JPH09280918A - 吸入空気流量測定装置用センサ - Google Patents
吸入空気流量測定装置用センサInfo
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- JPH09280918A JPH09280918A JP8112113A JP11211396A JPH09280918A JP H09280918 A JPH09280918 A JP H09280918A JP 8112113 A JP8112113 A JP 8112113A JP 11211396 A JP11211396 A JP 11211396A JP H09280918 A JPH09280918 A JP H09280918A
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Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸入空気流量測定装置用センサにおいて、感
温抵抗素子の抵抗値を均一となし、感温抵抗素子の強度
を高くすることを課題とする。 【解決手段】 本発明は、吸入空気流量測定装置用セン
サにおいて、円柱状のニクロム線12の表面にニッケル層
13を形成して感温抵抗素子11とされ、感温抵抗素子11の
両端部に支持導体17、18の先端部が接合され、感温抵抗
素子11の全表面及び前記接合部が耐熱性のコート材14に
よってコーティングされたことを構成とする。
温抵抗素子の抵抗値を均一となし、感温抵抗素子の強度
を高くすることを課題とする。 【解決手段】 本発明は、吸入空気流量測定装置用セン
サにおいて、円柱状のニクロム線12の表面にニッケル層
13を形成して感温抵抗素子11とされ、感温抵抗素子11の
両端部に支持導体17、18の先端部が接合され、感温抵抗
素子11の全表面及び前記接合部が耐熱性のコート材14に
よってコーティングされたことを構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸入空気流量測定
装置用センサに係り、特に、車両用内燃機関の吸入空気
量を検出する空気流量測定装置に用いられるセンサに関
する。
装置用センサに係り、特に、車両用内燃機関の吸入空気
量を検出する空気流量測定装置に用いられるセンサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】吸入空気流量測定装置は、吸入空気の流
れの中に感温抵抗体（センサ）を設置し、制御された発
熱用電流を感温抵抗体に供給して感温抵抗体の温度を一
定に維持させ、感温抵抗体に流す電流値から吸入空気量
を検出するように構成されている。この場合、吸入空気
によって感温抵抗体が奪われる熱量に相当する電力が感
温抵抗体へ常時供給され、感温抵抗体の温度が一定に維
持されている。通常の吸入空気流量測定装置では、この
測定装置の存在による被検出空気の温度変化を補償する
ため、温度補償用の感温抵抗体を流量検出用の感温抵抗
体と併用している。この場合には、流量検出用の感温抵
抗体と温度補償用の感温抵抗体との温度差が一定になる
ように制御している。
れの中に感温抵抗体（センサ）を設置し、制御された発
熱用電流を感温抵抗体に供給して感温抵抗体の温度を一
定に維持させ、感温抵抗体に流す電流値から吸入空気量
を検出するように構成されている。この場合、吸入空気
によって感温抵抗体が奪われる熱量に相当する電力が感
温抵抗体へ常時供給され、感温抵抗体の温度が一定に維
持されている。通常の吸入空気流量測定装置では、この
測定装置の存在による被検出空気の温度変化を補償する
ため、温度補償用の感温抵抗体を流量検出用の感温抵抗
体と併用している。この場合には、流量検出用の感温抵
抗体と温度補償用の感温抵抗体との温度差が一定になる
ように制御している。
【０００３】図５は、従来の吸入空気流量測定装置用セ
ンサ１を示す（例えば特開昭６３−９４１２０号公報参
照）。柔軟性及び耐熱性のあるガラスファイバー製又は
ジルコニアセラミック製のボビン２の表面に、一定の抵
抗値となるように発熱抵抗線として耐熱性及び耐蝕性の
