JPH0116381B2 - - Google Patents
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- JPH0116381B2 JPH0116381B2 JP55185125A JP18512580A JPH0116381B2 JP H0116381 B2 JPH0116381 B2 JP H0116381B2 JP 55185125 A JP55185125 A JP 55185125A JP 18512580 A JP18512580 A JP 18512580A JP H0116381 B2 JPH0116381 B2 JP H0116381B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、湿度測定時において、感湿素体の温
度も同時に測定できる構造の感湿素子に関する。
度も同時に測定できる構造の感湿素子に関する。
湿度を測定するために、MnWO4、MgCrO4と
TiO2などの金属酸化物の焼結体であつて、周辺
雰囲気の湿度変化に対応して自らの電気抵抗を変
化する性質を有する感湿素体に、その電気抵抗測
定用の電極を添着した構造の感湿素子が用いられ
ている。
TiO2などの金属酸化物の焼結体であつて、周辺
雰囲気の湿度変化に対応して自らの電気抵抗を変
化する性質を有する感湿素体に、その電気抵抗測
定用の電極を添着した構造の感湿素子が用いられ
ている。
この感湿素子は、ある温度におけるある湿度雰
囲気に置かれて用いられる。このとき、上記の焼
結体（感湿素体という）の電気抵抗を測定し、そ
の値を、予め作成してあるその温度における既知
湿度と電気抵抗値との関係図から周辺雰囲気の湿
度を換算するものである。
囲気に置かれて用いられる。このとき、上記の焼
結体（感湿素体という）の電気抵抗を測定し、そ
の値を、予め作成してあるその温度における既知
湿度と電気抵抗値との関係図から周辺雰囲気の湿
度を換算するものである。
このように、感湿素子においては、該感湿素体
の電気抵抗の変化が重要な意味を有するが、この
電気抵抗はその温度によつても変化する。すなわ
ち、感湿素体は温度依存性を有している。
の電気抵抗の変化が重要な意味を有するが、この
電気抵抗はその温度によつても変化する。すなわ
ち、感湿素体は温度依存性を有している。
そのため、ある温度及び湿度の雰囲気中に感湿
素子が置かれ、かつ感湿素子自体の温度が雰囲気
温度と異なる場合には、感湿素子の電気抵抗から
読み取られる湿度の値は、感湿素子自体の温度に
おける値であつて、雰囲気の湿度を正確に表示す
るものではない。
素子が置かれ、かつ感湿素子自体の温度が雰囲気
温度と異なる場合には、感湿素子の電気抵抗から
読み取られる湿度の値は、感湿素子自体の温度に
おける値であつて、雰囲気の湿度を正確に表示す
るものではない。
とりわけ、雰囲気が動いている場合（例えば、
大気流）には、感湿素子の表面から蒸発する水が
感湿素子から奪う蒸発熱は無視し得ず、その結
果、感湿素子自体の温度が雰囲気温度よりも低下
することがある。例えば、風速約10ｍ／secのと
き、感湿素子の温度は周辺大気流の温度よりも約
２℃程低下し、それは、感湿素子からの読み取り
湿度の値と周辺気流の真の湿度の値との間で、相
対湿度にして２〜３％の誤差をうみ出すことにも
なる。
大気流）には、感湿素子の表面から蒸発する水が
感湿素子から奪う蒸発熱は無視し得ず、その結
果、感湿素子自体の温度が雰囲気温度よりも低下
することがある。例えば、風速約10ｍ／secのと
き、感湿素子の温度は周辺大気流の温度よりも約
２℃程低下し、それは、感湿素子からの読み取り
湿度の値と周辺気流の真の湿度の値との間で、相
対湿度にして２〜３％の誤差をうみ出すことにも
なる。
このようなことから、感湿素子で湿度を測定す
る場合、正確な湿度を測定するためには、感湿素
子自体の温度を正確に知ることが必要である。
る場合、正確な湿度を測定するためには、感湿素
子自体の温度を正確に知ることが必要である。
このために、感湿素体の両面に電極を付設し、
該電極を介して1MHz以上の高周波電流を印加す
