JPS6328251B2 - - Google Patents
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- JPS6328251B2 JPS6328251B2 JP56132004A JP13200481A JPS6328251B2 JP S6328251 B2 JPS6328251 B2 JP S6328251B2 JP 56132004 A JP56132004 A JP 56132004A JP 13200481 A JP13200481 A JP 13200481A JP S6328251 B2 JPS6328251 B2 JP S6328251B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bimetal
- soft magnetic
- magnetic material
- temperature sensor
- amorphous metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K5/00—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
- G01K5/48—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid
- G01K5/56—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid
- G01K5/62—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid the solid body being formed of compounded strips or plates, e.g. bimetallic strip
- G01K5/70—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid the solid body being formed of compounded strips or plates, e.g. bimetallic strip specially adapted for indicating or recording
- G01K5/72—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid the solid body being formed of compounded strips or plates, e.g. bimetallic strip specially adapted for indicating or recording with electric transmission means for final indication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
- G01K1/024—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K5/00—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
- G01K5/48—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid
- G01K5/56—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid
- G01K5/62—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid the solid body being formed of compounded strips or plates, e.g. bimetallic strip
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Description
本発明は温度センサーに関するもので、特にバ
イメタルのたわみにより非晶質金属軟磁性体に生
じる応力変化を電気信号に変換するタイプの温度
センサーに関する。 この種従来の温度センサーに於てはサーミスタ
を使用して温度に対応した電気信号を得ていた
が、直線性（リニアリテイー）が悪く且つ衝撃に
対して弱いという欠点があつた。 本発明の第１の目的は、耐振動・耐衝撃性が高
い堅牢な温度センサーを提供することである。 本発明の第２の目的は、温度検出信号の電気処
理が比較的に簡単な温度センサーを提供すること
である。 本発明の第３の目的は、最近目覚しい進歩をと
げたマイクロコンピユータなどのLSIにて、比較
的に単純な読取ロジツクでたわみデータを読み取