高い白金線３が巻き付けられる。白金線３は例えば直径
が数10μｍであり、この白金線３がボビン２にコイル状
に巻回される。白金線３は、ボビン２の表面の中央部で
は正常の粗巻にされ、ボビン２の両端部においてのみ密
巻にされ、密巻部分４が形成されている。ボビン２は、
その両端部が支持導体５の先端の細形部に溶接され、支
持されている。白金線３の巻き付けのされたボビン２の
表面は、ガラス被覆６によってコーティングされてい
る。なお、密巻部分のかわりに、予めボビン２の両端に
電極面を設けておいてもよい。
ンサ１を示す（例えば特開昭６３−９４１２０号公報参
照）。柔軟性及び耐熱性のあるガラスファイバー製又は
ジルコニアセラミック製のボビン２の表面に、一定の抵
抗値となるように発熱抵抗線として耐熱性及び耐蝕性の
高い白金線３が巻き付けられる。白金線３は例えば直径
が数10μｍであり、この白金線３がボビン２にコイル状
に巻回される。白金線３は、ボビン２の表面の中央部で
は正常の粗巻にされ、ボビン２の両端部においてのみ密
巻にされ、密巻部分４が形成されている。ボビン２は、
その両端部が支持導体５の先端の細形部に溶接され、支
持されている。白金線３の巻き付けのされたボビン２の
表面は、ガラス被覆６によってコーティングされてい
る。なお、密巻部分のかわりに、予めボビン２の両端に
電極面を設けておいてもよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のセンサのガラス
ファイバー又はジルコニアセラミックは柔軟性があるた
め、白金線を一定のピッチで巻き付けることは困難であ
り、巻線ピッチが不揃いになる。このため、センサのガ
ラスファイバー又はジルコニアセラミックの所定長さ当
たりの抵抗値にばらつきが生じ、温度−抵抗値線図の直
線性の範囲が狭くなる。また、バックファイア等によっ
てボビンが強度不足によって破損するおそれがあった。
本発明は、吸入空気流量測定装置用センサにおいて、感
温抵抗素子の抵抗値を均一となし、感温抵抗素子の強度
を高くすることを課題とする。
ファイバー又はジルコニアセラミックは柔軟性があるた
め、白金線を一定のピッチで巻き付けることは困難であ
り、巻線ピッチが不揃いになる。このため、センサのガ
ラスファイバー又はジルコニアセラミックの所定長さ当
たりの抵抗値にばらつきが生じ、温度−抵抗値線図の直
線性の範囲が狭くなる。また、バックファイア等によっ
てボビンが強度不足によって破損するおそれがあった。
本発明は、吸入空気流量測定装置用センサにおいて、感
温抵抗素子の抵抗値を均一となし、感温抵抗素子の強度
を高くすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸入空気流量
測定装置用センサにおいて、円柱状のニクロム線の表面
にニッケル層を形成して感温抵抗素子とされ、感温抵抗
素子の両端部に支持導体の先端部が接合され、感温抵抗
素子の全表面及び前記接合部が耐熱性のコート材によっ
てコーティングされたことを構成とする。本発明は、前
記構成において、ニッケル層の厚みを７ないし１１μｍ
としたことをも構成とする。なお、本発明のセンサは、
温度補償用及び流量検出用の双方に使用できる感温抵抗
体である。
測定装置用センサにおいて、円柱状のニクロム線の表面
にニッケル層を形成して感温抵抗素子とされ、感温抵抗
素子の両端部に支持導体の先端部が接合され、感温抵抗
素子の全表面及び前記接合部が耐熱性のコート材によっ
てコーティングされたことを構成とする。本発明は、前
記構成において、ニッケル層の厚みを７ないし１１μｍ
としたことをも構成とする。なお、本発明のセンサは、
温度補償用及び流量検出用の双方に使用できる感温抵抗
体である。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１(a) 及び図１(b) は、本発明
の吸入空気流量測定装置用センサ10を示す。感温抵抗素
子11は円柱状のニクロム線12の表面にニッケル層13を形
成し（ニッケルの薄い層を付着させ）、ニッケル層13の
表面に後述のコート材14をコーティングしたものであ
