(57)【要約】【課題】故障の発生を抑制する【解決手段】温度センサ１は、電極線１２の外表面に析出したストロンチウム酸化物の平均粒子径が１．９μｍ以下である。温度センサ１は、１回の昇温と１回の降温を１回の温度変化サイクルとして下記（１）〜（５）の条件で温度変化サイクルを繰り返し、故障したときの故障サイクル数が８０００回以上であることを特徴とする。（１）シースの直径が３．２ｍｍのシース熱電対で０．１秒毎に試験条件環境の温度を検出（２）１回の温度変化サイクルにおける試験条件環境の温度の最高値と最低値が８００℃以上で且つ９００℃以下および３０℃以上で且つ８０℃未満（３）昇温時の温度勾配は＋１００℃／秒以上で且つ＋１５０℃／秒以下（４）降温時の温度勾配は−１５０℃／秒以上で且つ−１００℃／秒以下（５）加速度が１０Ｇｒｍｓ以上で且つ２０Ｇｒｍｓ以下であり且つ周波数域が１５０〜４２００Ｈｚのランダム振動で振動。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度に応じて電気的特性が変化する感温素子と、
少なくとも白金とストロンチウムを含有し、前記感温素子に電気的に接続された電極線と、
前記電極線と溶接部を介して接合されることにより前記電極線に電気的に接続された信号線とを備え、
前記電極線の外表面にストロンチウム酸化物が析出した温度センサであって、
前記電極線の外表面に析出した前記ストロンチウム酸化物の平均粒子径が１．９μｍ以下であり、
前記温度センサに対する１回の昇温と１回の降温を１回の温度変化サイクルとして、下記（１）〜（５）の試験条件で前記温度変化サイクルを繰り返し、前記温度センサが故障したときにおける前記繰り返し回数が８０００回以上である
ことを特徴とする温度センサ。
＜試験条件＞
（１）２つの熱電対素線が接合された感温部を内包するシースの直径が３．２ｍｍのシース熱電対を用いて０．１秒毎に試験条件環境の温度を検出する。
（２）１回の前記温度変化サイクルにおける前記試験条件環境の温度の最高値および最低値がそれぞれ、８００℃以上で且つ９００℃以下および３０℃以上で且つ８０℃以下であり、前記最高値および前記最低値となる温度を所定時間維持する。
（３）昇温時における前記温度変化サイクルの温度勾配は、＋１００℃／秒以上で且つ＋１５０℃／秒以下である。
（４）降温時における前記温度変化サイクルの温度勾配は、−１５０℃／秒以上で且つ−１００℃／秒以下である。
（５）加速度が１０Ｇｒｍｓ以上で且つ２０Ｇｒｍｓ以下であり、且つ、周波数域が１５０〜４２００Ｈｚのランダム振動で、前記温度センサを振動させる。
【請求項２】
前記電極線の表面に析出する前記ストロンチウム酸化物の平均粒子径が１．６μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度に応じて電気的特性が変化する感温素子を備える温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排気ガスの温度を検出する温度センサとして、温度に応じて電気的特性が変化する感温素子を備えたものが知られている。そして、このような温度センサにおいて、感温素子からの電気信号を出力するために感温素子に接続される電極線の材料として、白金にストロンチウムを含有した導電材料を用いたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１８７９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
温度センサの製造工程において上記の電極線に熱処理を施すと、母相とは異なる成分の第２相が電極線の表面に析出する。そして、この第２相の析出に起因して、温度センサの使用中に温度センサが故障してしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、第２相の析出に起因した故障の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明は、感温素子と、電極線と、信号線とを備え、電極線の外表面にストロンチウム酸化物が析出した温度センサである。感温素子は、温度に応じて電気的特性が変化する。電極線は、少なくとも白金とストロンチウムを含有し、感温素子に電気的に接続される。信号線は、電極線と溶接部を介して接合されることにより電極線に電気的に接続される。
