JPH01292244A - セラミックス湿度センサ - Google Patents
セラミックス湿度センサInfo
- Publication number
- JPH01292244A JPH01292244A JP63122873A JP12287388A JPH01292244A JP H01292244 A JPH01292244 A JP H01292244A JP 63122873 A JP63122873 A JP 63122873A JP 12287388 A JP12287388 A JP 12287388A JP H01292244 A JPH01292244 A JP H01292244A
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- humidity
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、湿度を検知するセラミックス湿度センサに関
するものである。
するものである。
〈従来の技術〉
従来セラミックスを用いた湿度センサとしてはＡｌ２Ｏ
３、ＺｒＳｉＯ４，ＭｇＡ１’ｚ ０２ 、ＭｇＣｒ２
０．等の金属酸化物の多孔質体やＬｉＣ１飽和溶液等の
電解質塩、あるいはセルロースや親水性ポリマー、更に
酸化亜鉛や酸化錫等の半導体が使用されている。
３、ＺｒＳｉＯ４，ＭｇＡ１’ｚ ０２ 、ＭｇＣｒ２
０．等の金属酸化物の多孔質体やＬｉＣ１飽和溶液等の
電解質塩、あるいはセルロースや親水性ポリマー、更に
酸化亜鉛や酸化錫等の半導体が使用されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、金属酸化物感湿体は、化学的。
物理的に優れているものの、絶縁性のものを用いている
為、低湿度領域においてインピーダンス値が非常に高く
９通常の方法では湿度測定が難しいという課題があり、
酸化亜鉛や酸化錫等の半導体についても全湿度領域にお
けるインピーダンス特性は不十分であり、さらに、温度
依存性や水分以外のガス（ＣＨ４、ＣＨ３０Ｈ，ＣＯ２
Ｃｏ等）にも感度があり誤差の原因となっていた。また
。
為、低湿度領域においてインピーダンス値が非常に高く
９通常の方法では湿度測定が難しいという課題があり、
酸化亜鉛や酸化錫等の半導体についても全湿度領域にお
けるインピーダンス特性は不十分であり、さらに、温度
依存性や水分以外のガス（ＣＨ４、ＣＨ３０Ｈ，ＣＯ２
Ｃｏ等）にも感度があり誤差の原因となっていた。また
。
電解質塩、セルロース、親水性ポリマー等の高分子を用
いた容量式のものは耐熱性に劣るという課題があった。
いた容量式のものは耐熱性に劣るという課題があった。
本発明は上記従来技術の課題を解決するために成された
もので、湿度のみに選択的に感度を有するとともに同一
基板上に温度補償用の温度センサを具備した湿度センサ
を提供することを目的とするものである。
もので、湿度のみに選択的に感度を有するとともに同一
基板上に温度補償用の温度センサを具備した湿度センサ
を提供することを目的とするものである。
〈課題を解決するための手段〉
上記従来技術の課題を解決する為の本発明の構成は、高
い誘電率を有する緻密なセラミックス基板と、前記基板
の一方の面の一部に形成された高い誘電率を有する多孔
質のセラミックス層と、前記多孔質セラミックス層の上
に形成されたメツシュ状の測定電極と、前記多孔質セラ
ミックス層が形成されていない部分に形成された参照電
極と。
い誘電率を有する緻密なセラミックス基板と、前記基板
の一方の面の一部に形成された高い誘電率を有する多孔
質のセラミックス層と、前記多孔質セラミックス層の上
に形成されたメツシュ状の測定電極と、前記多孔質セラ
ミックス層が形成されていない部分に形成された参照電
極と。
前記セラミックス基板の他方の面に形成された共通電極
と、前記測定電極と共通電極との間の静電容量および前
記参照電極と共通電極との間の静電容量を測定し、その
結果を演算する演算装置を具備したことを特徴とするも
のである。
と、前記測定電極と共通電極との間の静電容量および前
記参照電極と共通電極との間の静電容量を測定し、その
結果を演算する演算装置を具備したことを特徴とするも
のである。
〈実施例〉
以下１図面に基づいて本発明を説明する。第１図は本発
明の湿度センサの平面図（ａ）およびＡ（ａ）図のＡ−
Ａ断面図（ｂ）、第２図は第１図イ部の拡大断面図であ
る。これらの図において。
明の湿度センサの平面図（ａ）およびＡ（ａ）図のＡ−
Ａ断面図（ｂ）、第２図は第１図イ部の拡大断面図であ
る。これらの図において。
１は高い誘電率を有する緻密なセラミックス基板（ＰＺ
Ｔ−ＮｉＮｂ’）、２は基板１の一方の面の一部に形成
された多孔質のセラミックス層（ＰＺＴ）、４は多孔′
！！ＪＰＺＴ層２の表面にメツシュ状に形成された測定
電極、５はＰＺＴ層の近傍に形成された参照電極、６は
ＰＺＴ層２と参照電極５０周りにそれらとは非接触の状
態で形成されたガード電極、３は基板１の他方の面に形
成された共通電極、１０は測定電極２．参照電極５およ
び共通電極間に交流電圧を印加し、各電極間の容量を測
定する演算装置（ａ図では省略）である。
Ｔ−ＮｉＮｂ’）、２は基板１の一方の面の一部に形成
された多孔質のセラミックス層（ＰＺＴ）、４は多孔′
！！ＪＰＺＴ層２の表面にメツシュ状に形成された測定
電極、５はＰＺＴ層の近傍に形成された参照電極、６は
ＰＺＴ層２と参照電極５０周りにそれらとは非接触の状
態で形成されたガード電極、３は基板１の他方の面に形
成された共通電極、１０は測定電極２．参照電極５およ
び共通電極間に交流電圧を印加し、各電極間の容量を測
定する演算装置（ａ図では省略）である。
この湿度センサは
■ 基板となるＰＺ’Ｔ’−ＮＩＮｂの一方の面の一部
に参照電＠５とガードな極６を、他方の面に共通型［！
３を印刷により形成し。
に参照電＠５とガードな極６を、他方の面に共通型［！
３を印刷により形成し。
■ ＰＺＴの一方の面にメツシュ状の測定電極４を印刷