り得る温度センサーを提供することである。 本発明によれば、ケーシングの内部にバイメタ
ルを設け、該バイメタルに電気コイルが巻回され
た非晶質金属軟磁性体を接合して、圧力に応じた
応力がバイメタルの変形により生ずる。非晶質金
属軟磁性体の電気コイル巻回数は比較的に低い印
加電圧すなわち（or）比較的に低い通電電流レベ
ルで非晶質金属軟磁性体が磁気飽和するに十分に
多い巻回数とされる。非晶質金属軟磁性体に巻回
したコイルに電圧を印加し、電圧印加始点より、
電気コイルに流れる電流が所定レベルに達する迄
の時間をＴとすると、 Ｔ＝Ｎ／ＥΦ ……(1) となる。但し、Ｅ：電気コイルの印加電圧 Ｎ：電気コイルの巻回数 Φ：残留磁束密度から電流所定レベルの磁界に対
する磁速密度に達する迄の磁速変化量 である。 そしてΦは非晶質金属軟磁性体の透磁率の大き
さに正比例するもので、非晶質金属軟磁性体に応
力例えば引張応力が生ずると、非晶質金属軟磁性
体の透磁率はその引張応力の大きさに応じて増大
することにより、Φもそれに対応して増大し、
又、圧縮応力が生ずれば、非晶質金属軟磁性体の
透磁率はその圧縮応力の大きさに応じて減少する
ことにより、Φもそれに対応して減少することか
ら、電気コイルに電圧を印加してからコイル電流
が所定レベルになる迄の時間Ｔは非晶質金属軟磁
性体に生ずる引張応力に応じて増大変化し、又圧
縮応力に応じて減少変化する。それ故、本発明の
温度センサーには、Ｔを計測しそれを電圧レベ
ル、デイジタルコード等の電気信号で表わす電気
回路又は半導体電子装置を接続する。非晶質金属
軟磁性体は、液相金属を急冷して作らざるを得な
いため薄板であり、しかも磁気的には強磁性であ
つて透磁率及び飽和磁化は大きく、そして保持力
が小さく、又機械的には破断強さが極めて高く、
弾力性および復元性に優れ、温度による特性変化
も半導体に比べて著しく少いものである。 このような非晶質金属軟磁性体の特性は、本発
明の温度センサーに極めて好都合であり、これを
用いると、電気的にはＴの計測において、信号処
理が簡単かつ高精度となるメリツトがあり、機械
的には製造が簡単になり、耐久性が向上し、温度
変化による影響を受けなくなる。 本発明の他の目的及び特徴は図面を参照した以
下の実施例説明において明確になろう。 第１図に示す実施例に於て、温度センサー１は
ケーシング２を有する。３はケーシング２内に充
填される樹脂製の充填部材を示す。ボビン４には
電気コイル５が巻回されてケーシング２内に配置
され、電気コイル５はそれぞれターミナル６及び
７に接続されている。８はコアを示し、該コアは
バイメタル９及び該バイメタル９の左側外面に接
合された非晶質金属軟磁性体１０とを有してい
る。 コア８はボビン４の孔１１内を挿通案内され、
バイメタル９の上流は充填部材３内に嵌合されて
いる。バイメタル９は高膨張金属１２と低膨張金
属１３とから成つている。従つてコア８は周囲温
度を感温してたわみ可能となつている。例えば、
周囲温度が上昇するとバイメタル９は右方向にた
わみ、バイメタル９の高膨張バイメタル１２に接
合された非晶質金属軟磁性体１０に引張応力が生
じることになる。 第２ａ図は１つの電気処理回路１００を示す。
回路１００の定電圧電源端子１０１には一定レベ
ルの直流電圧（たとえば＋5V）が印加される。
入力端子１０２には、たとえば５〜25KHzの電圧
パルスが印加され、該電圧パルスのプラス電圧区
間にNPNトランジスタ１０３が導通し、アース
レベルの間NPNトランジスタ１０３は非導通と
なる。PNPトランジスタ１０４はトランジスタ
１０３がオンの間オンとなり、オフの間オフとな
る。したがつて電気コイル５には、入力端子１０
２に印加される電圧パルスのプラスレベル区間に
定電圧（Vcc）が印加され、アースレベル区間に
は電圧は加わらない。コイル５に流れる電流に比
例した電圧が抵抗１０５に現われ、この電圧が抵
抗１０６とキヤパシタ１０７でなる積分回路で積
分され、積分電圧が出力端１０８に現われる。第
２ｂ図は第２ａ図に示す回路の入、出力電圧波形
を示す。入力電圧（IN）がプラスレベルに立上
つてから、抵抗１０５の電圧があるレベル以上に
立上るまでの時間tdおよび抵抗１０５の電圧ａの
積分電圧Vxは非晶質金属軟磁性体１０に生じる
応力に対応する。 第３ａ図は他の１つの電気処理回路１２０を示
す。入力電圧（IN）がプラスレベルの間NPNト
ランジスタ１０３がオン、PNPトランジスタ１
０４がオンして、コイル５に電圧が印加される。
入力電圧（IN）がアースレベルの間トランジス
タ１０３がオフ、PNPトランジスタ１０４がオ
フしてコイル５には電圧が印加されない。コイル
電流は定電流接続とした接合形Ｎチヤンネル
FET１およびFET２に流れ、FET１およびFET
２で一定レベル電流値に制御される。FET２を
流れる電流のレベルは可変抵抗１２２で設定され
る。FET１およびFET２に接続されたコイル端
子の電圧は、反転増幅器IN１およびIN２で増幅