【０００７】
そして本発明の温度センサでは、電極線の外表面に析出したストロンチウム酸化物の平均粒子径が１．９μｍ以下である。また本発明の温度センサは、温度センサに対する１回の昇温と１回の降温を１回の温度変化サイクルとして、下記（１）〜（５）の試験条件で温度変化サイクルを繰り返し、温度センサが故障したときにおける繰り返し回数が８０００回以上であることを特徴とする。
【０００８】
＜試験条件＞
（１）２つの熱電対素線が接合された感温部を内包するシースの直径が３．２ｍｍのシース熱電対を用いて０．１秒毎に試験条件環境の温度を検出する。
【０００９】
（２）１回の温度変化サイクルにおける試験条件環境の温度の最高値および最低値がそれぞれ、８００℃以上で且つ９００℃以下および３０℃以上で且つ８０℃以下である。
（３）昇温時における温度変化サイクルの温度勾配は、＋１００℃／秒以上で且つ＋１５０℃／秒以下である。
【００１０】
（４）降温時における温度変化サイクルの温度勾配は、−１５０℃／秒以上で且つ−１００℃／秒以下である。
（５）加速度が１０Ｇｒｍｓ以上で且つ２０Ｇｒｍｓ以下であり、且つ、周波数域が１５０〜４２００Ｈｚのランダム振動で、温度センサを振動させる。
【００１１】
ここで、本発明試験で取得された繰り返し回数が８０００回以上であるとは、ストロンチウム酸化物が電極線の外表面に適切な分散度合で析出していることを意味する。電極線の外表面に析出したストロンチウム酸化物の平均粒子径が１．９μｍ以下であったとしても、局所的に集中して析出している場合には、本発明試験で取得された繰り返し回数は８０００回に到達しない。つまり、ストロンチウム酸化物が電極線の外表面に適切な分散度合で析出しているものが、本発明試験で取得された繰り返し回数が８０００回以上となる。このように、電極線の外表面に析出したストロンチウム酸化物の平均粒子径が１．９μｍ以下、かつ、本発明試験で取得された繰り返し回数が８０００回以上である、すなわち、ストロンチウム酸化物が電極線の外表面に適切な分散度合で析出している本発明の温度センサは、ストロンチウム酸化物の析出に起因した故障の発生を抑制することができる。
【００１２】
上述の温度サンサにおいて、ストロンチウム酸化物の平均粒子径は、１．６μｍ以下であってもよい。このように、ストロンチウム酸化物の平均粒子径を小さくすることで、ストロンチウム酸化物の析出に起因した故障の発生をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】温度センサ１の構造を示す部分破断断面図である。
【図２】感温素子１１と電極線１２とシース芯線２１の断面図である。
【図３】感温素子１１と電極線１２の平面図である。
【図４】感温素子１１の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】１５００℃、１１００℃および１０５０℃で焼成された電極線１２の表面を示す図である。
【図６】第２相の平均粒子径と故障サイクル数との相関関係を示すグラフである。
【図７】第２相の平均粒子径が大きい場合と小さい場合における電極線１２の表面の状態を示す電極線１２とシース芯線２１の側面図である。
【図８】別の実施形態の感温素子１１と電極線１２とシース芯線２１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態の温度センサ１は、流通管（本実施形態では、車両の内燃機関の排気管）に取り付けられて、流通管内に流れる測定対象ガス（本実施形態では、排気ガス）の温度を検出する。
【００１５】
温度センサ１は、図１に示すように、感温部２と、シース部３と、金属チューブ４と、取付部材５と、外筒６と、ナット部材７を備えている。以下、温度センサ１の長手方向を軸線方向ＤＡといい、図１における温度センサ１の下端側を先端側ＦＥ、温度センサ１の上端側を後端側ＢＥという。
【００１６】
