JPH02216442A - 湿度測定装置 - Google Patents
湿度測定装置Info
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- JPH02216442A JPH02216442A JP1045600A JP4560089A JPH02216442A JP H02216442 A JPH02216442 A JP H02216442A JP 1045600 A JP1045600 A JP 1045600A JP 4560089 A JP4560089 A JP 4560089A JP H02216442 A JPH02216442 A JP H02216442A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
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- G01N25/62—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by psychrometric means, e.g. wet-and-dry bulb thermometers
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- 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
-
- G—PHYSICS
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- 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
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、抵抗値変化型の湿度センサを用いて相対湿度
の測定を行なう湿度測定装置に関する。
の測定を行なう湿度測定装置に関する。
［従来の技術］
従来、抵抗値変化型のセンサを用いて湿度測定を行なう
電子湿度計として、特開昭５８−１５１３４（電子湿度
計）に開示された方法などが知られていた。
電子湿度計として、特開昭５８−１５１３４（電子湿度
計）に開示された方法などが知られていた。
［発明が解決しようとする課題］
前述の電子湿度計の装置構成を利用すれば、−見湿度の
測定も可能と思われるが、湿度センサは、長時間に渡っ
て一方向に電流を流すと電気分解等を起こしてしまい、
感湿特性が変化してしまうので正確な湿度測定を長期間
に渡って実現することが出来なかった。また湿度センサ
は特性のばらつきが大きく、測定装置の調整に手間がか
かり高価なものが多い。
測定も可能と思われるが、湿度センサは、長時間に渡っ
て一方向に電流を流すと電気分解等を起こしてしまい、
感湿特性が変化してしまうので正確な湿度測定を長期間
に渡って実現することが出来なかった。また湿度センサ
は特性のばらつきが大きく、測定装置の調整に手間がか
かり高価なものが多い。
そこで本発明はこのような問題点を解決するためのもの
で、長期間に渡って正確な湿度測定を実現することが可
能な湿度測定装置を低価格で提供することを目的とする
。
で、長期間に渡って正確な湿度測定を実現することが可
能な湿度測定装置を低価格で提供することを目的とする
。
［課題を解決するための手段］
本発明の湿度測定装置は、第１図の全体構成図に示すよ
うに （ａ）湿度変化によってインピーダンスが変化する湿度
センサ１０１ （ｂ）抵抗値が既知の基準抵抗１０２ （ｃ）容量が既知の基準コンデンサ１０３（ｄ）前記基
準コンデンサに、前記基準抵抗か前記湿度センサかのい
ずれかを直列接続して直流電源からの充電を行なう充電
切換手段１０４（ｅ）前記基準コンデンサの端子間電圧
の高低（Ｈ，Ｌ）を判別する電圧判別手段１０５（ｆ）
前記電圧判別手段の出力に応じて、前記基準コンデンサ
の充電と、前記基準コンデンサの放電との切換を行なう
充放電切換手段１０１０６（前記基準コンデンサの放電
時に、前記基準コンデンサの負荷抵抗となる放電抵抗１
０７（ｈ）一定周期毎に前記湿度センサの接続方向を切
換て前記基準コンデンサの充電時に前記湿度センサに流
れる電流の向きを反転させるセンサ方向切換手段１０８ （ｉ）一定時間内の、前記基準コンデンサの充放電の繰
り返し回数をカウントする発振回数カウント手段１０９ （ｊ）前記基準抵抗を接続して前記基準コンデンサに充