および波形成形される。第３ｂ図は第３ａ図に示
す回路の入、出力電圧波形を示す。回路１２０の
出力（OUT）は、入力パルス（IN）よりもtdだ
け遅れて立上る電圧パルスであり、このtdが非晶
質金属軟磁性体１０の応力に対応する。tdは第４
図に示す計数回路１４０でデジタルコードで表わ
される。回路１４０において、入力電圧（IN）
の立上りでフリツプフロツプＦ１がセツトされて
そのＱ出力が高レベル「１」となり、アンドゲー
トＡ１がゲート開（オン）となつてクロツクパル
ス発振器１４１の発生パルスがカウンタ１４２の
カウントパルス入力端CKに印加される。出力パ
ルス（OUT）とＦ１のＱ出力がアンドゲートＡ
２に印加され、出力パルス（OUT）が立上ると
アンドゲートＡ２が高レベル「１」に立上り、そ
の立上り点でフリツプフロツプＦ１がリセツトさ
れそのＱ出力が低レベル「０」となる。これによ
りアンドゲートＡ１がゲート閉（オフ）となり、
カウンタ１４２へのクロツクパルスは遮断され
る。アンドゲートＡ２の出力が「１」になつたと
き、ラツチ１４３にカウンタ１４２のカウントコ
ードが取り込まれる。フリツプフロツプＦ１がリ
セツトされ、ラツチ１４３にカウントコードが取
り込まれた後、アンドゲートＡ３がクロツクパル
スを出力し、カウンタ１４２をクリアする。ラツ
チ１４３の出力コードはtdの間のクロツクパルス
発生個数を示し、このコードがtdを示すことにな
る。 第５図に示す電子処理ユニツト１６０は、１チ
ツプマイクロコンピユータ（大規模集積半導体装
置）１６１、増幅器１６２、定電流制御用の接合
形ＮチヤンネルFET１、抵抗１６３、キヤパシ
タ１６４、増幅器１６５およびクロツクパルス発
振器１６６で構成する。抵抗１６３とキヤパシタ
１６４は、入、出力パルス周波数よりも高い周波
数の電圧振動を吸収するフイルタを構成してい
る。マイクロコンピユータ１６１はクロツクパル
スを基本に5KHz〜30KHzの範囲内の一定周波数
のパルスを形成しこれを増幅器１６２に与える。
一方、マイクロコンピユータ１６１はＮチヤンネ
ルFET１とコイル５の一端との接続点の電圧
（増幅器１６５の出力電圧）を監視し、それ自身
が出力したパルスの立上り点から増幅器１６５の
出力電圧の立上り点まで（td）の間クロツクパル
スをカウントし、tdを示すコードを出力する
（DATA OUT）。 第１図に示す温度センサー１は前述の電気処理
回路１００，１２０，１４０又は論理処理装置１
６０でたわみに応じた電気信号が得られることを
説明する。まず周囲温度が上昇すると温度センサ
ー１のバイメタル９が右方向にたわみ、高膨張バ
イメタル１２に接合された非晶質金属軟磁性体１
０の引張応力に変換される。そこで次に非晶質金
属軟磁性体１０の引張応力が電気信号に変換され
る点を第６ｅ図〜第６ｆ図に示す実験データを参
照して説明する。 発明者（単数）は、第６ａ図〜第６ｄ図に示す
如く非晶質金属軟磁性体１０それぞれを２枚づつ
エポキシ系接着剤にて一体に接着した２組を、更
にエポキシ樹脂製の基板３０上に平行に一体接合
したコア８を、非晶質金属軟磁性体１０を上側に
して、コイル８の左端をダイス１４にて固定し
た。そのコア８の右端から５mmの位置にダイヤル
ゲージ（図示略）をセツトして、コア８のＸ方向
へのたわみ量Ｚに対するVxおよびtdの測定した
形状の寸法ａ〜ｅ及び非晶質金属軟磁性体の材質
等と測定データの対応関係を次のテーブル１のケ
ースNo.１〜２に示す。
イメタルのたわみにより非晶質金属軟磁性体に生
じる応力変化を電気信号に変換するタイプの温度
センサーに関する。 この種従来の温度センサーに於てはサーミスタ
を使用して温度に対応した電気信号を得ていた
が、直線性（リニアリテイー）が悪く且つ衝撃に
対して弱いという欠点があつた。 本発明の第１の目的は、耐振動・耐衝撃性が高
い堅牢な温度センサーを提供することである。 本発明の第２の目的は、温度検出信号の電気処
理が比較的に簡単な温度センサーを提供すること
である。 本発明の第３の目的は、最近目覚しい進歩をと
げたマイクロコンピユータなどのLSIにて、比較
的に単純な読取ロジツクでたわみデータを読み取
り得る温度センサーを提供することである。 本発明によれば、ケーシングの内部にバイメタ
ルを設け、該バイメタルに電気コイルが巻回され
た非晶質金属軟磁性体を接合して、圧力に応じた
応力がバイメタルの変形により生ずる。非晶質金
属軟磁性体の電気コイル巻回数は比較的に低い印
加電圧すなわち（or）比較的に低い通電電流レベ
ルで非晶質金属軟磁性体が磁気飽和するに十分に
多い巻回数とされる。非晶質金属軟磁性体に巻回
したコイルに電圧を印加し、電圧印加始点より、
電気コイルに流れる電流が所定レベルに達する迄
の時間をＴとすると、 Ｔ＝Ｎ／ＥΦ ……(1) となる。但し、Ｅ：電気コイルの印加電圧 Ｎ：電気コイルの巻回数 Φ：残留磁束密度から電流所定レベルの磁界に対