感温部２は、感温素子１１と、２本の電極線１２を備える。感温素子１１は、その電気的特性が温度によって変化する素子である。２本の電極線１２は、感温素子１１から出力される電気信号を感温素子１１の外部へ出力するための線状部材である。電極線１２は、白金ロジウム合金で線状に形成されている。本実施形態の白金ロジウム合金は、０．１〜１．５ｍｏｌ％のストロンチウム（Ｓｒ）と、２２〜４０ｍｏｌ％のロジウム（Ｒｈ）とを含み、さらに残部として白金（Ｐｔ）および不可避的不純物を含む。
【００１７】
電極線１２に含まれる３元系の白金ロジウム合金において、アルカリ土類金属であるストロンチウムは、ほぼ全量が第２相の析出粒子として存在し、母相は、ほぼ２元系の白金ロジウム合金となっている。このため、電極線１２の電気伝導性および熱伝導性等は、従来の２元系の白金ロジウム合金で構成した電極線と同等で損なわれることがない。また、第２相の析出粒子と母相との共晶点が母相の白金ロジウム合金より低いため、電極線１２の溶接等が容易となる。
【００１８】
シース部３は、２本のシース芯線２１と外筒２２を備える。シース芯線２１は、導電性金属（例えば、ステンレス合金）で線状に形成されている。２本のシース芯線２１はそれぞれ、２本の電極線１２に接続される。外筒２２は、筒状に形成された金属製（例えば、ステンレス合金）の部材である。外筒２２は、その内部に２本のシース芯線２１が挿入され、シース芯線２１における両端部以外の部分でシース芯線２１の周囲を覆う。外筒２２とシース芯線２１との間には、図示しない絶縁粉末が充填される。これにより、外筒２２は、２本のシース芯線２１と電気的に絶縁された状態で、内部に２本のシース芯線２１を保持する。
【００１９】
金属チューブ４は、耐腐食性金属（例えば、ＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金）を材料として、先端側ＦＥの端部に底部を有するとともに後端側ＢＥの端部に開口部を有して軸線方向ＤＡに延びる有底筒状に形成された部材である。
【００２０】
金属チューブ４は、小径部３１と、大径部３２と、段差部３３を備える。小径部３１は、先端側ＦＥで軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された部位である。大径部３２は、小径部３１よりも後端側ＢＥで軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された部位である。大径部３２は、その外径が小径部３１の外径よりも大きくなるように形成されている。段差部３３は、小径部３１と大径部３２との間に配置され、小径部３１と大径部３２とを接続するようにして軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された部位である。段差部３３は、その外径が先端側ＦＥの端部および後端側ＢＥの端部でそれぞれ小径部３１および大径部３２の外径とほぼ同じになるように形成されている。そして段差部３３は、後端側ＢＥから先端側ＦＥへ向うにつれて外径が徐々に小さくなるように形成されている。
【００２１】
金属チューブ４は、小径部３１の内部に感温部２を収容するとともに、大径部３２の内部に外筒２２の一部分を収容する。
取付部材５は、金属チューブ４の後端側ＢＥの外周面を取り囲んで金属チューブ４を支持する部材であり、突出部４１と、後端側鞘部４２を備える。
【００２２】
突出部４１は、金属チューブ４の後端側ＢＥの外周面から金属チューブ４の径方向外側に向かって突出するように形成された部位である。突出部４１は、先端側ＦＥにおいて、後端側ＢＥから先端側ＦＥへ向うにつれて外径が徐々に小さくなる形状を有する取付座４１ａを備える。
【００２３】
後端側鞘部４２は、突出部４１の後端側ＢＥの端部から軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された部位である。突出部４１および後端側鞘部４２の内部に金属チューブ４の後端側ＢＥの端部が挿入された後に、後端側鞘部４２と金属チューブ４とがレーザ溶接されることにより、取付部材５と金属チューブ４とが互いに結合される。
【００２４】
外筒６は、その外径が金属チューブ４の外径よりも大きくなるように筒状に形成された金属製の部材である。外筒６は、その先端側ＦＥの端部において後端側鞘部４２を内部に挿入した状態でレーザ溶接されることにより、取付部材５に結合される。