電した場合の充放電の繰り返し回数と、前記湿度センサ
を接続して前記基準コンデンサに充電した場合の充放電
の繰り返し回数とから前記湿度センサの抵抗値を計算す
る湿度センサ抵抗値計算手段１１０ （ｋ）前記湿度センサ抵抗値決定手段によって得られた
湿度センサの抵抗値から、湿度を決定する湿度決定手段
１１１を備えたことを特徴とする。
うに （ａ）湿度変化によってインピーダンスが変化する湿度
センサ１０１ （ｂ）抵抗値が既知の基準抵抗１０２ （ｃ）容量が既知の基準コンデンサ１０３（ｄ）前記基
準コンデンサに、前記基準抵抗か前記湿度センサかのい
ずれかを直列接続して直流電源からの充電を行なう充電
切換手段１０４（ｅ）前記基準コンデンサの端子間電圧
の高低（Ｈ，Ｌ）を判別する電圧判別手段１０５（ｆ）
前記電圧判別手段の出力に応じて、前記基準コンデンサ
の充電と、前記基準コンデンサの放電との切換を行なう
充放電切換手段１０１０６（前記基準コンデンサの放電
時に、前記基準コンデンサの負荷抵抗となる放電抵抗１
０７（ｈ）一定周期毎に前記湿度センサの接続方向を切
換て前記基準コンデンサの充電時に前記湿度センサに流
れる電流の向きを反転させるセンサ方向切換手段１０８ （ｉ）一定時間内の、前記基準コンデンサの充放電の繰
り返し回数をカウントする発振回数カウント手段１０９ （ｊ）前記基準抵抗を接続して前記基準コンデンサに充
電した場合の充放電の繰り返し回数と、前記湿度センサ
を接続して前記基準コンデンサに充電した場合の充放電
の繰り返し回数とから前記湿度センサの抵抗値を計算す
る湿度センサ抵抗値計算手段１１０ （ｋ）前記湿度センサ抵抗値決定手段によって得られた
湿度センサの抵抗値から、湿度を決定する湿度決定手段
１１１を備えたことを特徴とする。
（２）前記湿度センサが、多層薄膜電極を形成した絶縁
性基板上に炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜（主感
湿膜）を形成した構造であることを特徴とする。
性基板上に炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜（主感
湿膜）を形成した構造であることを特徴とする。
（３）前記主感湿膜の原料に、４ ｗ ｔ％以下の炭素
粒子を含むゾルを用いることを特徴とする。
粒子を含むゾルを用いることを特徴とする。
［実施例］
以下本発明の１実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第２図は、本発明の湿度測定装置の回路構成図である。
第２図において、湿度センサ１０１は、湿度の変化によ
ってインピーダンスが変化する特性を有する。湿度セン
サの両端には、アナログスイッチ２０８ａ、２０８ｂが
センサ方向切換手段として設けられている。基準コンデ
ンサ１０３の端子には、アナログスイッチ２０６が充放
電切換手段として設けられている。湿度測定の方法は、
まず、充電切換手段として設けたアナログスイッチ２０
４で基準抵抗１０２を選択し回路の接続状態を第４図の
ようにする０時間とともに基準コンデンサ１０３の端子
間電圧Ｖｃは増加していく。この時、充放電切換手段で
あるアナログスイッチ２０６は、充電を選択し、接続状
態は第４図の様になっている。基準コンデンサ１０３に
接続された電圧判別手段はヒステリシスを持った論理反
転ゲート２０５で、第７図に示すように、Ｖｃが論理反
転ゲート２０５の上側しきい値ＶＨに達すると出力Ｖａ
がＬレベルになりアナログスイッチ２０６が放電を選択
する。放電の時の回路の接続状態は、第５図のようにな
り、基準コンデンサは１０３は、放電抵抗１０７に接続
され、Ｖｃは時間とともに減少していく。第７図に示す
ように、Ｖｃが論理反転ゲート２０５の下側しきい値Ｖ
Ｌまで下がるとＶａがＨレベルになりアナログスイッチ
２０６は充電を選択し、以下、充電放電を繰り返す。こ
の時、予め設定された一定の時間Ｔの間に、基準コンデ
ンサ１０３の充電放電が何回繰り返されたかを、発振回
数カウント手段１０９によってカウントする０本実施例
では、ＣＰＵ２０９．ＲＯＭ２１０、ＲＡＭ２１１等か
ら構成されたマイクロコンピュータ２１２によってカウ
ントしている６以上のように基準抵抗が選択されたとき
のカウント回数をＮとする。つぎにアナログスイッチ２
０４で湿度センサ１０１を選択して、回路の接続状態を
第６図のようにする。基準抵抗の場合と同様に基準コン