する磁速密度に達する迄の磁速変化量 である。 そしてΦは非晶質金属軟磁性体の透磁率の大き
さに正比例するもので、非晶質金属軟磁性体に応
力例えば引張応力が生ずると、非晶質金属軟磁性
体の透磁率はその引張応力の大きさに応じて増大
することにより、Φもそれに対応して増大し、
又、圧縮応力が生ずれば、非晶質金属軟磁性体の
透磁率はその圧縮応力の大きさに応じて減少する
ことにより、Φもそれに対応して減少することか
ら、電気コイルに電圧を印加してからコイル電流
が所定レベルになる迄の時間Ｔは非晶質金属軟磁
性体に生ずる引張応力に応じて増大変化し、又圧
縮応力に応じて減少変化する。それ故、本発明の
温度センサーには、Ｔを計測しそれを電圧レベ
ル、デイジタルコード等の電気信号で表わす電気
回路又は半導体電子装置を接続する。非晶質金属
軟磁性体は、液相金属を急冷して作らざるを得な
いため薄板であり、しかも磁気的には強磁性であ
つて透磁率及び飽和磁化は大きく、そして保持力
が小さく、又機械的には破断強さが極めて高く、
弾力性および復元性に優れ、温度による特性変化
も半導体に比べて著しく少いものである。 このような非晶質金属軟磁性体の特性は、本発
明の温度センサーに極めて好都合であり、これを
用いると、電気的にはＴの計測において、信号処
理が簡単かつ高精度となるメリツトがあり、機械
的には製造が簡単になり、耐久性が向上し、温度
変化による影響を受けなくなる。 本発明の他の目的及び特徴は図面を参照した以
下の実施例説明において明確になろう。 第１図に示す実施例に於て、温度センサー１は
ケーシング２を有する。３はケーシング２内に充
填される樹脂製の充填部材を示す。ボビン４には
電気コイル５が巻回されてケーシング２内に配置
され、電気コイル５はそれぞれターミナル６及び
７に接続されている。８はコアを示し、該コアは
バイメタル９及び該バイメタル９の左側外面に接
合された非晶質金属軟磁性体１０とを有してい
る。 コア８はボビン４の孔１１内を挿通案内され、
バイメタル９の上流は充填部材３内に嵌合されて
いる。バイメタル９は高膨張金属１２と低膨張金
属１３とから成つている。従つてコア８は周囲温
度を感温してたわみ可能となつている。例えば、
周囲温度が上昇するとバイメタル９は右方向にた
わみ、バイメタル９の高膨張バイメタル１２に接
合された非晶質金属軟磁性体１０に引張応力が生
じることになる。 第２ａ図は１つの電気処理回路１００を示す。
回路１００の定電圧電源端子１０１には一定レベ
ルの直流電圧（たとえば＋5V）が印加される。
入力端子１０２には、たとえば５〜25KHzの電圧
パルスが印加され、該電圧パルスのプラス電圧区
間にNPNトランジスタ１０３が導通し、アース
レベルの間NPNトランジスタ１０３は非導通と
なる。PNPトランジスタ１０４はトランジスタ
１０３がオンの間オンとなり、オフの間オフとな
る。したがつて電気コイル５には、入力端子１０
２に印加される電圧パルスのプラスレベル区間に
定電圧（Vcc）が印加され、アースレベル区間に
は電圧は加わらない。コイル５に流れる電流に比
例した電圧が抵抗１０５に現われ、この電圧が抵
抗１０６とキヤパシタ１０７でなる積分回路で積
分され、積分電圧が出力端１０８に現われる。第
２ｂ図は第２ａ図に示す回路の入、出力電圧波形
を示す。入力電圧（IN）がプラスレベルに立上
つてから、抵抗１０５の電圧があるレベル以上に
立上るまでの時間tdおよび抵抗１０５の電圧ａの
積分電圧Vxは非晶質金属軟磁性体１０に生じる
応力に対応する。 第３ａ図は他の１つの電気処理回路１２０を示
す。入力電圧（IN）がプラスレベルの間NPNト
ランジスタ１０３がオン、PNPトランジスタ１
０４がオンして、コイル５に電圧が印加される。
入力電圧（IN）がアースレベルの間トランジス
タ１０３がオフ、PNPトランジスタ１０４がオ
フしてコイル５には電圧が印加されない。コイル
電流は定電流接続とした接合形Ｎチヤンネル
FET１およびFET２に流れ、FET１およびFET
２で一定レベル電流値に制御される。FET２を
流れる電流のレベルは可変抵抗１２２で設定され
る。FET１およびFET２に接続されたコイル端
子の電圧は、反転増幅器IN１およびIN２で増幅
および波形成形される。第３ｂ図は第３ａ図に示
す回路の入、出力電圧波形を示す。回路１２０の
出力（OUT）は、入力パルス（IN）よりもtdだ
け遅れて立上る電圧パルスであり、このtdが非晶
質金属軟磁性体１０の応力に対応する。tdは第４
図に示す計数回路１４０でデジタルコードで表わ
される。回路１４０において、入力電圧（IN）
の立上りでフリツプフロツプＦ１がセツトされて
そのＱ出力が高レベル「１」となり、アンドゲー
トＡ１がゲート開（オン）となつてクロツクパル
ス発振器１４１の発生パルスがカウンタ１４２の
カウントパルス入力端CKに印加される。出力パ
ルス（OUT）とＦ１のＱ出力がアンドゲートＡ