により形成し、ＰＺＴ−ＮｉＮｂに形成したガード電極
の中にメツシュ電極が形成されていない側を接合して加
圧圧着する。
により形成し、ＰＺＴ−ＮｉＮｂに形成したガード電極
の中にメツシュ電極が形成されていない側を接合して加
圧圧着する。
■ この後９００〜１２００℃で焼成するとＰｚＴ−Ｎ
ｉＮｂは焼成温度が低いので緻密になり。
ｉＮｂは焼成温度が低いので緻密になり。
Ｐ Ｚ ’Ｉ’は焼成温度が高いので多孔質となる。
上記構成の湿度センサによれば、第２図に示すように、
空気中の水分がそのときの湿度に応じて多孔質のＰＺＴ
層に吸着する。水分が吸着すると多孔質のＰＺＴ層の表
面抵抗が低下し実効的な電極面積が増加し、電極間距離
が減少する。その結果メツシュ電極と共通電極の間の静
電容量が変化（増加）する、この変化は吸着した水分に
依存するので静電容量の変化から湿度を測定することが
出来る（半導体セラミックスでは粒界にガスが吸着する
と一種のＰＥＴの様な形で導電率が変化するこのためＣ
Ｈ４，ＣＨ３０Ｈ等のガスが吸着すると抵抗が変化する
が、ＰＺＴは絶縁体なので導電性を有する水分のみに反
応する）。
空気中の水分がそのときの湿度に応じて多孔質のＰＺＴ
層に吸着する。水分が吸着すると多孔質のＰＺＴ層の表
面抵抗が低下し実効的な電極面積が増加し、電極間距離
が減少する。その結果メツシュ電極と共通電極の間の静
電容量が変化（増加）する、この変化は吸着した水分に
依存するので静電容量の変化から湿度を測定することが
出来る（半導体セラミックスでは粒界にガスが吸着する
と一種のＰＥＴの様な形で導電率が変化するこのためＣ
Ｈ４，ＣＨ３０Ｈ等のガスが吸着すると抵抗が変化する
が、ＰＺＴは絶縁体なので導電性を有する水分のみに反
応する）。
一方セラミックスの誘電率は大きな温度依存性も持って
いるので、温度変化があると静電容量の変化となり大き
な誤差となるが、この温度変化と出力の関係をあらかじ
め測定して演算装置１０に記憶しておく、そして参照電
＠５ｆｆＩ！Ｉで温度測定を行い、この測定結果で測定
電極からの値を演算装置により演算し、補正することに
より正確な湿度を知ることが出来る。
いるので、温度変化があると静電容量の変化となり大き
な誤差となるが、この温度変化と出力の関係をあらかじ
め測定して演算装置１０に記憶しておく、そして参照電
＠５ｆｆＩ！Ｉで温度測定を行い、この測定結果で測定
電極からの値を演算装置により演算し、補正することに
より正確な湿度を知ることが出来る。
〈発明の効果〉
以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によれ
ば、高い誘電率を有する緻密なセラミクス基板と、前記
基板の一方の面の一部に形成さッれた高い誘電率を有す
る多孔質のセラミックス層と、前記多孔質セラミックス
層の上に形成されたメツシュ状の測定電極と、前記多孔
質セラミックス層が形成されていない部分に形成された
参照電極と、前記セラミックス基板の他方の面に形成さ
れた共通電極と、前記測定電極と共通電極との間の静電
容量および前記参照電極と共通電極との間の静電容量を
測定し、その結果を演算する演算装置を設けたので、湿
度のみに選択的に感度を有するとともに温度補償が可能
となり、精度の高い湿度センサを実現することが出来る
。
ば、高い誘電率を有する緻密なセラミクス基板と、前記
基板の一方の面の一部に形成さッれた高い誘電率を有す
る多孔質のセラミックス層と、前記多孔質セラミックス
層の上に形成されたメツシュ状の測定電極と、前記多孔
質セラミックス層が形成されていない部分に形成された
参照電極と、前記セラミックス基板の他方の面に形成さ
れた共通電極と、前記測定電極と共通電極との間の静電
容量および前記参照電極と共通電極との間の静電容量を
測定し、その結果を演算する演算装置を設けたので、湿
度のみに選択的に感度を有するとともに温度補償が可能
となり、精度の高い湿度センサを実現することが出来る
。
第１図は本発明の湿度センサの平面図（ａ）および（ａ
）図のＡ−Ａ断面図（ｂ）、第２図は第１図イ部の拡大
断面図である。 １・・・緻密なセラミックス基板、２・・・多孔質層、
３・・・共通電極、４・・・測定電極、５・・・参照電
極、６・・・ガード電極、 １０・・・演算装置。 パ１・・Ｊ−１ 代理人 弁理士 小 沢 信 ［７７’ｆＨ”：ｉゝ始
・パ□ ＼、−ｈ １１図 ｌ イ ■２図
）図のＡ−Ａ断面図（ｂ）、第２図は第１図イ部の拡大
断面図である。 １・・・緻密なセラミックス基板、２・・・多孔質層、
３・・・共通電極、４・・・測定電極、５・・・参照電
極、６・・・ガード電極、 １０・・・演算装置。 パ１・・Ｊ−１ 代理人 弁理士 小 沢 信 ［７７’ｆＨ”：ｉゝ始
・パ□ ＼、−ｈ １１図 ｌ イ ■２図
Claims (1)
- 高い誘電率を有する緻密なセラミックス基板と，前記
基板の一方の面の一部に形成された高い誘電率を有する
多孔質のセラミックス層と，前記多孔質セラミックス層
の上に形成されたメッシュ状の測定電極と，前記多孔質
セラミックス層が形成されていない部分に形成された参
照電極と，前記セラミックス基板の他方の面に形成され
た共通電極と，前記測定電極と共通電極との間の静電容
量および前記参照電極と共通電極との間の静電容量を測
定し，その結果を演算する演算装置を具備したことを特
徴とするセラミックス湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63122873A JPH0781974B2 (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | セラミックス湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63122873A JPH0781974B2 (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | セラミックス湿度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01292244A true JPH01292244A (ja) | 1989-11-24 |
