JPH0218310B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0218310B2 JPH0218310B2 JP61056226A JP5622686A JPH0218310B2 JP H0218310 B2 JPH0218310 B2 JP H0218310B2 JP 61056226 A JP61056226 A JP 61056226A JP 5622686 A JP5622686 A JP 5622686A JP H0218310 B2 JPH0218310 B2 JP H0218310B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moisture
- humidity
- sensitive body
- temperature
- shows
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
〔産業上の用分野〕
本発明は、強誘電性を示す組成領域内（Pb，
La）（Zr，Ti）O3焼結体よりなり、湿度の変化
に応じて電気容量値の変化する感湿体に関するも
のである。 〔従来の技術〕 従来、雰囲気中の湿度に感応して電気抵抗値が
変化する感湿体としてAl2O3、ZrSiO4、
MgAl2O4、MgCr2O4、Cr2O4、Fe2O3、TiO2等
の金属酸化物の多孔質体やLiCl飽和溶液等の電解
質塩、或いはセルロースや疎水ポリマーと親水ポ
リマーとの共重合ポリマー等の有機物系ものがあ
る。 また、湿度の変化により電気容量値が変化する
ものとして有機ポリマー＋FET型、薄膜Al2O3及
びTa2O5−MnO2型感湿体等が開発されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、湿度に感応して抵抗値が変化す
る金属酸化物は、熱的、化学的安定性に優れ、多
孔質焼結体を容易に得られるという感湿体として
の利点を有しているものの、湿度変化に対する電
気抵抗値変化特性における温度対湿度の係数が、
全温度−湿度領域で変化し、そのため温度補正回
路が複雑となり精度も悪くなる欠点がある。 これに対し電気容量値が湿度に応じて変化する
特性をもつ感湿体は、一般に温度対湿度の係数が
温度又は湿度に依存しない利点があるが、主流の
有機系材料の感湿体は経時変化、使用温度等の安
定性に欠けている。また、無機系材料の感湿体は
その構造、形状の複雑さの点から製造等にかなり
の工夫を必要とする。 この様に従来の材質は各種それぞれに一面にお
ける欠点を有していた。 発明は上記問題点を解決するためのもので、感
湿体の調製、感湿素子の構成が簡単であり、検出
感度が高く、温度特性に優れ、経時変化も小さく
安定した感湿体を提供することを目的とる。 〔問題点を解決するための手段〕 そのために本発明は、基本組成が （Pb1-xLax）（ZryTi1-y）1-x/4O3，０＜Ｘ≦
0.25，０＜ｙ＜１ なる強誘電性金属酸化物の焼結体を主成分とする
感湿体を特徴とする。 〔作 用〕 本発明は、基本組成が （Pb1-xLax）（ZryTi1-y）1-x/4O3，０＜Ｘ≦
0.25，０＜ｙ＜１ なる強誘電性金属酸化物を主成分とする仮焼品及
び焼結品を粉砕し、粉砕して得た感湿体を成形し
た後、厚さ0.5mm，３×３mmの板状に加工し、200
〜800℃で熱処理し、両面に対向電極を構成した
サンドウイチ型、感湿体を櫛型電極上に構成した
表面型、或いは感湿体を一対の電極をもつ容器に
充填しその一面を透湿性膜で包み構成した電極挿
入型に形成する。この感湿体は温度対湿度の係数
が全温度−湿度領域で一定であり、かつ経時変化
も小さく安定である。また、ヒステリシス及び急
激な吸湿、脱湿時の応答性も商品化しているもの
に劣らない。 〔実施例〕 以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。 第１表に示す割合で酸化鉛、酸化ランタン、酸
化ジルコニウム、酸化チタンを配合後、振動ミル
を用い粉砕混練、乾燥、仮焼の操作で感湿体の仮