２に印加され、出力パルス（OUT）が立上ると
アンドゲートＡ２が高レベル「１」に立上り、そ
の立上り点でフリツプフロツプＦ１がリセツトさ
れそのＱ出力が低レベル「０」となる。これによ
りアンドゲートＡ１がゲート閉（オフ）となり、
カウンタ１４２へのクロツクパルスは遮断され
る。アンドゲートＡ２の出力が「１」になつたと
き、ラツチ１４３にカウンタ１４２のカウントコ
ードが取り込まれる。フリツプフロツプＦ１がリ
セツトされ、ラツチ１４３にカウントコードが取
り込まれた後、アンドゲートＡ３がクロツクパル
スを出力し、カウンタ１４２をクリアする。ラツ
チ１４３の出力コードはtdの間のクロツクパルス
発生個数を示し、このコードがtdを示すことにな
る。 第５図に示す電子処理ユニツト１６０は、１チ
ツプマイクロコンピユータ（大規模集積半導体装
置）１６１、増幅器１６２、定電流制御用の接合
形ＮチヤンネルFET１、抵抗１６３、キヤパシ
タ１６４、増幅器１６５およびクロツクパルス発
振器１６６で構成する。抵抗１６３とキヤパシタ
１６４は、入、出力パルス周波数よりも高い周波
数の電圧振動を吸収するフイルタを構成してい
る。マイクロコンピユータ１６１はクロツクパル
スを基本に5KHz〜30KHzの範囲内の一定周波数
のパルスを形成しこれを増幅器１６２に与える。
一方、マイクロコンピユータ１６１はＮチヤンネ
ルFET１とコイル５の一端との接続点の電圧
（増幅器１６５の出力電圧）を監視し、それ自身
が出力したパルスの立上り点から増幅器１６５の
出力電圧の立上り点まで（td）の間クロツクパル
スをカウントし、tdを示すコードを出力する
（DATA OUT）。 第１図に示す温度センサー１は前述の電気処理
回路１００，１２０，１４０又は論理処理装置１
６０でたわみに応じた電気信号が得られることを
説明する。まず周囲温度が上昇すると温度センサ
ー１のバイメタル９が右方向にたわみ、高膨張バ
イメタル１２に接合された非晶質金属軟磁性体１
０の引張応力に変換される。そこで次に非晶質金
属軟磁性体１０の引張応力が電気信号に変換され
る点を第６ｅ図〜第６ｆ図に示す実験データを参
照して説明する。 発明者（単数）は、第６ａ図〜第６ｄ図に示す
如く非晶質金属軟磁性体１０それぞれを２枚づつ
エポキシ系接着剤にて一体に接着した２組を、更
にエポキシ樹脂製の基板３０上に平行に一体接合
したコア８を、非晶質金属軟磁性体１０を上側に
して、コイル８の左端をダイス１４にて固定し
た。そのコア８の右端から５mmの位置にダイヤル
ゲージ（図示略）をセツトして、コア８のＸ方向
へのたわみ量Ｚに対するVxおよびtdの測定した
形状の寸法ａ〜ｅ及び非晶質金属軟磁性体の材質
等と測定データの対応関係を次のテーブル１のケ
ースNo.１〜２に示す。
【表】
ケースNo.１の場合には、第６ｅ図に示すデータ
よりたわみ量Ｚが０〜18mmの範囲で精度の高い電
圧Vxが得られることが分る。 ケースNo.２の場合には、第６ｆ図に示すデータ
よりたわみ量Ｚが０〜９mm及び10〜18mmの範囲に
対してリニアリテイが高く、しかも変化の大きい
遅れ時間tdを得られる。 次に本発明の第２実施例を第７図に基いて説明
すると、温度センサー１はケーシング２を有す
る。３はケーシング２内に充填される樹脂製の充
填部材を示す。ボビン４には電気コイル５が巻回
されてケーシング２内に配置され、電気コイル５
はそれぞれターミナル６及び７に接続されてい
る。８はコアを示し、該コア８はバイメタル９及
び該バイメタル９の右側外面に接合された非晶質
金属軟磁性体１０とを有している。 コア８はボビン４の孔１１内を挿通案内され、
バイメタル９の上端は充填部材３内に嵌合されて
いる。バイメタル９は低膨張金属１２と高膨張金
属１３とから成つている。従つてコア８は周囲温
度を感温してたわみ可能となつている。例えば、
周囲温度が上昇するとバイメタル９は右方向にた
わみ、バイメタル９の低膨張金属１２に接合され
た非晶質金属軟磁性体１０に圧縮応力が生じるこ
とになる。 第７図に示す温度センサー１は前述の電気処理
回路１００，１２０，１４０又は論理処理装置１
６０でたわみに応じた電気信号が得られることを
説明する。まず周囲温度が上昇すると温度センサ
ー１のバイメタル９が右方向にたわみ、低膨張バ
イメタル１２に接合された非晶質金属軟磁性体１
０の圧縮応力に変換される。そこで次に非晶質金
属軟磁性体１０の圧縮応力が電気信号に変換され
る点を第８ｅ図〜第８ｆ図に示す実験データを参
照して説明する。 発明者（単数）は、第８ａ図〜第８ｄ図に示す
如く非晶質金属軟磁性体１０それぞれを２枚づつ
エポキシ系接着剤にて一体に接着した２組を更に
エポキシ樹脂製の基板３０上に平行に一体接合し
たコア８を非晶質金属軟磁性体１０を下側にし
て、コア８の左端をダイス１４にて固定した。そ
のコア８の右端から５mmの位置にダイヤルゲージ
（図示略）をセツトして、コア２６のＸ方向への
