JPH055658A - Ｐｎ接合型温度センサ - Google Patents
Ｐｎ接合型温度センサInfo
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- JPH055658A JPH055658A JP18315691A JP18315691A JPH055658A JP H055658 A JPH055658 A JP H055658A JP 18315691 A JP18315691 A JP 18315691A JP 18315691 A JP18315691 A JP 18315691A JP H055658 A JPH055658 A JP H055658A
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- Japan
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- type semiconductor
- temperature
- semiconductor portion
- tip
- junction
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 対象物の温度を正確に検出でき、温度検出の
応答性を向上できる。 【構成】 測定対象物から自身の温度に応じた赤外線が
放射されると、複数本の炭化珪素繊維からなる各Ｎ型半
導体部３の先端３Ｂ側はこの赤外線を吸収して温度上昇
し、この温度は各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂから基端３
Ａに向けて伝導する。これにより、該各Ｎ型半導体部３
とＰ型半導体部２との接合部の温度が上昇し、Ｐ型半導
体部２から接合部を介して各Ｎ型半導体部３に流れる電
流値が増大する。そして、電流計は、この電流値を検出
してコントロールユニットに検出信号を出力し、該コン
トロールユニットは、電流計からの検出信号に基づいて
温度−電流マップから温度を読出し、この温度を表示器
に表示させる。
応答性を向上できる。 【構成】 測定対象物から自身の温度に応じた赤外線が
放射されると、複数本の炭化珪素繊維からなる各Ｎ型半
導体部３の先端３Ｂ側はこの赤外線を吸収して温度上昇
し、この温度は各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂから基端３
Ａに向けて伝導する。これにより、該各Ｎ型半導体部３
とＰ型半導体部２との接合部の温度が上昇し、Ｐ型半導
体部２から接合部を介して各Ｎ型半導体部３に流れる電
流値が増大する。そして、電流計は、この電流値を検出
してコントロールユニットに検出信号を出力し、該コン
トロールユニットは、電流計からの検出信号に基づいて
温度−電流マップから温度を読出し、この温度を表示器
に表示させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば製品温度、エン
ジンの燃焼温度等の温度を検出するのに用いて好適なＰ
Ｎ接合型温度センサに関する。
ジンの燃焼温度等の温度を検出するのに用いて好適なＰ
Ｎ接合型温度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、工業等の分野では、製品の品質
管理、特性試験等を行なうために、温度センサによって
製品等の温度を検出している。そして、この温度センサ
としては熱電対、測温抵抗体等が知られている。
管理、特性試験等を行なうために、温度センサによって
製品等の温度を検出している。そして、この温度センサ
としては熱電対、測温抵抗体等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による温度センサでは、測定対象物に接触して測
温しているから、対象物が小さい場合は、温度センサ自
体の熱容量によって対象物の温度が変化してしまい、検
出精度が大幅に低下するという問題がある。また、熱電
対等は応答性が低いから、対象物の温度が高速変化する
場合には、この温度変化に追従できないという問題があ
る。
来技術による温度センサでは、測定対象物に接触して測
温しているから、対象物が小さい場合は、温度センサ自
体の熱容量によって対象物の温度が変化してしまい、検
出精度が大幅に低下するという問題がある。また、熱電
対等は応答性が低いから、対象物の温度が高速変化する
場合には、この温度変化に追従できないという問題があ
る。
【０００４】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、対象物の温度を正確に検出することがで
き、温度検出の応答性を向上できるようにしたＰＮ接合
型温度センサを提供することを目的とする。
されたもので、対象物の温度を正確に検出することがで
き、温度検出の応答性を向上できるようにしたＰＮ接合