ることにより該感湿素体の誘電率を測定し、その
値から該感湿素体の温度を知るという方法が提案
されている。しかしながら、この方法は、極めて
繁雑な測定回路を必要とするのみならず、温度測
定の精度も充分ではないという欠点があつた。
該電極を介して1MHz以上の高周波電流を印加す
ることにより該感湿素体の誘電率を測定し、その
値から該感湿素体の温度を知るという方法が提案
されている。しかしながら、この方法は、極めて
繁雑な測定回路を必要とするのみならず、温度測
定の精度も充分ではないという欠点があつた。
本発明は、上記のような問題点を解消する感湿
素子の提供を目的とするものである。
素子の提供を目的とするものである。
すなわち、本発明の感湿素子は、感湿素体１
と、該感湿素体の両面に添着された１対の電極
２，２′と、該電極に付設された１対のリード線
３，３′とから成る感湿素子であつて、該電極２，
２′の少なくとも一つを白金電極で、かつ、該白
金電極に付設されるリード線を白金リード線で構
成するとともに、該白金電極には、さらに、白金
−ロジウム細線４を付設して、白金リード線と白
金−ロジウム細線との間で熱電対を形成したこと
を特徴とする。
と、該感湿素体の両面に添着された１対の電極
２，２′と、該電極に付設された１対のリード線
３，３′とから成る感湿素子であつて、該電極２，
２′の少なくとも一つを白金電極で、かつ、該白
金電極に付設されるリード線を白金リード線で構
成するとともに、該白金電極には、さらに、白金
−ロジウム細線４を付設して、白金リード線と白
金−ロジウム細線との間で熱電対を形成したこと
を特徴とする。
本発明の感湿素子においては、感湿素体が湿度
検出素子、白金電極と白金−ロジウム細線とが熱
電対を形成することにより、温度検出素子を構成
する。そのため、感湿素体の温度は、直接、該白
金電極に付設された白金リード線と該白金−ロジ
ウム細線による熱電対から測定することができ
る。
検出素子、白金電極と白金−ロジウム細線とが熱
電対を形成することにより、温度検出素子を構成
する。そのため、感湿素体の温度は、直接、該白
金電極に付設された白金リード線と該白金−ロジ
ウム細線による熱電対から測定することができ
る。
本発明の感湿素子の作成に当つては、まず感湿
特性を有する感湿素体が調製される。このような
感湿素体としては、従来から知られている
Cr2O3、Fe2O3、Ni2O3などの金属酸化物を常法
により焼結して容易に得られる。通常、板状形体
が好んで用いられる。
特性を有する感湿素体が調製される。このような
感湿素体としては、従来から知られている
Cr2O3、Fe2O3、Ni2O3などの金属酸化物を常法
により焼結して容易に得られる。通常、板状形体
が好んで用いられる。
この感湿素体の両面には、該感湿素体の電気抵
抗を検出するために１対の電極が添着される。こ
の場合、通常は、半導体デバイスの製作技術にお
いて汎用されている膜厚法を適用することが好ま
しい。すなわち、感湿素体の両面に電極となる金
属のペーストを、例えばスクリーン印刷法、塗布
法などによつて所定パターンに塗布した後、これ
を適宜な温度で焼付けるものである。得られた電
極には、それぞれ、白金、金などから成るリード
線を、例えば、ペーストで焼付けて付設し、感湿
素体の電気抵抗を検出する引出し線が形成され
る。
抗を検出するために１対の電極が添着される。こ
の場合、通常は、半導体デバイスの製作技術にお
いて汎用されている膜厚法を適用することが好ま
しい。すなわち、感湿素体の両面に電極となる金
属のペーストを、例えばスクリーン印刷法、塗布
法などによつて所定パターンに塗布した後、これ
を適宜な温度で焼付けるものである。得られた電
極には、それぞれ、白金、金などから成るリード
線を、例えば、ペーストで焼付けて付設し、感湿
素体の電気抵抗を検出する引出し線が形成され
る。
本発明においては、この電極の一方が白金電極
として構成される。そして、他方の電極は酸化ル
テニウムで構成することが好ましい。更に該白金
電極には、白金−ロジウム細線が例えば熱圧着法
によつて付設されて、感湿素体の温度検出のため
の熱電対が形成される。