たわみ量Ｚに対するVxおよびtdの測定をした。
形状の寸法ａ〜ｅ及び非晶質金属軟磁性体の材質
等と測定データの対応関係を前述のテーブル１の
ケースNo.３〜４に示す。 ケースNo.３の場合には、第８ｅ図に示すデータ
よりたわみ量が０〜３mmの範囲で精度の高い電圧
Vxが得られる。 ケースNo.４の場合には、第８ｆ図に示すデータ
よりたわみ量が０〜0.8mm及び0.9〜２mmの範囲で
リニアリテイが高く、しかも変化の大きい遅れ時
間tdを得られる。
よりたわみ量Ｚが０〜18mmの範囲で精度の高い電
圧Vxが得られることが分る。 ケースNo.２の場合には、第６ｆ図に示すデータ
よりたわみ量Ｚが０〜９mm及び10〜18mmの範囲に
対してリニアリテイが高く、しかも変化の大きい
遅れ時間tdを得られる。 次に本発明の第２実施例を第７図に基いて説明
すると、温度センサー１はケーシング２を有す
る。３はケーシング２内に充填される樹脂製の充
填部材を示す。ボビン４には電気コイル５が巻回
されてケーシング２内に配置され、電気コイル５
はそれぞれターミナル６及び７に接続されてい
る。８はコアを示し、該コア８はバイメタル９及
び該バイメタル９の右側外面に接合された非晶質
金属軟磁性体１０とを有している。 コア８はボビン４の孔１１内を挿通案内され、
バイメタル９の上端は充填部材３内に嵌合されて
いる。バイメタル９は低膨張金属１２と高膨張金
属１３とから成つている。従つてコア８は周囲温
度を感温してたわみ可能となつている。例えば、
周囲温度が上昇するとバイメタル９は右方向にた
わみ、バイメタル９の低膨張金属１２に接合され
た非晶質金属軟磁性体１０に圧縮応力が生じるこ
とになる。 第７図に示す温度センサー１は前述の電気処理
回路１００，１２０，１４０又は論理処理装置１
６０でたわみに応じた電気信号が得られることを
説明する。まず周囲温度が上昇すると温度センサ
ー１のバイメタル９が右方向にたわみ、低膨張バ
イメタル１２に接合された非晶質金属軟磁性体１
０の圧縮応力に変換される。そこで次に非晶質金
属軟磁性体１０の圧縮応力が電気信号に変換され
る点を第８ｅ図〜第８ｆ図に示す実験データを参
照して説明する。 発明者（単数）は、第８ａ図〜第８ｄ図に示す
如く非晶質金属軟磁性体１０それぞれを２枚づつ
エポキシ系接着剤にて一体に接着した２組を更に
エポキシ樹脂製の基板３０上に平行に一体接合し
たコア８を非晶質金属軟磁性体１０を下側にし
て、コア８の左端をダイス１４にて固定した。そ
のコア８の右端から５mmの位置にダイヤルゲージ
（図示略）をセツトして、コア２６のＸ方向への
たわみ量Ｚに対するVxおよびtdの測定をした。
形状の寸法ａ〜ｅ及び非晶質金属軟磁性体の材質
等と測定データの対応関係を前述のテーブル１の
ケースNo.３〜４に示す。 ケースNo.３の場合には、第８ｅ図に示すデータ
よりたわみ量が０〜３mmの範囲で精度の高い電圧
Vxが得られる。 ケースNo.４の場合には、第８ｆ図に示すデータ
よりたわみ量が０〜0.8mm及び0.9〜２mmの範囲で
リニアリテイが高く、しかも変化の大きい遅れ時
間tdを得られる。
第１図は本発明の第１実施例の温度センサー１
の縦断面、第２ａ図は第１図に示す温度センサー
１に接続され、検出温度に対応したレベルのアナ
ログ電圧を生じる電気処理回路１００を示す回路
図、第２ｂ図は第２ａ図に示す電気処理回路１０
０の入、出力信号を示す波形図、第３ａ図は第１
図に示す温度センサー１に接続され、検出温度に
対応した時間差のパルスを生じる電気回路１２０
を示す回路図、第３ｂ図は第３ａ図に示す電気処
理回路１２０の入、出力信号を示す波形図、第４
図は第３ａ図に示す電気処理回路１２０の入、出
力パルス時間差tdをデジタルコードに変換する計
数回路１４０を示すブロツク図、第５図は第１図
に示す温度センサー１に接続され、１チツプマイ
クロコンピユータで温度センサー１の電気コイル
５に印加するパルス電圧に対する電気コイル５に
流れる電流の立上りの遅れ時間を計数する電子処
理ユニツト１６０を示すブロツク図、第６ａ図は
コア８の一端のたわみに対応した表示電圧Vx及
びパルス時間差tdを実験で求めた時のコア８の斜
視図、第６ｂ図は第６ａ図に示したコア８の平面
図−電気コイル５は図示略とした−、第６ｄ図は
第６ｃ図の右側面図、第６ｃ図は第６ａ〜第６図
にて示したコア８において、非晶質金属軟磁性体
１０のたわみ量を作用させる実験の配置関係を示
す正面図−電気コイル５は図示略とした−、第６
ｅ図は第６ａ〜６ｄ図に示す寸法及び配置関係
で、電気コイル５には第２ａ図に示す電気処理回
路１００に接続して、たわみ量Ｚに対する表示電
圧Vxを測定したデータを示すグラフ、第６ｆ図
は第６ａ〜第６ｄ図に示す寸法及び配置関係で、
電気コイル５には第３ａ図に示す電気処理回路１
２０に接続して、たわみ量Ｚに対する時間差tdを
測定したデータを示すグラフ、第７図は本発明の