る。ニッケル層の形成には、電解メッキ、無電解メッ
キ、真空蒸着法、スパッタリング等の方法が用いられ
る。このように所定長さのニクロム線12にニッケル層13
を形成することにより、特定の抵抗値を有する感温抵抗
素子11が得られる。感温抵抗素子11の両端部は、例えば
ステンレス鋼製の支持導体17、18の先端部に溶接、ろう
付け等により接合され、接合後に感温抵抗素子11の全表
面及び接合部を覆うように、ガラス被覆、耐熱樹脂等の
コート材14がコーティングされ、センサ（感温抵抗体）
10が形成される。
の吸入空気流量測定装置用センサ10を示す。感温抵抗素
子11は円柱状のニクロム線12の表面にニッケル層13を形
成し（ニッケルの薄い層を付着させ）、ニッケル層13の
表面に後述のコート材14をコーティングしたものであ
る。ニッケル層の形成には、電解メッキ、無電解メッ
キ、真空蒸着法、スパッタリング等の方法が用いられ
る。このように所定長さのニクロム線12にニッケル層13
を形成することにより、特定の抵抗値を有する感温抵抗
素子11が得られる。感温抵抗素子11の両端部は、例えば
ステンレス鋼製の支持導体17、18の先端部に溶接、ろう
付け等により接合され、接合後に感温抵抗素子11の全表
面及び接合部を覆うように、ガラス被覆、耐熱樹脂等の
コート材14がコーティングされ、センサ（感温抵抗体）
10が形成される。
【０００７】
【実施例】センサ10を用いて吸入空気流量を測定するた
めには、センサ10の温度変化と抵抗値変化の比が一定で
あることが必要である。そこで、センサ10が吸入空気流
量測定装置に適用できるか否かについて実験を行った。
図２は、ニクロム線にニッケルメッキをしたセンサの温
度−抵抗値線図であり、センサ10の抵抗値別の線が示さ
れている。三角印のある線21は、ニッケル量を、所定長
さのニクロム線の抵抗値を１０Ωとしたとき、ニッケル
メッキ後の抵抗値が５／３Ωになるようにしたものであ
る。線21よりも上側の線20は線21よりもニッケルメッキ
後の抵抗値が低いものであり、線21よりも下側の線22は
線21よりもニッケルメッキ後の抵抗値が高いものであ
る。この線図から三角印のある線21及びその上側の線20
は直線であり、線22は直線部分が少ないことが分かる。
図３は、ニクロム線に白金メッキをしたセンサの温度−
抵抗値線図であり、センサの抵抗値別の線が示されてい
る。この線図から直線の線が見当たらないことが判明す
る。ニクロム線の表面に白金メッキを施した場合には、
抵抗温度係数（ＴＣＲ）の二次係数が大きくなり、セン
サとして、直線性の範囲（計測範囲）がせまく使用でき
ない。
めには、センサ10の温度変化と抵抗値変化の比が一定で
あることが必要である。そこで、センサ10が吸入空気流
量測定装置に適用できるか否かについて実験を行った。
図２は、ニクロム線にニッケルメッキをしたセンサの温
度−抵抗値線図であり、センサ10の抵抗値別の線が示さ
れている。三角印のある線21は、ニッケル量を、所定長
さのニクロム線の抵抗値を１０Ωとしたとき、ニッケル
メッキ後の抵抗値が５／３Ωになるようにしたものであ
る。線21よりも上側の線20は線21よりもニッケルメッキ
後の抵抗値が低いものであり、線21よりも下側の線22は
線21よりもニッケルメッキ後の抵抗値が高いものであ
る。この線図から三角印のある線21及びその上側の線20
は直線であり、線22は直線部分が少ないことが分かる。
図３は、ニクロム線に白金メッキをしたセンサの温度−
抵抗値線図であり、センサの抵抗値別の線が示されてい
る。この線図から直線の線が見当たらないことが判明す
る。ニクロム線の表面に白金メッキを施した場合には、
抵抗温度係数（ＴＣＲ）の二次係数が大きくなり、セン
サとして、直線性の範囲（計測範囲）がせまく使用でき
ない。
【０００８】図４は、ニクロム線にニッケルメッキをし
たセンサの温度−抵抗値線図であり、ニッケルメッキの
厚み別の線が示されている。なお、図４は、図２に示す
ものとは別に行った実験結果を示す。図４には、ニッケ
ルメッキ層の厚み別の線23〜線29が示されている。線23
のニッケルメッキ層の厚みは６μｍであり、同様に線24