として構成される。そして、他方の電極は酸化ル
テニウムで構成することが好ましい。更に該白金
電極には、白金−ロジウム細線が例えば熱圧着法
によつて付設されて、感湿素体の温度検出のため
の熱電対が形成される。
このようにして構成された本発明の感湿素子を
用いて温度測定する場合には、感湿素体の温度
は、白金電極に付設された白金リード線と白金−
ロジウム細線との間に発生する熱電対の起電力
で、また湿度は１対のリード線からの電気信号と
して同時に検出することができる。
用いて温度測定する場合には、感湿素体の温度
は、白金電極に付設された白金リード線と白金−
ロジウム細線との間に発生する熱電対の起電力
で、また湿度は１対のリード線からの電気信号と
して同時に検出することができる。
本発明の感湿素子は、以上のように構成される
から、湿度を電気抵抗値に読み直すとともに感湿
素体自体の温度を同時に測定できるので、湿度の
測定精度を高めることができるとともに、全体の
形状を非常にコンパクトにすることができるとい
う利点を有している。
から、湿度を電気抵抗値に読み直すとともに感湿
素体自体の温度を同時に測定できるので、湿度の
測定精度を高めることができるとともに、全体の
形状を非常にコンパクトにすることができるとい
う利点を有している。
以下に本発明を第１図に示した実施例に基づい
て説明する。
て説明する。
実施例
酸化亜鉛、酸化クロム、酸化チタンの粉末（平
均粒径1.0μｍ）を、それぞれモル比で50％、40
％、10％秤量し、これらを湿式ポツトミルで充分
に混合した。この混合粉末を120℃で充分に乾燥
した後、適当量のポリビニルアルコールを粘結剤
として添加し、得られた混練物を1000Kg／cm2の圧
力で板状に成形した。ついで、この成形板を1200
℃、２時間加熱処理して焼結体を得た後、該焼結
体の両面を2000番ホワイト・アランダムで充分に
研磨した。両面が研磨された縦10mm横６mm厚み
0.5mmの感湿素体の板１が得られた。
均粒径1.0μｍ）を、それぞれモル比で50％、40
％、10％秤量し、これらを湿式ポツトミルで充分
に混合した。この混合粉末を120℃で充分に乾燥
した後、適当量のポリビニルアルコールを粘結剤
として添加し、得られた混練物を1000Kg／cm2の圧
力で板状に成形した。ついで、この成形板を1200
℃、２時間加熱処理して焼結体を得た後、該焼結
体の両面を2000番ホワイト・アランダムで充分に
研磨した。両面が研磨された縦10mm横６mm厚み
0.5mmの感湿素体の板１が得られた。
この感湿素体の板１の片面には白金ペーシト
（8109：徳力化学研究所製）をスクリーン印刷し
た後、1000℃で焼付けた。厚み約2.0μｍの白金電
極２が形成された。ついで、この白金電極２に、
白金リード線３（線径50μｍ）を１本焼付けて付
設した。
（8109：徳力化学研究所製）をスクリーン印刷し
た後、1000℃で焼付けた。厚み約2.0μｍの白金電
極２が形成された。ついで、この白金電極２に、
白金リード線３（線径50μｍ）を１本焼付けて付
設した。
感湿素体の板１の他方の面には、酸化ルテニウ
ムペースト（Dupont4501）をスクリーン印刷し
た後、800℃で焼付け厚み約10μｍの酸化ルテニ
ウム電極２′が形成された。この電極２′にも上記
と同様にして白金リード線３′１本を焼付けて付
設した。
ムペースト（Dupont4501）をスクリーン印刷し
た後、800℃で焼付け厚み約10μｍの酸化ルテニ
ウム電極２′が形成された。この電極２′にも上記
と同様にして白金リード線３′１本を焼付けて付
設した。
ついで、白金電極２には、白金−ロジウム細線
４（線径100μｍ）を熱圧着して付設した。
４（線径100μｍ）を熱圧着して付設した。
得られた感湿素子を風速0.5ｍ／secの25℃気流
中に置いた。気流の温度はクロメル・アルメル熱
電対を用いて直接測定した。
中に置いた。気流の温度はクロメル・アルメル熱
電対を用いて直接測定した。
気流の温度を25℃に保つて相対湿度を変化させ
て、そのときの感湿素体の電気抵抗を測定した。
その結果を第２図に示した。感湿素体の温度を、
白金電極に付設した白金リード線と白金−ロジウ