型温度センサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成は、筒状のケーシングと、
該ケーシング内に設けられ、Ｐ型半導体として平板状に
形成されたＰ型半導体部と、Ｎ型半導体として炭化珪素
繊維を用いて円柱状に形成され、基端側が該Ｐ型半導体
部と接合し先端側が前記ケーシングの先端から外部に突
出して設けられたＮ型半導体部と、前記Ｐ型半導体部と
該Ｎ型半導体部との間に電圧を供給する一対の電極とか
らなる。
ために本発明が採用する構成は、筒状のケーシングと、
該ケーシング内に設けられ、Ｐ型半導体として平板状に
形成されたＰ型半導体部と、Ｎ型半導体として炭化珪素
繊維を用いて円柱状に形成され、基端側が該Ｐ型半導体
部と接合し先端側が前記ケーシングの先端から外部に突
出して設けられたＮ型半導体部と、前記Ｐ型半導体部と
該Ｎ型半導体部との間に電圧を供給する一対の電極とか
らなる。
【０００６】
【作用】Ｎ型半導体部の先端側は、測定対象物から自身
の温度に応じて放射された赤外線を吸収して温度上昇
し、この温度がＮ型半導体部の先端側から基端側に伝導
して、該Ｎ型半導体部とＰ型半導体部との接合部の温度
が上昇する。これにより、Ｐ型半導体部から接合部を介
してＮ型半導体部へと流れる電流値が増大し、この電流
値を検出することにより、測定対象物の温度を検出する
ことができる。
の温度に応じて放射された赤外線を吸収して温度上昇
し、この温度がＮ型半導体部の先端側から基端側に伝導
して、該Ｎ型半導体部とＰ型半導体部との接合部の温度
が上昇する。これにより、Ｐ型半導体部から接合部を介
してＮ型半導体部へと流れる電流値が増大し、この電流
値を検出することにより、測定対象物の温度を検出する
ことができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図５に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【０００８】図において、１は樹脂、セラミックス等の
絶縁性材料から有蓋筒状に形成されたケーシングを示
し、該ケーシング１は、基端側に位置して取付ブラケッ
ト（図示せず）等に固定された大径部１Ａと、該大径部
１Ａから先端側に向けて突出形成された小径部１Ｂと、
該小径部１Ｂの内周側に形成され、後述のＰ型半導体部
２およびＮ型半導体部３等が収容された収容穴１Ｃとか
ら大略構成され、該ケーシング１には、後述のリードプ
レート６が挿通される挿通穴１Ｄ，１Ｄが穿設されてい
る。
絶縁性材料から有蓋筒状に形成されたケーシングを示
し、該ケーシング１は、基端側に位置して取付ブラケッ
ト（図示せず）等に固定された大径部１Ａと、該大径部
１Ａから先端側に向けて突出形成された小径部１Ｂと、
該小径部１Ｂの内周側に形成され、後述のＰ型半導体部
２およびＮ型半導体部３等が収容された収容穴１Ｃとか
ら大略構成され、該ケーシング１には、後述のリードプ
レート６が挿通される挿通穴１Ｄ，１Ｄが穿設されてい
る。
【０００９】２はケーシング１の収容穴１Ｃ内に設けら
れたＰ型半導体部を示し、該Ｐ型半導体部２は、図２に
も示す如くＰ型シリコンから平板状に形成されている。
また、該Ｐ型半導体部２は、その一面側（図中、右側）
にＮ型半導体部３が接合して設けられ、他面側（図中、
左側）には後述のＰ型半導体部用電極４が設けられてい
る。
れたＰ型半導体部を示し、該Ｐ型半導体部２は、図２に
も示す如くＰ型シリコンから平板状に形成されている。
また、該Ｐ型半導体部２は、その一面側（図中、右側）
にＮ型半導体部３が接合して設けられ、他面側（図中、
左側）には後述のＰ型半導体部用電極４が設けられてい
る。
【００１０】３，３，…はケーシング１の収容穴１Ｃ内
に位置し、図２に示す如く、Ｐ型半導体部２の一面側に
それぞれ離間して設けられた複数本のＮ型半導体部を示
し、該各Ｎ型半導体部３は、Ｎ型半導体としての炭化珪
素繊維（ＳｉＣ）から円柱状に形成されている。また、
該各Ｎ型半導体部３の基端３Ａ外周側はＰ型半導体部２
の一面側と接合し、該各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂ側は
ケーシング１の小径部１Ｂ先端から外部に突出して設け
られている。なお、前記炭化珪素繊維は、黒色で１０μ
ｍ程度の小径な繊維であり、熱（赤外線）によって抵抗
値が変化するサーミスタ特性を有するものである。
に位置し、図２に示す如く、Ｐ型半導体部２の一面側に
それぞれ離間して設けられた複数本のＮ型半導体部を示
し、該各Ｎ型半導体部３は、Ｎ型半導体としての炭化珪
素繊維（ＳｉＣ）から円柱状に形成されている。また、
該各Ｎ型半導体部３の基端３Ａ外周側はＰ型半導体部２
の一面側と接合し、該各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂ側は
ケーシング１の小径部１Ｂ先端から外部に突出して設け
られている。なお、前記炭化珪素繊維は、黒色で１０μ
ｍ程度の小径な繊維であり、熱（赤外線）によって抵抗