は７μｍ、線25は８μｍ、線26は９μｍ、線27は１０μ
ｍ、線28は１１μｍ、線29は１２μｍである。この線図
から、温度１５０°Ｃから３５０°Ｃの範囲では、温度
−抵抗値の関係に直線性のある線は線24から線28（ニッ
ケルメッキ層の厚みは７〜１１μｍ）であり、線23と線
24との間及び線28と線29との間には、臨界的意義がある
ことが分かる。なお、図４のニッケルメッキ層の厚みｘ
(mm)は、次の計算式(3) によって計算することができ
る。 ＲNi＝（Ｒ0×ＲNC）／（ＲNC−Ｒ0） (1) ＲNi0＝ＲNi／（１＋α×Ｔ＋β×Ｔ2＋γ×Ｔ3） (2) ｘ＝平方根｛（ρNi×Ｌ）／（ＲNi0×π）＋（Ｄ／２）2｝ −Ｄ／２ (3) ただし ＲNi：ニッケルの抵抗値（Ω） Ｒ0：全抵抗値（Ω） ＲNC：ニクロムの抵抗値（Ω）（メーカの実測値は８．
５４Ω） ＲNi0：０°Ｃ時のニッケルの抵抗値（Ω） α：一次温度係数（４．９０４×１０-3） β：二次温度係数（１．９２×１０-5） γ：三次温度係数（−２．１１×１０-8） Ｔ：測定温度（°Ｃ） （ここでは５０°Ｃ） ρNi：ニッケルの抵抗率（Ω・ｍｍ） （６．２×１０
-5） Ｄ：ニクロム線の直径（ｍｍ） （ここではφ０．０４
ｍｍ） Ｌ：線の長さ（ｍｍ） （ここでは１０ｍｍ） 測定温度Ｔ＝５０°Ｃの時、Ｒ0を目標値０．７Ωに合
わせこみ、測定値Ｒ0＝０．７１０Ωを得る。以上のデ
ータを式(1) 〜(3) に代入すると、ニッケルメッキ層の
厚みｘが得られる。 ＲNi＝（0.71×8.54）／（8.54−0.71）＝0.7744 ＲNi0＝0.7744／｛１＋(4.904×10-3×50) ＋(1.92 ×1
0-5×502) ＋( −2.11×10-8×503)｝＝0.7744/1.2905
6＝0.602 （Ω） ｘ＝平方根｛(6.2×10-5×10）／（0.602 ×π）＋（0.
04／２）2｝−0.04／２＝6.98×10-3（ｍｍ） 従ってｘは約７μｍｍとなる。
たセンサの温度−抵抗値線図であり、ニッケルメッキの
厚み別の線が示されている。なお、図４は、図２に示す
ものとは別に行った実験結果を示す。図４には、ニッケ
ルメッキ層の厚み別の線23〜線29が示されている。線23
のニッケルメッキ層の厚みは６μｍであり、同様に線24
は７μｍ、線25は８μｍ、線26は９μｍ、線27は１０μ
ｍ、線28は１１μｍ、線29は１２μｍである。この線図
から、温度１５０°Ｃから３５０°Ｃの範囲では、温度
−抵抗値の関係に直線性のある線は線24から線28（ニッ
ケルメッキ層の厚みは７〜１１μｍ）であり、線23と線
24との間及び線28と線29との間には、臨界的意義がある
ことが分かる。なお、図４のニッケルメッキ層の厚みｘ
(mm)は、次の計算式(3) によって計算することができ
る。 ＲNi＝（Ｒ0×ＲNC）／（ＲNC−Ｒ0） (1) ＲNi0＝ＲNi／（１＋α×Ｔ＋β×Ｔ2＋γ×Ｔ3） (2) ｘ＝平方根｛（ρNi×Ｌ）／（ＲNi0×π）＋（Ｄ／２）2｝ −Ｄ／２ (3) ただし ＲNi：ニッケルの抵抗値（Ω） Ｒ0：全抵抗値（Ω） ＲNC：ニクロムの抵抗値（Ω）（メーカの実測値は８．
５４Ω） ＲNi0：０°Ｃ時のニッケルの抵抗値（Ω） α：一次温度係数（４．９０４×１０-3） β：二次温度係数（１．９２×１０-5） γ：三次温度係数（−２．１１×１０-8） Ｔ：測定温度（°Ｃ） （ここでは５０°Ｃ） ρNi：ニッケルの抵抗率（Ω・ｍｍ） （６．２×１０
-5） Ｄ：ニクロム線の直径（ｍｍ） （ここではφ０．０４
ｍｍ） Ｌ：線の長さ（ｍｍ） （ここでは１０ｍｍ） 測定温度Ｔ＝５０°Ｃの時、Ｒ0を目標値０．７Ωに合
わせこみ、測定値Ｒ0＝０．７１０Ωを得る。以上のデ
ータを式(1) 〜(3) に代入すると、ニッケルメッキ層の
厚みｘが得られる。 ＲNi＝（0.71×8.54）／（8.54−0.71）＝0.7744 ＲNi0＝0.7744／｛１＋(4.904×10-3×50) ＋(1.92 ×1
0-5×502) ＋( −2.11×10-8×503)｝＝0.7744/1.2905
6＝0.602 （Ω） ｘ＝平方根｛(6.2×10-5×10）／（0.602 ×π）＋（0.