焼品原料が得られる。仮焼品を更に1000Kg／cm2で
圧縮成形し、O2、PbO雰囲気中、1150℃で20〜
40時間常圧焼結する。その焼成品を粉砕機を用い
て粉砕し、乾燥したものを感湿体原料とする。
La）（Zr，Ti）O3焼結体よりなり、湿度の変化
に応じて電気容量値の変化する感湿体に関するも
のである。 〔従来の技術〕 従来、雰囲気中の湿度に感応して電気抵抗値が
変化する感湿体としてAl2O3、ZrSiO4、
MgAl2O4、MgCr2O4、Cr2O4、Fe2O3、TiO2等
の金属酸化物の多孔質体やLiCl飽和溶液等の電解
質塩、或いはセルロースや疎水ポリマーと親水ポ
リマーとの共重合ポリマー等の有機物系ものがあ
る。 また、湿度の変化により電気容量値が変化する
ものとして有機ポリマー＋FET型、薄膜Al2O3及
びTa2O5−MnO2型感湿体等が開発されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、湿度に感応して抵抗値が変化す
る金属酸化物は、熱的、化学的安定性に優れ、多
孔質焼結体を容易に得られるという感湿体として
の利点を有しているものの、湿度変化に対する電
気抵抗値変化特性における温度対湿度の係数が、
全温度−湿度領域で変化し、そのため温度補正回
路が複雑となり精度も悪くなる欠点がある。 これに対し電気容量値が湿度に応じて変化する
特性をもつ感湿体は、一般に温度対湿度の係数が
温度又は湿度に依存しない利点があるが、主流の
有機系材料の感湿体は経時変化、使用温度等の安
定性に欠けている。また、無機系材料の感湿体は
その構造、形状の複雑さの点から製造等にかなり
の工夫を必要とする。 この様に従来の材質は各種それぞれに一面にお
ける欠点を有していた。 発明は上記問題点を解決するためのもので、感
湿体の調製、感湿素子の構成が簡単であり、検出
感度が高く、温度特性に優れ、経時変化も小さく
安定した感湿体を提供することを目的とる。 〔問題点を解決するための手段〕 そのために本発明は、基本組成が （Pb1-xLax）（ZryTi1-y）1-x/4O3，０＜Ｘ≦
0.25，０＜ｙ＜１ なる強誘電性金属酸化物の焼結体を主成分とする
感湿体を特徴とする。 〔作 用〕 本発明は、基本組成が （Pb1-xLax）（ZryTi1-y）1-x/4O3，０＜Ｘ≦
0.25，０＜ｙ＜１ なる強誘電性金属酸化物を主成分とする仮焼品及
び焼結品を粉砕し、粉砕して得た感湿体を成形し
た後、厚さ0.5mm，３×３mmの板状に加工し、200
〜800℃で熱処理し、両面に対向電極を構成した
サンドウイチ型、感湿体を櫛型電極上に構成した
表面型、或いは感湿体を一対の電極をもつ容器に
充填しその一面を透湿性膜で包み構成した電極挿
入型に形成する。この感湿体は温度対湿度の係数
が全温度−湿度領域で一定であり、かつ経時変化
も小さく安定である。また、ヒステリシス及び急
激な吸湿、脱湿時の応答性も商品化しているもの
に劣らない。 〔実施例〕 以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。 第１表に示す割合で酸化鉛、酸化ランタン、酸
化ジルコニウム、酸化チタンを配合後、振動ミル
を用い粉砕混練、乾燥、仮焼の操作で感湿体の仮
焼品原料が得られる。仮焼品を更に1000Kg／cm2で
圧縮成形し、O2、PbO雰囲気中、1150℃で20〜
40時間常圧焼結する。その焼成品を粉砕機を用い
て粉砕し、乾燥したものを感湿体原料とする。
【表】
ｘ＝0.09，ｙ＝0.65，１−ｙ＝0.35の感湿体原
料を圧縮機により加圧力00Kg／cm2で、厚さ0.5mm、
径20mmの成形体を作る。これを３×３mmに切出し
第２表に示す条件200℃、400℃、600℃、800℃各
２時間熱処理し、感湿体とした。
料を圧縮機により加圧力00Kg／cm2で、厚さ0.5mm、
径20mmの成形体を作る。これを３×３mmに切出し
第２表に示す条件200℃、400℃、600℃、800℃各
２時間熱処理し、感湿体とした。
【表】
第１図はこのような感湿体に電極とリード線を
取り付けて構成した感温素子の斜視図で、それぞ