ムの間に生じる熱起電力を測定して、熱起電力と
温度の関係を示す第３図から求めたところ、その
値は24.0℃であつた。なお、この熱電対は０〜50
℃の温度範囲において有効に使用することができ
る。
て、そのときの感湿素体の電気抵抗を測定した。
その結果を第２図に示した。感湿素体の温度を、
白金電極に付設した白金リード線と白金−ロジウ
ムの間に生じる熱起電力を測定して、熱起電力と
温度の関係を示す第３図から求めたところ、その
値は24.0℃であつた。なお、この熱電対は０〜50
℃の温度範囲において有効に使用することができ
る。
すなわち、第２図に示した感湿特性は、実際に
は感湿素体の温度が24℃のものであることが判明
した。
は感湿素体の温度が24℃のものであることが判明
した。
第１図は、本発明の感湿素子の一実施例を示す
斜視図である。第２図は本発明の感湿素子の24℃
における感湿特性を示すものである。第３図は、
本発明の感湿素子における白金リード線と白金−
ロジウム細線による熱電対の温度特性を示すもの
である。
斜視図である。第２図は本発明の感湿素子の24℃
における感湿特性を示すものである。第３図は、
本発明の感湿素子における白金リード線と白金−
ロジウム細線による熱電対の温度特性を示すもの
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 感湿素体１と、該感湿素体の両面に添着され
た１対の電極２，２′と、該電極に付設された１
対のリード線３，３′とから成る感湿素子であつ
て、 該電極２，２′の少なくとも一つを白金電極で、
かつ、該白金電極に付設されるリード線を白金リ
ード線で構成するとともに、該白金電極には、さ
らに、白金−ロジウム細線４を付設して、白金リ
ード線と白金−ロジウム細線との間で熱電対を形
成したことを特徴とする感湿素子。 ２ 感湿素体に添着された一対の電極２，２′は、
一方が白金から成り、他方が酸化ルテニウムから
成る特許請求の範囲第１項記載の感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55185125A JPS57110949A (en) | 1980-12-27 | 1980-12-27 | Moisture sensing element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55185125A JPS57110949A (en) | 1980-12-27 | 1980-12-27 | Moisture sensing element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57110949A JPS57110949A (en) | 1982-07-10 |
| JPH0116381B2 true JPH0116381B2 (ja) | 1989-03-24 |
Family
ID=16165298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55185125A Granted JPS57110949A (en) | 1980-12-27 | 1980-12-27 | Moisture sensing element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57110949A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01158340A (ja) * | 1987-09-03 | 1989-06-21 | Murata Mfg Co Ltd | 湿度センサ |
-
1980
- 1980-12-27 JP JP55185125A patent/JPS57110949A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57110949A (en) | 1982-07-10 |
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