第２実施例の温度センサー１の縦断面、第８ａ図
はコア８の一端のたわみ量に対応した表示電圧
Vx及びパルス時間差tdを実験で求めた時のコア
８の斜視図、第８ｂ図は第８ａ図に示したコア８
の底面図−電気コイル５−は図示略とした−、第
８ｃ図は第８ａ〜第８ｂ図に示したコア８におい
て、非晶質金属軟磁性体１０のたわみ量を作用さ
せる実験の配置関係を示す正面図−電気コイル５
は図示略とした−、第８ｄ図は第８ｃ図の右側面
図、第８ｅ図は第８ａ〜第８ｄ図に示す寸法及び
配置関係で、電気コイル５には第２ａ図に示す電
気処理回路１００に接続して、たわみ量Ｚに対す
る表示電圧Vxを測定したデータを示すグラフ、
そして第８ｆ図は第８ａ〜第８ｄ図に示す寸法及
び配置関係で、電気コイル５には第３ａ図に示す
電気処理回路１２０に接続して、たわみ量Ｚに対
する時間差tdを測定したデータを示すグラフであ
る。 ２……ケーシング、３……充填部材（保持部
材）、４……ボビン（保持部材）、９……バイメタ
ル、１０……非晶質金属軟磁性体、８……コア、
５……電気コイル。
の縦断面、第２ａ図は第１図に示す温度センサー
１に接続され、検出温度に対応したレベルのアナ
ログ電圧を生じる電気処理回路１００を示す回路
図、第２ｂ図は第２ａ図に示す電気処理回路１０
０の入、出力信号を示す波形図、第３ａ図は第１
図に示す温度センサー１に接続され、検出温度に
対応した時間差のパルスを生じる電気回路１２０
を示す回路図、第３ｂ図は第３ａ図に示す電気処
理回路１２０の入、出力信号を示す波形図、第４
図は第３ａ図に示す電気処理回路１２０の入、出
力パルス時間差tdをデジタルコードに変換する計
数回路１４０を示すブロツク図、第５図は第１図
に示す温度センサー１に接続され、１チツプマイ
クロコンピユータで温度センサー１の電気コイル
５に印加するパルス電圧に対する電気コイル５に
流れる電流の立上りの遅れ時間を計数する電子処
理ユニツト１６０を示すブロツク図、第６ａ図は
コア８の一端のたわみに対応した表示電圧Vx及
びパルス時間差tdを実験で求めた時のコア８の斜
視図、第６ｂ図は第６ａ図に示したコア８の平面
図−電気コイル５は図示略とした−、第６ｄ図は
第６ｃ図の右側面図、第６ｃ図は第６ａ〜第６図
にて示したコア８において、非晶質金属軟磁性体
１０のたわみ量を作用させる実験の配置関係を示
す正面図−電気コイル５は図示略とした−、第６
ｅ図は第６ａ〜６ｄ図に示す寸法及び配置関係
で、電気コイル５には第２ａ図に示す電気処理回
路１００に接続して、たわみ量Ｚに対する表示電
圧Vxを測定したデータを示すグラフ、第６ｆ図
は第６ａ〜第６ｄ図に示す寸法及び配置関係で、
電気コイル５には第３ａ図に示す電気処理回路１
２０に接続して、たわみ量Ｚに対する時間差tdを
測定したデータを示すグラフ、第７図は本発明の
第２実施例の温度センサー１の縦断面、第８ａ図
はコア８の一端のたわみ量に対応した表示電圧
Vx及びパルス時間差tdを実験で求めた時のコア
８の斜視図、第８ｂ図は第８ａ図に示したコア８
の底面図−電気コイル５−は図示略とした−、第
８ｃ図は第８ａ〜第８ｂ図に示したコア８におい
て、非晶質金属軟磁性体１０のたわみ量を作用さ
せる実験の配置関係を示す正面図−電気コイル５
は図示略とした−、第８ｄ図は第８ｃ図の右側面
図、第８ｅ図は第８ａ〜第８ｄ図に示す寸法及び
配置関係で、電気コイル５には第２ａ図に示す電
気処理回路１００に接続して、たわみ量Ｚに対す
る表示電圧Vxを測定したデータを示すグラフ、
そして第８ｆ図は第８ａ〜第８ｄ図に示す寸法及
び配置関係で、電気コイル５には第３ａ図に示す
電気処理回路１２０に接続して、たわみ量Ｚに対
する時間差tdを測定したデータを示すグラフであ
る。 ２……ケーシング、３……充填部材（保持部
材）、４……ボビン（保持部材）、９……バイメタ
ル、１０……非晶質金属軟磁性体、８……コア、
５……電気コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ケーシング、 バイメタル、 該バイメタルに一体的に接合されたリボン状の
非晶質軟磁性体、 前記ケーシングに固定され、前記バイメタルと
前記非晶質軟磁性体を保持する保持部材、及び、 前記保持部材に巻回された電気コイル、 とを備え、温度変化がバイメタルの変形と前記非
晶質軟磁性体の透磁率変化を引き起こし、前記非
晶質軟磁性体の透磁率変化が前記電気コイルによ
つて検出される温度センサー。 ２ 前記保持部材は、電気コイルが巻回されたボ
ビンを有する特許請求の範囲第１項記載の温度セ
ンサー。 ３ 前記非晶質金属軟磁性体は前記バイメタルの
少なくとも一側に一体的に接合されている特許請
求の範囲第１項記載の温度センサー。 ４ 前記バイメタルは二つの接合された高膨張金
属と低膨張金属とから成る、特許請求の範囲第１
項記載の温度センサー。 ５ 前記非晶質金属軟磁性体は前記バイメタルの
高膨張金属に接合されている特許請求の範囲第４