れ同図Ａはサンドイツチ型、同図Ｂは表面型、同
図Ｃは電極挿入型の感湿素子を示す図である。図
中、１は感湿体、２は電極、３はリード線、４は
基板、５は容器、６は透湿膜である。 第１図Ａの感湿素子では、板状に加工した感湿
体１の表面にAuを蒸着して電極を構成してこれ
にリード線３を取り付けている。Au電極２は透
湿性があり、感湿体１は電極２を通して吸湿し、
リード線３を通して電極間容量を測定することに
より湿度を測定することができる。 第１図Ｂの感湿素子では、絶縁体基板４上に櫛
型電極２を形成し、この上に感湿体１を構成す
る。感湿体１は直接雰囲気に触れて吸湿し、図Ａ
の場合と同様にリード線３を通して電極間容量を
測定することにより湿度を測定することができ
る。 第１図Ｃの感湿素子では、電極２を中に設けた
絶縁性の箱状容器５に感湿体１を充填し、容器５
の一面を透湿性膜６で包んでいる。感湿体１は透
湿性膜６を通して吸湿し、図Ａの場合と同様にリ
ード線３を通して電極間容量を測定することによ
り湿度を測定することができる。 第２図はこうして作成した感湿素子の雰囲気温
度30℃、測定周波数1KHzにおける相対湿度０〜
90％対電気容量値の関係を示す。 この図より試料No.１の特性は湿度０〜90％RH
に対応して電気容量値が大く変化しており、検出
感度が高い。 第３図は相対湿度０〜95％対各電気容量と相対
湿度０％における電気容量との差の対数値の関係
を示す。 各試料とも30〜95％の範囲でよい直線性を示し
ている。 第４図は試料No.１の20〜90％の各相対湿度にお
ける測定雰囲気温度対電気容量値の関係を示し、
第５図は試料No.１の30〜45℃の各測定雰囲気温度
における相対湿度対電気容量値の関係を示す。 第４図、第５図より、得られた直線の傾きが温
度又は湿度により変化しないことが認められ、こ
の感湿体の温度対湿度の係数が全温度−湿度領域
で一定していることが分かる。その温度係数は６
％RH／10℃である。 第６図は、雰囲気温度30℃での電気容量値の０
〜90％の各相対湿度における経時変化を示す。 図より経時変化が小さく安定していることが分
かる。また、この感湿体のヒステリシス及び急激
な吸湿、脱湿時の応答性は商品化されている感湿
体に劣らない。 試料No.２、No.３についても試料No.１と同様に、
％RH対log（Ｃ−C0）の関係の傾きは温度に依存
せず一定であり、温度係数は６％RH／10℃であ
る。また試料No.４についても各温度での％RH対
log（Ｃ−C0）は良い直線性を示し、低温度側で若
干傾きが大きくなる傾向が見られるものの、湿度
センサとしては充分許容できる程度ものである。
なお、経時変化は、全ての試料で３日後に安定と
なり、その後は殆ど変化は認められない。 〔比較例〕 焼結体の比誘電率600程度で、基本組成 （Pb1-xLax）（ZryTi1-y）1-x/4O3 ｘ＝０，ｙ＝0.65，１−ｙ＝0.35とｘ＝０，ｙ
＝0.35，１−ｙ＝0.65の場合について、実施例の
場合と同様に成形体を作り、第３表に示すように
400℃、600℃各２時間熱処理して感湿体とし、こ
れに電極Au設けて第１図Ａのように構成した。
取り付けて構成した感温素子の斜視図で、それぞ
れ同図Ａはサンドイツチ型、同図Ｂは表面型、同
図Ｃは電極挿入型の感湿素子を示す図である。図
中、１は感湿体、２は電極、３はリード線、４は
基板、５は容器、６は透湿膜である。 第１図Ａの感湿素子では、板状に加工した感湿
体１の表面にAuを蒸着して電極を構成してこれ
にリード線３を取り付けている。Au電極２は透
湿性があり、感湿体１は電極２を通して吸湿し、
リード線３を通して電極間容量を測定することに
より湿度を測定することができる。 第１図Ｂの感湿素子では、絶縁体基板４上に櫛
型電極２を形成し、この上に感湿体１を構成す
る。感湿体１は直接雰囲気に触れて吸湿し、図Ａ
の場合と同様にリード線３を通して電極間容量を
測定することにより湿度を測定することができ
る。 第１図Ｃの感湿素子では、電極２を中に設けた
絶縁性の箱状容器５に感湿体１を充填し、容器５
の一面を透湿性膜６で包んでいる。感湿体１は透
