
る際の、電気抵抗値の変化を利用して温度を感知する超
電導温度センサに関する。

〔従来の技術〕

従来、温度センサとしては、温度の変化に応じて抵抗値
が変化することを利用したサーミスタなどの測温抵抗体
、ゼーベック効果を利用した熱電対などが多く用いられ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の温度センサは測定範囲
は広いが、検出精度は必ずしも充分高いとは言えず、と
くに、測定温度範囲は狭くてよいから高精度に測定した
いという用途に対しては、不向きであった。

この発明は、このような従来の状況に着目してなされた
もので、特定の領域の温度を高分解能で測定できるよう
にすることを、その解決しようとする課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、この発明では、測定温度を感
知し該温度に応じて温度情報を変化させる感温部を有し
、この感温部を超電導物質で構成している。

〔作用］ 感温部として用いている超電導物質（例えば、Ｂｉ系、
ＴＩ系高温超電導材）が常電導状態から超電導状態に、
又はその反対に移行する際の境界領域の電気抵抗値は、
一般に第４図に示すようになり、かなり急激に変化する
。同図の例では、臨界温度前後の温度領域である約１６
に〜２７に間の温度変化に対する電気抵抗値の変化は、
任意目盛で０．５〜４．５と大きく変化している。この
ため、上記温度領域では、電気抵抗値を知ることにより
、高精度な温度検出を行うことができる。

この原理によって測定可能な温度範囲は、感温部として
用いる超電導物質の種類によって異なるので、測定した
い温度又は温度範囲に合致した臨界特性を有する物質を
選択すればよい。

〔実施例〕

（第１実施例） 次に、この発明の第１実施例を第１図乃至第２図に基づ
き説明する。

第１図において、２は超電導温度センサ、４は抵抗温度
変換装置、６は表示装置を夫々示す。

超電導温度センサ２は、第２図に示す如く、側面からみ
てコ字状に形成され絶縁体から成る基台２・ａと、この
基台２ａの両端に張設された感温部としての超電導線２
ｂと、この超電導線２ｂの両端に夫々当接するリードワ
ッシャ２ｃ、２ｃとを有している。ここで、超電導線２
ｂの材質は、その常電導状態と超電導状態との間の臨界
特性が所望の測定温度又は測定温度範囲を含む組成のも
のが選択されている。なお、第２図中、２ｄは止め台、
２ｅは止めネジであり、８はリードワッシャ２Ｃに接続
されたリード線である。

このように構成された超電導センサ２は、リード線８，
８を介して抵抗温度変換装置４に接続されている。

抵抗温度変換装置４は、測定時には、超電導センサ２に
所定値の電圧を印加し、この印加電圧とセンサ２を流れ
る電流との関係から抵抗値を求め、この抵抗値に対応す
る温度を予め設定した記憶テーブルを参照して求め、こ
の求めた温度に応じた表示信号を表示装置６に送出する
ようになっている。表示装置６は、入力した表示信号に
対応する温度表示を行うように構成されている。

次に、この実施例の作用効果を説明する。

温度測定に際しては、超電導温度センサ２を被測定雰囲
気中に置き、抵抗温度変換装置４及び表示装置６を駆動
させればよい。これにより、超電導温度センサ２は、雰
囲気中の温度に応じて温度情報としての電気抵抗値を変
化させる。とくに、温度が測定したい領域に到達すると
、センサ２が常電導状態及び超電導状態間の境界領域に
なるから、その抵抗値の変化率が大きい状態になる。つ
まり、センサ２は測定温度に対応して高分解能の抵抗値
を有する。

そこで、抵抗温度変換装置４は、センサ２の抵抗値を捕
捉し、この抵抗値を温度に変換し、温度に応じた表示信
号を１表示装置６に出力する。表示装置６は、表示信号
に基づき温度を表示する。

このようにして、超電導線２ｂの常電導状態及び超電導
状態間の臨界領域の温度−抵抗特性を積極的に用いるこ
とにより、特定の温度範囲ながら、従来には無い高精度
な温度情報の検出及び温度の測定を行うことができる。

とくに、超電導物質の臨界温度範囲は低温度領域にある
ことから、低温の測定に好適となる。

ところで、超電導線２ｂの常電導状態及び超電導状態間
の電気抵抗値の変化が急峻な場合（とくに第１種物質）
は、測定温度範囲は狭くなるが、その分、高精度に検知
でき、一方、電気抵抗値の変化が緩やかな場合（とくに
第２種物質：この場合でも、従来の測温抵抗体、熱電対
に比べると充分に急峻な変化である）は、所定の検出精
度を確保しつつ、測定温度範囲を広くとれる。

（第２実施例） 次に、この発明の第２実施例を第３図に基づき説明する
。この第２実施例は、感温部を薄膜状に形成したもので
ある。

この実施例における超電導温度センサ１０は、第３図に
示すように、セラミックなどの絶縁基板１０ａと、この
絶縁基板１０ａ上に蒸着によって形成された感温部とし
ての超電導薄膜ｔａｂとを有して成る。そして、超電導
薄膜ｆｏｂの両端にリード線１２．１２が電気的に接続
され、このリード線１２．１２が第１実施例と同一の抵
抗温度変換装置に接続されている。その他は、第１実施
例と同様である。

このため、本第２実施例によっても、第１実施例と同等
の作用効果が得られるほか、第１実施例の超電導線に比
べて耐震性に優れ且つ小形になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の温度センサは、測定温
度を感知し該温度に応じて温度情報を変化させる感温部
を、超電導物質で構成した超電導温度センサとしたため
、超電導物質の常電導状態と超電導状態との間の臨界範
囲において、温度変化に対する抵抗変化の急峻な特性を
利用することができ、これがため、従来の緩慢な温度−
抵抗特性を用いる場合に比べて、特定の温度範囲ながら
、温度情報、即ち電気抵抗値の変化を分解能良く検出で
き、したがって、低温度の測定などの分野において高精
度な温度測定を行うことができるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例に係る測定系を示すブロ
ック図、第２図は第１実施例の超電導温度センサの概略
を示す側面図、第３図はこの発明の第２実施例における
超電導温度センサの概略を示す平面図、第４図は超電導
物質の温度−電気抵抗特性の一例を示すグラフである。 図中、２，１０は超電導温度センサ、２ｂは感温部とし
ての超電導線、１０ｂは感温部としての超電導薄膜であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定温度を感知し該温度に応じて温度情報を変化
   させる感温部を有し、この感温部を超電導物質で構成し
   たことを特徴とする超電導温度センサ。