項記載の温度センサー。 ６ 前記非晶質金属軟磁性体は前記バイメタルの
低膨張金属に接合されている特許請求の範囲第４
項記載の温度センサー。 ７ 前記非晶質金属軟磁性体は前記バイメタル上
に該バイメタルに平行に複数づつ複数組を接合さ
せている特許請求の範囲第１項記載の温度センサ
ー。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/182,812 US4324137A (en) | 1980-08-29 | 1980-08-29 | Temperature sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5772029A JPS5772029A (en) | 1982-05-06 |
| JPS6328251B2 true JPS6328251B2 (ja) | 1988-06-07 |
Family
ID=22670137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56132004A Granted JPS5772029A (en) | 1980-08-29 | 1981-08-21 | Temperature sensor |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4324137A (ja) |
| JP (1) | JPS5772029A (ja) |
| DE (1) | DE3133047C2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2304735A (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-26 | Penny & Giles Position Sensors | Transducer cores |
| CN111504505B (zh) * | 2020-05-09 | 2021-07-13 | 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 | 一种弹性耐振温度计 |
| CN112924044B (zh) * | 2021-01-26 | 2023-06-23 | 上海精普机电科技有限公司 | 升降调节式双金属温度计 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1980984U (de) * | 1963-05-17 | 1968-03-14 | Siemens Ag | Einrichtung zur temperaturmessung. |
| US3484848A (en) * | 1968-10-15 | 1969-12-16 | Ind Lab Ab | Temperature responsive transducer |
| JPS4820481U (ja) * | 1971-07-13 | 1973-03-08 | ||
| US4045787A (en) * | 1976-03-18 | 1977-08-30 | Illinois Tool Works Inc. | Sensors for sensing a plurality of parameters |
| DE2745184C2 (de) * | 1977-10-07 | 1981-12-24 | Rafi Gmbh & Co Elektrotechnische Spezialfabrik, 7981 Berg | Elektrischer Temperaturfühler |
| JPS5945089B2 (ja) * | 1978-08-31 | 1984-11-02 | ティーディーケイ株式会社 | 力、変位トランスデュ−サ |
-
1980
- 1980-08-29 US US06/182,812 patent/US4324137A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-08-21 DE DE3133047A patent/DE3133047C2/de not_active Expired
- 1981-08-21 JP JP56132004A patent/JPS5772029A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4324137A (en) | 1982-04-13 |
| JPS5772029A (en) | 1982-05-06 |
| DE3133047C2 (de) | 1985-06-13 |
| DE3133047A1 (de) | 1982-04-08 |
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