値が変化するサーミスタ特性を有するものである。
【００１１】４はＰ型半導体部２の他面側に設けられた
Ｐ型半導体部用電極、５は各Ｎ型半導体部３の一面側に
設けられたＮ型半導体部用電極をそれぞれ示し、該各電
極４，５は、金合金等の導電性材料からなるリードプレ
ート６，６を介して後述の直流電源８等に接続されてい
る。
Ｐ型半導体部用電極、５は各Ｎ型半導体部３の一面側に
設けられたＮ型半導体部用電極をそれぞれ示し、該各電
極４，５は、金合金等の導電性材料からなるリードプレ
ート６，６を介して後述の直流電源８等に接続されてい
る。
【００１２】７はケーシング１の収容穴１Ｃの開口部を
施蓋して設けられ、セラミックス等の絶縁性材料から円
板状に形成されたカバーを示し、該カバー７には、図３
に示す如く、その内周側に各Ｎ型半導体部３の先端側が
挿通される挿通穴７Ａが長穴状に形成されている。
施蓋して設けられ、セラミックス等の絶縁性材料から円
板状に形成されたカバーを示し、該カバー７には、図３
に示す如く、その内周側に各Ｎ型半導体部３の先端側が
挿通される挿通穴７Ａが長穴状に形成されている。
【００１３】８はケーシング１の外部に位置して設けら
れた直流電源を示し、該直流電源８は、図４に示す如く
各電極４，５、各リードプレート６等を介してプラス側
がＰ型半導体部２と接続され、マイナス側が各Ｎ型半導
体部３と接続されている。そして、該直流電源８は、後
述のコントロールユニット１０と接続され、該コントロ
ールユニット１０からの制御信号に基づき、所定の直流
電圧を各電極４，５等を介して各半導体部２，３に印加
するものである。
れた直流電源を示し、該直流電源８は、図４に示す如く
各電極４，５、各リードプレート６等を介してプラス側
がＰ型半導体部２と接続され、マイナス側が各Ｎ型半導
体部３と接続されている。そして、該直流電源８は、後
述のコントロールユニット１０と接続され、該コントロ
ールユニット１０からの制御信号に基づき、所定の直流
電圧を各電極４，５等を介して各半導体部２，３に印加
するものである。
【００１４】９は直流電源８とＮ型半導体部用電極５と
の間に設けられた電流計を示し、該電流計９はコントロ
ールユニット１０と接続されている。そして、該電流計
９は、Ｐ型半導体部２から各Ｎ型半導体部３に向けて流
れる電流値を検出し、この検出信号をコントロールユニ
ット１０に出力するものである。
の間に設けられた電流計を示し、該電流計９はコントロ
ールユニット１０と接続されている。そして、該電流計
９は、Ｐ型半導体部２から各Ｎ型半導体部３に向けて流
れる電流値を検出し、この検出信号をコントロールユニ
ット１０に出力するものである。
【００１５】１０はＣＰＵ等からマイクロコンピュータ
として構成されたコントロールユニットを示し、該コン
トロールユニット１０の記憶エリア１０Ａには、図５に
示す温度−電流マップ１１が記憶されている。また、該
コントロールユニット１０の入力側には電流計９が接続
され、コントロールユニット１０の出力側には直流電源
８と表示器（図示せず）とが接続されている。ここで、
前記温度−電流マップ１１は、図５に示す如く、Ｐ型半
導体部２と各Ｎ型半導体部３との間に形成される接合部
の温度と、該接合部を介してＰ型半導体部２から各Ｎ型
半導体部３に流れる電流値との関係がマップとして記憶
されているものである。そして、コントロールユニット
１０は電流計９からの検出信号を読込み、この検出信号
に基づいて温度−電流マップ１１から温度を読出し、こ
の温度を測定対象物の温度として表示器に表示させるも
のである。
として構成されたコントロールユニットを示し、該コン
トロールユニット１０の記憶エリア１０Ａには、図５に
示す温度−電流マップ１１が記憶されている。また、該
コントロールユニット１０の入力側には電流計９が接続
され、コントロールユニット１０の出力側には直流電源
８と表示器（図示せず）とが接続されている。ここで、
前記温度−電流マップ１１は、図５に示す如く、Ｐ型半
導体部２と各Ｎ型半導体部３との間に形成される接合部
の温度と、該接合部を介してＰ型半導体部２から各Ｎ型
半導体部３に流れる電流値との関係がマップとして記憶
されているものである。そして、コントロールユニット
１０は電流計９からの検出信号を読込み、この検出信号
に基づいて温度−電流マップ１１から温度を読出し、こ
の温度を測定対象物の温度として表示器に表示させるも
のである。
【００１６】本実施例によるＰＮ接合型温度センサは上
述の如き構成を有するもので、測定対象物から自身の温
度に応じた赤外線が放射されると、各Ｎ型半導体部３の
先端３Ｂ側はこの赤外線を吸収して温度上昇し、この温
度は各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂから基端３Ａに向けて
伝導する。これにより、該各Ｎ型半導体部３とＰ型半導
体部２との接合部の温度が上昇し、Ｐ型半導体部２から
接合部を介して各Ｎ型半導体部３に流れる電流値が増大
する。そして、電流計９は、この電流値を検出してコン