【００２５】
ナット部材７は、外筒６の先端側ＦＥの端部を内部に挿入した状態で軸線方向ＤＡに平行な軸を中心に回転可能に設置されている。ナット部材７は、六角ナット部５１とネジ部５２を備える。
【００２６】
六角ナット部５１は、外筒６の外周から径方向に沿って外側へ延びて外周が六角形の板状に形成された部位である。六角ナット部５１は、温度センサ１を排気管に取り付けるときにレンチ等の取付工具を嵌合させるための部位である。ネジ部５２は、六角ナット部５１の先端側ＦＥの端部から温度センサ１の先端側ＦＥへ向けて軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成された部位であり、その外周に雄ネジが形成されている。
【００２７】
排気管の外周から突出するように設けられたボス（不図示）のネジ穴に金属チューブ４を挿入して、ネジ部５２の雄ネジをボスのネジ穴の内周壁に形成された雌ネジに螺合することで、温度センサ１が排気管に取り付けられる。ボスのネジ穴の内周壁には、雌ネジが形成されている箇所よりも排気管に近い箇所に、排気管に近づくにつれて内径が小さくなるテーパ部が形成されている。金属チューブ４がボスのネジ穴に挿入されて温度センサ１が排気管に取り付けられると、突出部４１の取付座４１ａが、テーパ部を押し付けるようにしてテーパ部に密着する。これにより、温度センサ１が排気管に取り付けられている箇所から排気管内の排気ガスが漏れるのを抑制する。
【００２８】
２本のシース芯線２１はそれぞれ、外筒６の内部に配置されている加締め端子６１を介して２本のリード線６２に接続されている。２本のリード線６２は、外部回路、例えば車両の電子制御装置に接続される。外筒６の後端側ＢＥの開口部は、耐熱ゴム製のグロメット６３により閉塞されており、２本のリード線６２は、このグロメット６３を貫いて配置されている。
【００２９】
感温素子１１は、図２と図３に示すように、セラミックス基体７１と、金属抵抗体層７２と、揮発抑制層７３と、接合層７４と、セラミックス被覆層７５と、電極パッド７６を備える。
【００３０】
セラミックス基体７１は、アルミナ純度９９．５〜９９．９％のセラミックスで板状に形成された部材である。
金属抵抗体層７２は、電気抵抗値が温度変化に応じて変化する導電性材料（本実施形態では、白金（Ｐｔ））でセラミックス基体７１の表面に形成される。金属抵抗体層７２は先端側ＦＥに配置された細線部８１と、後端側ＢＥに配置された一対の端子部８２ａ，８２ｂを備える。なお、端子部８２ａ，８２ｂをまとめて端子部８２という。
【００３１】
細線部８１は、線幅の狭い（例えば幅２０μｍの）細線であり、セラミックス被覆層７５で覆われた領域内において複数回蛇行するように形成されている。
端子部８２ａは、端子先端部８３ａと端子後端部８４ａを備える。端子先端部８３ａは、細線部８１の一端よりも後端側ＢＥで軸線方向ＤＡが短手方向となるように配置された長方形状に形成されており、細線部８１の一端が接続される。端子後端部８４ａは、端子先端部８３ａよりも後端側ＢＥで軸線方向ＤＡが長手方向となるように配置された長方形状に形成されており、端子先端部８３ａに接続される。
【００３２】
端子部８２ｂは、端子先端部８３ｂと端子後端部８４ｂを備える。端子先端部８３ｂは、細線部８１の他端よりも後端側ＢＥで軸線方向ＤＡが短手方向となるように配置された長方形状に形成されており、細線部８１の他端が接続される。端子後端部８４ｂは、端子先端部８３ｂよりも後端側ＢＥで軸線方向ＤＡが長手方向となるように配置された長方形状に形成されており、端子先端部８３ａに接続される。
【００３３】
揮発抑制層７３は、金属抵抗体層７２と同じ材料で金属抵抗体層７２と同じ厚さとなるように形成されている。揮発抑制層７３は、セラミックス基体７１の表面において、端子部８２が配置されている領域以外で細線部８１の周囲を囲むように形成されている。細線部８１の周囲に配置された揮発抑制層７３から白金が揮発することにより、金属抵抗体層５３から白金が揮発するのを抑制することができる。
【００３４】
接合層７４は、接合前はアルミナ粉末を含むペーストであり、焼成済みのセラミックス基体７１とセラミックス被覆層７５とを上記ペーストで貼り合わせた後、熱処理されることで、最終的に接合層７４となる。