| JPH0781974B2 JPH0781974B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=14846739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63122873A Expired - Lifetime JPH0781974B2 (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | セラミックス湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781974B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994008247A1 (en) * | 1992-09-29 | 1994-04-14 | Prospects Corporation | Capacitive moisture sensor |
| JPH06180298A (ja) * | 1992-12-14 | 1994-06-28 | Kajima Corp | 含水率測定装置 |
| JPH11142361A (ja) * | 1997-11-11 | 1999-05-28 | Ohbayashi Corp | 含水率の計測方法 |
| JP2005201753A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Kett Electric Laboratory | 水分検出ユニット及び水分測定装置 |
| JP2005353565A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-12-22 | Fujikura Ltd | ハイブリッドセンサ及び静電容量式近接センサ |
| JP2006133191A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Nippon Soken Inc | 静電容量式湿度センサ |
| JP2006145413A (ja) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Fujikura Ltd | 静電容量式近接センサ |
| US7971482B2 (en) | 2007-04-20 | 2011-07-05 | Denso Corporation | Humidity sensor |
| JP2018128428A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 新日本無線株式会社 | 静電容量型湿度センサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4501320B2 (ja) * | 2001-07-16 | 2010-07-14 | 株式会社デンソー | 容量式湿度センサ |
-
1988
- 1988-05-19 JP JP63122873A patent/JPH0781974B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994008247A1 (en) * | 1992-09-29 | 1994-04-14 | Prospects Corporation | Capacitive moisture sensor |
| US5402075A (en) * | 1992-09-29 | 1995-03-28 | Prospects Corporation | Capacitive moisture sensor |
| JPH06180298A (ja) * | 1992-12-14 | 1994-06-28 | Kajima Corp | 含水率測定装置 |
| JPH11142361A (ja) * | 1997-11-11 | 1999-05-28 | Ohbayashi Corp | 含水率の計測方法 |
| JP2005201753A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Kett Electric Laboratory | 水分検出ユニット及び水分測定装置 |
| JP2005353565A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-12-22 | Fujikura Ltd | ハイブリッドセンサ及び静電容量式近接センサ |
| JP2006133191A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Nippon Soken Inc | 静電容量式湿度センサ |
| JP2006145413A (ja) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Fujikura Ltd | 静電容量式近接センサ |
| US7971482B2 (en) | 2007-04-20 | 2011-07-05 | Denso Corporation | Humidity sensor |
| JP2018128428A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 新日本無線株式会社 | 静電容量型湿度センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0781974B2 (ja) | 1995-09-06 |
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