湿性膜６を通して吸湿し、図Ａの場合と同様にリ
ード線３を通して電極間容量を測定することによ
り湿度を測定することができる。 第２図はこうして作成した感湿素子の雰囲気温
度30℃、測定周波数1KHzにおける相対湿度０〜
90％対電気容量値の関係を示す。 この図より試料No.１の特性は湿度０〜90％RH
に対応して電気容量値が大く変化しており、検出
感度が高い。 第３図は相対湿度０〜95％対各電気容量と相対
湿度０％における電気容量との差の対数値の関係
を示す。 各試料とも30〜95％の範囲でよい直線性を示し
ている。 第４図は試料No.１の20〜90％の各相対湿度にお
ける測定雰囲気温度対電気容量値の関係を示し、
第５図は試料No.１の30〜45℃の各測定雰囲気温度
における相対湿度対電気容量値の関係を示す。 第４図、第５図より、得られた直線の傾きが温
度又は湿度により変化しないことが認められ、こ
の感湿体の温度対湿度の係数が全温度−湿度領域
で一定していることが分かる。その温度係数は６
％RH／10℃である。 第６図は、雰囲気温度30℃での電気容量値の０
〜90％の各相対湿度における経時変化を示す。 図より経時変化が小さく安定していることが分
かる。また、この感湿体のヒステリシス及び急激
な吸湿、脱湿時の応答性は商品化されている感湿
体に劣らない。 試料No.２、No.３についても試料No.１と同様に、
％RH対log（Ｃ−C0）の関係の傾きは温度に依存
せず一定であり、温度係数は６％RH／10℃であ
る。また試料No.４についても各温度での％RH対
log（Ｃ−C0）は良い直線性を示し、低温度側で若
干傾きが大きくなる傾向が見られるものの、湿度
センサとしては充分許容できる程度ものである。
なお、経時変化は、全ての試料で３日後に安定と
なり、その後は殆ど変化は認められない。 〔比較例〕 焼結体の比誘電率600程度で、基本組成 （Pb1-xLax）（ZryTi1-y）1-x/4O3 ｘ＝０，ｙ＝0.65，１−ｙ＝0.35とｘ＝０，ｙ
＝0.35，１−ｙ＝0.65の場合について、実施例の
場合と同様に成形体を作り、第３表に示すように
400℃、600℃各２時間熱処理して感湿体とし、こ
れに電極Au設けて第１図Ａのように構成した。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、感湿体の調製及び感湿素子の構成が容易であ
り、湿度を電気容量値で検出するタイプの感湿体
として、検出感度が高く、湿度対電気容量値が直
線関係を示し、温度対湿度の係数が全温度−湿度
領域で一定しているものが得られ、従つて、温度
補正回路等が簡素化され、精度が向上する。さら
に、経時変化も小さく安定した感湿体となし得る
ので、その工業的価値は大なるものである。
ば、感湿体の調製及び感湿素子の構成が容易であ
り、湿度を電気容量値で検出するタイプの感湿体
として、検出感度が高く、湿度対電気容量値が直
線関係を示し、温度対湿度の係数が全温度−湿度
領域で一定しているものが得られ、従つて、温度
補正回路等が簡素化され、精度が向上する。さら
に、経時変化も小さく安定した感湿体となし得る
ので、その工業的価値は大なるものである。
第１図は感湿素子の斜視図で、同図Ａはサンド
イツチ型、、同図Ｂは表面型、同図Ｃは電極挿入
型の感湿素子を示す図、第２図は相対湿度対電気
容量値の関係を示す図、第３図は相対湿度対各電
気容量と相対湿度０％における電気容量との差の
対数値の関係を示す図、第４図は試料No.１の20〜
90％の各相対湿度における測定雰囲気温度対電気
容量値の関係を示す図、第５図は試料No.１の30〜
45℃の各測定雰囲気温度における相対湿度対電気
容量値の関係を示す図、第６図は雰囲気温度30℃
での電気容量値の０〜90％の各相対湿度における
経時変化を示す図、第７図は相対湿度０〜90％対
電気容量値の関係を示す図、第８図は相対湿度対
各電気容量と相対湿度０％における電気容量との
差の対数値の関係を示す図である。 １……感湿体、２……電極、３……リード線、
４……基板、５……容器、６……透湿膜。