トロールユニット１０に検出信号を出力し、該コントロ
ールユニット１０は、電流計９からの検出信号に基づい
て温度−電流マップ１１から温度を読出し、この温度を
表示器に表示させる。
述の如き構成を有するもので、測定対象物から自身の温
度に応じた赤外線が放射されると、各Ｎ型半導体部３の
先端３Ｂ側はこの赤外線を吸収して温度上昇し、この温
度は各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂから基端３Ａに向けて
伝導する。これにより、該各Ｎ型半導体部３とＰ型半導
体部２との接合部の温度が上昇し、Ｐ型半導体部２から
接合部を介して各Ｎ型半導体部３に流れる電流値が増大
する。そして、電流計９は、この電流値を検出してコン
トロールユニット１０に検出信号を出力し、該コントロ
ールユニット１０は、電流計９からの検出信号に基づい
て温度−電流マップ１１から温度を読出し、この温度を
表示器に表示させる。
【００１７】かくして、本実施例によれば、測定対象物
から放射された赤外線を各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂ側
で吸収して温度に変換し、この温度を該各Ｎ型半導体部
３を介してケーシング１側に伝導させ、各半導体部２，
３間の接合部の温度を上昇させることにより、該各半導
体部２，３間を接合部を介して流れる電流値を測定対象
物の温度に応じて効果的に変化させることができるか
ら、コントロールユニット１０は、電流計９が検出した
検出信号に基づいて温度−電流マップ１１から温度を読
出し、測定対象物の温度を検出することができる。この
結果、測定対象物の温度を非接触で検出できるから、測
定対象物の熱容量が小さい場合でも、該測定対象物の温
度を正確に検出することができる。
から放射された赤外線を各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂ側
で吸収して温度に変換し、この温度を該各Ｎ型半導体部
３を介してケーシング１側に伝導させ、各半導体部２，
３間の接合部の温度を上昇させることにより、該各半導
体部２，３間を接合部を介して流れる電流値を測定対象
物の温度に応じて効果的に変化させることができるか
ら、コントロールユニット１０は、電流計９が検出した
検出信号に基づいて温度−電流マップ１１から温度を読
出し、測定対象物の温度を検出することができる。この
結果、測定対象物の温度を非接触で検出できるから、測
定対象物の熱容量が小さい場合でも、該測定対象物の温
度を正確に検出することができる。
【００１８】また、各Ｎ型半導体部３は、直径１０μｍ
程度の小径な炭化珪素繊維からなり、複数本配設する構
成としているから、測定対象物からの赤外線を速やかに
吸収して温度上昇することができ、測定対象物の温度を
高い応答性をもって検出することができる。
程度の小径な炭化珪素繊維からなり、複数本配設する構
成としているから、測定対象物からの赤外線を速やかに
吸収して温度上昇することができ、測定対象物の温度を
高い応答性をもって検出することができる。
【００１９】なお、前記実施例では、Ｐ型半導体部用電
極４は、Ｎ型半導体部用電極５よりも薄肉に形成した場
合を例示したが、これに替えて、各電極４，５の厚さ寸
法をほぼ等しく形成してもよい。
極４は、Ｎ型半導体部用電極５よりも薄肉に形成した場
合を例示したが、これに替えて、各電極４，５の厚さ寸
法をほぼ等しく形成してもよい。
【００２０】また、前記実施例では、カバー７には、各
Ｎ型半導体部３の先端３Ｂが挿通される長穴状の挿通穴
７Ａを形成するものとして述べたが、これに替えて、小
径な挿通穴を各Ｎ型半導体部３と同数だけ穿設し、該各
挿通穴内に各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂを挿通させる構
成としてもよい。
Ｎ型半導体部３の先端３Ｂが挿通される長穴状の挿通穴
７Ａを形成するものとして述べたが、これに替えて、小
径な挿通穴を各Ｎ型半導体部３と同数だけ穿設し、該各
挿通穴内に各Ｎ型半導体部３の先端３Ｂを挿通させる構
成としてもよい。
【００２１】さらに、前記実施例では、Ｎ型半導体３を
平板状に配設する構成を例示したが、これに替えて、例
えば複数の炭化珪素繊維を束ねて１本のようにしてもよ
く、また、１枚の平板状に形成してもよい。
平板状に配設する構成を例示したが、これに替えて、例
えば複数の炭化珪素繊維を束ねて１本のようにしてもよ
く、また、１枚の平板状に形成してもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、筒
状のケーシングと、該ケーシング内に設けられ、Ｐ型半
導体として平板状に形成されたＰ型半導体部と、Ｎ型半
導体として炭化珪素繊維を用いて円柱状に形成され、基
端側が該Ｐ型半導体部と接合し先端側が前記ケーシング
の先端から外部に突出して設けられたＮ型半導体部と、
前記Ｐ型半導体部と該Ｎ型半導体部との間に電圧を供給