【００３５】
セラミックス被覆層７５は、セラミックスのグリーンシートを予め焼成することで得られた焼成済みのシートであり、アルミナ純度９９．５〜９９．９％のセラミックスで形成された部材である。セラミックス被覆層７５は、セラミックス基体７１の先端側ＦＥで、焼成済みのセラミックス基体７１に接合層７４を介して接合される。これにより、セラミックス被覆層７５は、金属抵抗体層７２の先端側ＦＥを覆う状態となる。
【００３６】
電極パッド７６は、端子部８２の表面において、導電性を有する材料で長方形状に形成されている。電極パッド７６は、その厚さが金属抵抗体層７２の厚さより大きくなるように形成されている。端子部８２ａ，８２ｂ上に形成されている電極パッド７６をそれぞれ電極パッド７６ａ，７６ｂという。
【００３７】
電極パッド７６は、Ｐｔおよびガラスからなる混合材料で形成されており、本実施形態では、Ｐｔとガラスの割合は、Ｐｔおよびガラスの合計を１００ｖｏｌ％とした場合において、ガラスが４０ｖｏｌ％となる割合である。なお、Ｐｔとガラスの割合は、Ｐｔおよびガラスを１００ｖｏｌ％とした場合、ガラスが５ｖｏｌ％〜８０ｖｏｌ％（好ましくは１０ｖｏｌ％〜５０ｖｏｌ％）の範囲内となる任意の割合としてもよい。
【００３８】
なお、電極パッド７６は、Ｐｔおよびガラスからなる混合材料以外に、金属およびガラスに例えばセラミックフィラー等を添加した（金属およびガラスを主成分とする）ガラス系材料を使用して形成してもよい。
【００３９】
そして、金属抵抗体層７２の後端側ＢＥは、電極パッド７６を介して電極線１２に接続される。このとき、電極パッド７６と電極線１２とは、抵抗溶接またはレーザ溶接などの溶接により溶接点７８で接合される。
【００４０】
また、感温素子１１と電極線１２との接続部分が被覆部材７９により覆われることにより、感温素子１１と電極線１２とが強固に接続される。被覆部材７９は、アルミノケイ酸塩ガラスを主体とするガラス材料で構成されている。このアルミノケイ酸塩ガラスは、軟化点が９５０［℃］である。なお、このガラス材料は、セラミックス材料（アルミナ）を副成分として含有させてもよい。
【００４１】
２本の電極線１２は、金属抵抗体層７２の後端側ＢＥからシース部３に向かって延びるように配置されている。電極線１２の後端側ＢＥの端部は、シース芯線２１の先端側ＦＥの端部と重ね合されている。２本の電極線１２と２本のシース芯線２１とは、抵抗溶接またはレーザ溶接等の溶接により、溶接点８０ａで接合されている。なお、電極線１２の断面積は、シース芯線２１の断面積より小さくなるように設定されている。
【００４２】
次に、感温素子１１の製造方法を説明する。
図４に示すように、まずＳ１０にて、セラミックス基体７１の母材（不図示）を、超音波洗浄によって洗浄する。この母材は、後述するダイシングによって複数のセラミックス基体７１に分割される。
【００４３】
次にＳ２０にて、周知のＰＶＤ法（例えば、スパッタリング法）によって、母材の表面に白金（Ｐｔ）を付着させてＰｔ膜（不図示）を形成する。
次にＳ３０にて、周知のレジスト膜形成、露光、現像、エッチングおよびレジスト膜剥離の処理を順次行うフォトリソグラフィ工程によって、Ｐｔ膜をパターニングして金属抵抗体層７２と揮発抑制層７３を形成する。
【００４４】
次にＳ４０にて、アニール処理（エイジング処理）を行う。具体的には、大気またはＮ２雰囲気下において１０００〜１４００℃で加熱し、その後、自然冷却を行う。
次にＳ５０にて、電極パッド７６の組成となるようにＰｔ−ガラスペースト（不図示）を作製し、このＰｔ−ガラスペーストを電極パッド７６の形成箇所に印刷する。
【００４５】
次にＳ６０にて、アルミナ粉末９０質量部とブチラール樹脂１０質量部とを加えてアルミナペースト（不図示）を作製し、このアルミナペーストを、母材（すなわち、セラミックス基体７１）上においてセラミックス被覆層７５で覆う箇所（すなわち、接合層７４となる箇所）に印刷する。
【００４６】
次にＳ７０にて、アルミナペーストを印刷した箇所に重ねるように、（焼成済みのセラミックス基板である）セラミックス被覆層７５を配置する。