04／２）2｝−0.04／２＝6.98×10-3（ｍｍ） 従ってｘは約７μｍｍとなる。
【０００９】
【発明の効果】本発明の吸入空気流量測定装置用センサ
は、円柱状のニクロム線の表面にニッケル層を形成して
感温抵抗素子とされ、感温抵抗素子の両端部に支持導体
の先端部が接合され、感温抵抗素子の全表面及び前記接
合部が耐熱性のコート材によってコーティングされてい
る。従って、従来のセンサに較べて、感温抵抗素子の抵
抗値が均一となり、感温抵抗素子の強度が高く、しかも
低コストである。また、本発明では、ニッケル層の厚み
を７ないし１１μｍとした。その結果、温度と抵抗値の
特性の直線性が高まり、計測範囲が広くなった。
は、円柱状のニクロム線の表面にニッケル層を形成して
感温抵抗素子とされ、感温抵抗素子の両端部に支持導体
の先端部が接合され、感温抵抗素子の全表面及び前記接
合部が耐熱性のコート材によってコーティングされてい
る。従って、従来のセンサに較べて、感温抵抗素子の抵
抗値が均一となり、感温抵抗素子の強度が高く、しかも
低コストである。また、本発明では、ニッケル層の厚み
を７ないし１１μｍとした。その結果、温度と抵抗値の
特性の直線性が高まり、計測範囲が広くなった。
【図１】図１(a) は本発明の吸入空気流量測定装置用セ
ンサの実施の形態を示す図であり、図１(b) は感温抵抗
素子の断面図である。
ンサの実施の形態を示す図であり、図１(b) は感温抵抗
素子の断面図である。
【図２】本発明の吸入空気流量測定装置用センサの抵抗
値別の温度- 抵抗値曲線を示す図である。
値別の温度- 抵抗値曲線を示す図である。
【図３】ニクロム線に白金メッキをしたセンサの抵抗値
別の温度- 抵抗値曲線を示す図である。
別の温度- 抵抗値曲線を示す図である。
【図４】本発明の吸入空気流量測定装置用センサのニッ
ケル層の厚み別の温度- 抵抗値曲線を示す図である。
ケル層の厚み別の温度- 抵抗値曲線を示す図である。
【図５】従来の吸入空気流量測定装置用センサを示す図
である。
である。
11 感温抵抗素子 12 ニクロム線 13 ニッケル層 14 コート材 17 支持導体 18 支持導体
Claims (2)
- 【請求項１】 円柱状のニクロム線の表面にニッケル層
を形成して感温抵抗素子とされ、感温抵抗素子の両端部
に支持導体の先端部が接合され、感温抵抗素子の全表面
及び前記接合部が耐熱性のコート材によってコーティン
グされた吸入空気流量測定装置用センサ。 - 【請求項２】 ニッケル層の厚みを７ないし１１μｍと
した請求項１記載の吸入空気流量測定装置用センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8112113A JPH09280918A (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 吸入空気流量測定装置用センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8112113A JPH09280918A (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 吸入空気流量測定装置用センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280918A true JPH09280918A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14578497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8112113A Pending JPH09280918A (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 吸入空気流量測定装置用センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09280918A (ja) |
-
1996
- 1996-04-10 JP JP8112113A patent/JPH09280918A/ja active Pending
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