する一対の電極とから構成したから、測定対象物から自
身の温度に応じた赤外線が放射されると、Ｎ型半導体部
の先端側はこの赤外線を吸収して温度上昇する。そし
て、この温度がＮ型半導体部の基端側に伝導して、該Ｎ
型半導体部とＰ型半導体部との接合部の温度が上昇す
る。これにより、Ｐ型半導体部から接合部を介してＮ型
半導体部へと流れる電流値が増大するから、この電流値
を検出することにより、測定対象物の温度を正確に、応
答性よく検出することができる。
状のケーシングと、該ケーシング内に設けられ、Ｐ型半
導体として平板状に形成されたＰ型半導体部と、Ｎ型半
導体として炭化珪素繊維を用いて円柱状に形成され、基
端側が該Ｐ型半導体部と接合し先端側が前記ケーシング
の先端から外部に突出して設けられたＮ型半導体部と、
前記Ｐ型半導体部と該Ｎ型半導体部との間に電圧を供給
する一対の電極とから構成したから、測定対象物から自
身の温度に応じた赤外線が放射されると、Ｎ型半導体部
の先端側はこの赤外線を吸収して温度上昇する。そし
て、この温度がＮ型半導体部の基端側に伝導して、該Ｎ
型半導体部とＰ型半導体部との接合部の温度が上昇す
る。これにより、Ｐ型半導体部から接合部を介してＮ型
半導体部へと流れる電流値が増大するから、この電流値
を検出することにより、測定対象物の温度を正確に、応
答性よく検出することができる。
【図１】本発明の実施例によるＰＮ接合型温度センサの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】図１中の矢示II−II方向断面図である。
【図３】図１中の矢示III −III 方向平面図である。
【図４】回路構成を示すブロック図である。
【図５】温度−電流マップを示す特性線図である。
１ ケーシング ２ Ｐ型半導体部 ３ Ｎ型半導体部 ３Ａ 基端 ３Ｂ 先端 ４ Ｐ型半導体用電極 ５ Ｎ型半導体用電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 筒状のケーシングと、該ケーシング内に
設けられ、Ｐ型半導体として平板状に形成されたＰ型半
導体部と、Ｎ型半導体として炭化珪素繊維を用いて円柱
状に形成され、基端側が該Ｐ型半導体部と接合し先端側
が前記ケーシングの先端から外部に突出して設けられた
Ｎ型半導体部と、前記Ｐ型半導体部と該Ｎ型半導体部と
の間に電圧を供給する一対の電極とから構成してなるＰ
Ｎ接合型温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18315691A JPH055658A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Ｐｎ接合型温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18315691A JPH055658A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Ｐｎ接合型温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055658A true JPH055658A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=16130782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18315691A Pending JPH055658A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Ｐｎ接合型温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH055658A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3832033B1 (en) | 2019-11-26 | 2023-08-23 | J.C. Bamford Excavators Limited | Hydraulic system |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP18315691A patent/JPH055658A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3832033B1 (en) | 2019-11-26 | 2023-08-23 | J.C. Bamford Excavators Limited | Hydraulic system |
| GB2591725B (en) * | 2019-11-26 | 2024-04-24 | Bamford Excavators Ltd | Hydraulic system |
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