次にＳ８０にて、表面に各層が配置された母材を、焼成温度１０００〜１４００℃で２時間焼成する。これによって、各ペーストが焼成される。
【００４７】
次にＳ９０にて、ダイシングによって、後述する溶接向けのワークサイズに母材を切断する。
次にＳ１００にて、電極パッド７６上に電極線１２を配置し、抵抗溶接またはレーザ溶接等の溶接により、電極線１２を電極パッド７６に接合する。さらにＳ１００ではシース芯線２１上に電極線１２を配置し、抵抗溶接またはレーザ溶接等の溶接により、電極線１２をシース芯線２１に接合する。
【００４８】
次にＳ１１０にて、被覆部材７９の組成のガラス材料（粉末）９０質量部とブチラール樹脂１０質量部とを加えてガラスペースト（不図示）を作製し、このガラスペーストを、被覆部材７９を形成する箇所に塗布する。すなわち、ガラスペーストを、電極線１２の先端側ＦＥと、電極パッド７６と、セラミックス被覆層７５の後端側ＢＥとを覆うように塗布する。
【００４９】
次にＳ１２０にて、溶接向けのワークサイズに切断されてＳ１００とＳ１１０の工程が行われた後の母材を焼成する。具体的には、大気雰囲気またはＮ２雰囲気において焼成温度１０５０〜１２００℃で焼成を行う。なお、焼成時間は１〜４時間の範囲内で適宜設定される。また、昇温速度は３００℃／ｈである。
【００５０】
次にＳ１３０にて、Ｓ１２０の工程が行われた後のワークサイズの基板をダイシングによって個片に分割する。これにより、複数個の感温素子１１が得られる。
次に、電極線１２とシース芯線２１との間の溶接に関する信頼性試験について説明する。
【００５１】
まず、上記のＳ１０〜Ｓ１３０の工程により作製される複数の感温素子１１について、Ｓ１２０における焼成温度が１５００℃、１２００℃、１１５０℃、１１００℃および１０５０℃で焼成された４種類の感温素子１１を用意した。以下、本試験の対象となる感温素子１１をワークともいう。試験条件を以下に説明する。
【００５２】
本試験における試験条件環境の温度測定のマスタセンサとして、２つの熱電対素線が接合された感温部を内包するシース先端の直径が３．２ｍｍのシース熱電対を用いた。そして、０．１秒毎に試験条件環境の温度を検出した。具体的には、ワークが配置される場所に、マスタセンサとしてのシース熱電対を配置して温度を測定し、これを試験条件環境の温度とした。
【００５３】
ワークの温度を上昇させ、その後、ワークの温度を下降させる処理を１回の温度変化サイクルとする。具体的には、１回の温度変化サイクルにおける温度センサの温度の最高値を８００℃以上で且つ９００℃以下、最低値を３０℃以上で且つ８０℃以下とし、最高値および最低値となる温度を所定時間維持した。また、昇温時における温度変化サイクルの温度勾配は、＋１００℃／秒以上で且つ＋１５０℃／秒以下とした。降温時における温度変化サイクルの温度勾配は、−１５０℃／秒以上で且つ−１００℃／秒以下とした。
【００５４】
試験条件環境の温度は、流体を流すことで調整した。具体的には、昇温時には、燃焼ガスを流し、降温時には室温の大気ガスを流した。また、ガスの流量を変更することで温度勾配を調整し、ガスを流すことを止めることで最高値および最低値となる温度を所定時間維持した。なお、試験条件環境のうち、マスタセンサが配置される場所とは別に、マスタセンサと同じく、２つの熱電対素線が接合された感温部を内包するシース先端の直径が３．２ｍｍのシース熱電対を配置し、これら２つのシース熱電対の温度をもとに、流体の流量や流体の温度等を調整してもよい。以上のように、マスタセンサを用いて設定した試験条件環境にて、本試験を行った。
【００５５】
試験時の振動として、以下の３つの振動条件が設定されている。第１の振動条件は、振動モードをランダム振動とすることである。第２の振動条件は、振動の周波数域が１５０〜４２００Ｈｚを確実に含んでいることである。第３の振動条件は、加速度は、治具上のピックアップで計測し、１０Ｇｒｍｓ以上で且つ２０Ｇｒｍｓ以下を設定することである。
【００５６】
そして、本試験では、ワーク温度をモニタし、下記の２つの判定条件の何れかが成立した場合に、ワークが故障したと判定し、故障したときの温度サイクル数を故障サイクル数として取得する。第１の判定条件は、制御温度の温度サイクルに対して著しいモニタ波形の変形（例えば断線等）が生じることである。第２の判定条件は、ワーク温度が、温度安定領域において、初期値よりも±２．５％以上シフトすることである。