イツチ型、、同図Ｂは表面型、同図Ｃは電極挿入
型の感湿素子を示す図、第２図は相対湿度対電気
容量値の関係を示す図、第３図は相対湿度対各電
気容量と相対湿度０％における電気容量との差の
対数値の関係を示す図、第４図は試料No.１の20〜
90％の各相対湿度における測定雰囲気温度対電気
容量値の関係を示す図、第５図は試料No.１の30〜
45℃の各測定雰囲気温度における相対湿度対電気
容量値の関係を示す図、第６図は雰囲気温度30℃
での電気容量値の０〜90％の各相対湿度における
経時変化を示す図、第７図は相対湿度０〜90％対
電気容量値の関係を示す図、第８図は相対湿度対
各電気容量と相対湿度０％における電気容量との
差の対数値の関係を示す図である。 １……感湿体、２……電極、３……リード線、
４……基板、５……容器、６……透湿膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基本組成が （Pb1-xLax）（ZryTi1-y）1-x/4O3，０＜Ｘ≦
0.25，０＜ｙ＜１ なる強誘電性金属酸化物の焼結体を主成分とする
感湿体。 ２ 前記強誘電性金属酸化物の焼結体の比誘電率
が1000以上である特許請求の範囲第１項記載の感
湿体。 ３ 前記感湿体は、板状に加工され、その両面に
対向して一対の電極が設けられている特許請求の
範囲第１項記載の感湿体。 ４ 前記感湿体は、板状に加工され、基板上に形
成された櫛型電極上に設けられている特許請求の
範囲第１項記載の感湿体。 ５ 前記感湿体は、一対の電極を有する容器に充
填され、前記容器の一面は透湿性膜で覆われてい
る特許請求の範囲第１項記載の感湿体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61056226A JPS62216963A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 感湿体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61056226A JPS62216963A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 感湿体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216963A JPS62216963A (ja) | 1987-09-24 |
| JPH0218310B2 true JPH0218310B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=13021188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61056226A Granted JPS62216963A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 感湿体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62216963A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4674529B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2011-04-20 | 株式会社デンソー | 湿度センサ装置及びその製造方法 |
| JP7751984B2 (ja) * | 2020-04-28 | 2025-10-09 | 北陸電気工業株式会社 | 抵抗式湿度センサ及び抵抗式湿度センサの製造方法 |
-
1986
- 1986-03-14 JP JP61056226A patent/JPS62216963A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216963A (ja) | 1987-09-24 |
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