【００５７】
そして、１５００℃、１２００℃、１１５０℃、１１００℃および１０５０℃で焼成された４種類の感温素子１１のそれぞれについて、故障サイクル数を取得した。
１５００℃、１２００℃、１１５０℃、１１００℃および１０５０℃で焼成された感温素子１１の故障サイクル数はそれぞれ、４２８４，９２０５，１５０３７，１６２６７，１７４９７であった。
【００５８】
また、焼成温度が１５００℃、１２００℃、１１５０℃、１１００℃および１０５０℃で焼成された４種類の感温素子１１のそれぞれについて、電極線１２の表面に析出した第２相の平均粒子径を測定した。なお、本発明におけるストロンチウム酸化物の平均粒子径は、ＳＥＭ写真の観察により求められる値である。具体的には、電極線１２のうち被覆部材７９に覆われていない部分であって、溶接点８０ａとの界面および端面を除く部分の電極線１２の外表面における６０μｍ×４５μｍの長方形の視野を倍率２０００倍で観察するとともに、電極線１２の表面に析出した第２相のそれぞれについて粒子径を計測し、計測した複数の粒子径の平均値を第２相の平均粒子径とした。第２相の粒子径は、計測した第２相と同じ面積となる円の直径に換算した面積円相当径として算出した。
【００５９】
１５００℃、１２００℃、１１５０℃、１１００℃および１０５０℃で焼成された電極線１２の表面に析出した第２相の平均粒子径はそれぞれ、２．１μｍ、１．９μｍ、１．６μｍ、１．３μｍ、０．８μｍであった。
【００６０】
図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、焼成温度が１５００℃、１１００℃および１０５０℃で焼成された電極線１２の表面を示す。例えば、矢印ＡＬ１，２，３，４で示す突起物が第２相である。
【００６１】
図６は、第２相の平均粒子径と故障サイクル数との相関関係を示すグラフである。図６に示すように、第２相の平均粒子径が２．１μｍ、１．９μｍ、１．６μｍ、１．３μｍ、０．８μｍであるときの故障サイクル数はそれぞれ、４２８４，９２０５，１５０３７，１６２６７，１７４９７である。
【００６２】
すなわち、故障サイクル数を８０００以上（図６の横線ＨＬ１を参照）にするには、第２相の平均粒子径を１．９μｍ以下にするとよい。また、故障サイクル数を１４０００以上（図６の横線ＨＬ２を参照）にするには、第２相の平均粒子径を１．６μｍ以下にするとよい。
【００６３】
このように構成された温度センサ１は、感温素子１１と、電極線１２と、シース芯線２１とを備え、電極線１２の外表面にストロンチウム酸化物が析出する。感温素子１１は、温度に応じて電気的特性が変化する。電極線１２は、少なくとも白金とストロンチウムを含有し、感温素子１１に電気的に接続される。シース芯線２１は、電極線１２と溶接部を介して接合されることにより電極線１２に電気的に接続される。
【００６４】
そして温度センサ１では、電極線１２の外表面に析出したストロンチウム酸化物の平均粒子径が１．９μｍ以下である。また温度センサ１は、温度センサ１に対する１回の昇温と１回の降温を１回の温度変化サイクルとして、下記（１）〜（５）の試験条件で温度変化サイクルを繰り返し、温度センサ１が故障したときにおける故障サイクル数が８０００回以上であることを特徴とする。
【００６５】
＜試験条件＞
（１）２つの熱電対素線が接合された感温部を内包するシースの直径が３．２ｍｍのシース熱電対を用いて０．１秒毎に試験条件環境の温度を検出する。
【００６６】
（２）１回の温度変化サイクルにおける試験条件環境の温度の最高値および最低値がそれぞれ、８００℃以上で且つ９００℃以下および３０℃以上で且つ８０℃未満である。
（３）昇温時における温度変化サイクルの温度勾配は、＋１００℃／秒以上で且つ＋１５０℃／秒以下である。
【００６７】
（４）降温時における温度変化サイクルの温度勾配は、−１５０℃／秒以上で且つ−１００℃／秒以下である。
（５）加速度が１０Ｇｒｍｓ以上で且つ２０Ｇｒｍｓ以下であり、且つ、周波数域が１５０〜４２００Ｈｚのランダム振動で、温度センサ１を振動させる。
【００６８】
以下、上記（１）〜（５）の試験条件で温度変化サイクルを繰り返し、故障サイクル数を取得する試験を、本発明試験という。
図６に示すように、第２相の平均粒子径が２．１μｍ、１．９μｍ、１．６μｍ、１．３μｍ、０．８μｍであるときの故障サイクル数はそれぞれ、４２８４，９２０５，１５０３７，１６２６７，１７４９７である。このように、第２相の平均粒子径が小さくなるにつれて、故障サイクル数が大きくなっている。すなわち、第２相の析出に起因した温度センサ１の故障は、第２相の平均粒子径を小さくすることにより抑制することができる。また、第２相の平均粒子径が２．１μｍである電極線は、従来、温度センサに利用されてきたものであり、この場合の故障サイクル数は４２８４である。
【００６９】
そして温度センサ１は、本発明試験で取得された故障サイクル数が８０００回以上であることを特徴とする。これにより、温度センサ１は、第２相の析出に起因した故障の発生を抑制することができる。
【００７０】
なお、Ｓ１２０の工程における熱処理により、ほぼ全量がストロンチウムで形成されている第２相が電極線１２の外周面に析出する。このため、電極線１２とシース芯線２１との間の溶接界面にも第２相が存在することになる。
【００７１】
そして、Ｓ１２０の工程において１５００℃の焼成温度で焼成を行った場合には、図７（Ａ）に示すように、粒子径の大きい第２相ＰＲ１が電極線１２とシース芯線２１との間の溶接界面に存在する可能性が高くなるため、溶接界面が不安定となり、電極線１２とシース芯線２１との溶接界面で破断し易くなる。また、ストロンチウム酸化物が電極線１２の外表面に局所的に集中して析出しているために、溶接界面が不安定となり、電極線１２とシース芯線２１との溶接界面で破断し易くなると推測される。
【００７２】
一方、Ｓ１２０の工程において１０５０〜１２００℃の焼成温度で焼成を行った場合には、図７（Ｂ）に示すように、粒子径の小さい第２相ＰＲ２が電極線１２とシース芯線２１との間の溶接界面に存在する可能性が高くなるため、溶接界面が安定し、電極線１２とシース芯線２１との溶接界面での破断を抑制することができる。さらに、ストロンチウム酸化物が電極線１２の外表面に適切な分散度合で析出しているために、溶接界面が安定し、電極線１２とシース芯線２１との溶接界面での破断を抑制することができると推測される。繰り返し回数は、電極線の外表面上のＳｒ酸化物の分散度合に寄与して変化すると推測されるため、繰り返し回数は、電極線の外表面上のＳｒ酸化物の分散度合に寄与して変化する繰り返し回数とも言うことができる。
【００７３】
以上説明した実施形態において、シース芯線２１は本発明における信号線、故障サイクル数は本発明における繰り返し回数である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
【００７４】
例えば上記実施形態では、白金ロジウム合金にストロンチウムが含有されているものを示した。しかし、電極線１２の材料は白金ロジウム合金に限定されるものではなく、白金に、または、白金ロジウム合金以外の白金合金にストロンチウムが含有されているものでもよい。
【００７５】
また上記実施形態では、電極線１２の後端側ＢＥの端部とシース芯線２１の先端側ＦＥの端部とを重ね合せて溶接点８０ａで接合するものを示した。しかし、電極線１２とシース芯線２１とを接合する方法はこれに限定されない。例えば図８に示すように、電極線１２の後端側ＢＥの端部とシース芯線２１の先端側ＦＥの端部とを突き合わせて配置して、抵抗溶接またはレーザ溶接などの溶接により、電極線１２とシース芯線２１との接点となる溶接点８０ｂで接合するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…温度センサ、２…感温部、３…シース部、４…金属チューブ、５…取付部材、６…外筒、７…ナット部材、１１…感温素子、１２…電極線、２１…シース芯線、７１…セラミックス基体、７２…金属抵抗体層、７６…電極パッド、７８，８０ａ，８０ｂ…溶接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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