デンサ１０３の充電放電を繰り返し行ない、マイクロコ
ンピュータによって繰り返し回数をカウントする。この
時のカウント回数をＮｓとする。ここで、センサ方向切
換手段として設けたアナログスイッチ２０８は充電時の
湿度センサの接続方向を切換るためのものである。具体
的には、第２図に示すようにフリップフロップ２１３に
よる分周回路によってアナログスイッチ２０８ ａ。
ってインピーダンスが変化する特性を有する。湿度セン
サの両端には、アナログスイッチ２０８ａ、２０８ｂが
センサ方向切換手段として設けられている。基準コンデ
ンサ１０３の端子には、アナログスイッチ２０６が充放
電切換手段として設けられている。湿度測定の方法は、
まず、充電切換手段として設けたアナログスイッチ２０
４で基準抵抗１０２を選択し回路の接続状態を第４図の
ようにする０時間とともに基準コンデンサ１０３の端子
間電圧Ｖｃは増加していく。この時、充放電切換手段で
あるアナログスイッチ２０６は、充電を選択し、接続状
態は第４図の様になっている。基準コンデンサ１０３に
接続された電圧判別手段はヒステリシスを持った論理反
転ゲート２０５で、第７図に示すように、Ｖｃが論理反
転ゲート２０５の上側しきい値ＶＨに達すると出力Ｖａ
がＬレベルになりアナログスイッチ２０６が放電を選択
する。放電の時の回路の接続状態は、第５図のようにな
り、基準コンデンサは１０３は、放電抵抗１０７に接続
され、Ｖｃは時間とともに減少していく。第７図に示す
ように、Ｖｃが論理反転ゲート２０５の下側しきい値Ｖ
Ｌまで下がるとＶａがＨレベルになりアナログスイッチ
２０６は充電を選択し、以下、充電放電を繰り返す。こ
の時、予め設定された一定の時間Ｔの間に、基準コンデ
ンサ１０３の充電放電が何回繰り返されたかを、発振回
数カウント手段１０９によってカウントする０本実施例
では、ＣＰＵ２０９．ＲＯＭ２１０、ＲＡＭ２１１等か
ら構成されたマイクロコンピュータ２１２によってカウ
ントしている６以上のように基準抵抗が選択されたとき
のカウント回数をＮとする。つぎにアナログスイッチ２
０４で湿度センサ１０１を選択して、回路の接続状態を
第６図のようにする。基準抵抗の場合と同様に基準コン
デンサ１０３の充電放電を繰り返し行ない、マイクロコ
ンピュータによって繰り返し回数をカウントする。この
時のカウント回数をＮｓとする。ここで、センサ方向切
換手段として設けたアナログスイッチ２０８は充電時の
湿度センサの接続方向を切換るためのものである。具体
的には、第２図に示すようにフリップフロップ２１３に
よる分周回路によってアナログスイッチ２０８ ａ。
２０８ｂを制御する。便宜上湿度センサ１０１の２個の
端子をａ、 ｂとすると、第７図に示すように充電放
電の繰り返し毎に湿度センサ１０１に流れる電流の方向
が切換わる。この切換は、湿度センサ１０１の電気分解
等を避けるために必要な機能で、従来の問題点を解決す
るための極めて効果的な機能である。
端子をａ、 ｂとすると、第７図に示すように充電放
電の繰り返し毎に湿度センサ１０１に流れる電流の方向
が切換わる。この切換は、湿度センサ１０１の電気分解
等を避けるために必要な機能で、従来の問題点を解決す
るための極めて効果的な機能である。
以上のようにして求めたＮ、Ｎｓと基準抵抗１゜２の抵
抗値Ｒｎから湿度センサ１０１の抵抗値Ｒｓが次式によ
って計算される。
抗値Ｒｎから湿度センサ１０１の抵抗値Ｒｓが次式によ
って計算される。
Ｔ＝Ｎ （Ｔｎｃ十Ｔｄ）＝Ｎｓ （Ｔｓｃ＋Ｔｄ
）ここで、放電抵抗の抵抗値Ｒｄを、Ｒｎ、 Ｒｓに
比べ充分小さく設定すると、 Ｒｓ ＝ （Ｎ／Ｎ５）Ｒｎ （１）
Ｔ ｎｃ＞ ＞ Ｔｄ’、’Ｔｎｃ＞ ＞ Ｔ ｄ以下
、式（１）を簡単に説明する。
）ここで、放電抵抗の抵抗値Ｒｄを、Ｒｎ、 Ｒｓに
比べ充分小さく設定すると、 Ｒｓ ＝ （Ｎ／Ｎ５）Ｒｎ （１）
Ｔ ｎｃ＞ ＞ Ｔｄ’、’Ｔｎｃ＞ ＞ Ｔ ｄ以下
、式（１）を簡単に説明する。
基準抵抗１０２を用いたときの充電時間をＴｎｃ、湿度
センサ１０１を用いたときの充電時間をＴｓｃ、放電時
間をＴｄ、基準抵抗１０２の抵抗値をＲｎ、放電抵抗１
０７の抵抗値をＲｄ、基準コンデンサ１０３の容量をＣ
とすると、以下の３式が成り立つ。
センサ１０１を用いたときの充電時間をＴｓｃ、放電時
間をＴｄ、基準抵抗１０２の抵抗値をＲｎ、放電抵抗１
０７の抵抗値をＲｄ、基準コンデンサ１０３の容量をＣ
とすると、以下の３式が成り立つ。
Ｔｎｃ ＝ ＣＲｎ−１ｎ［（Ｖ−ＶＬ）／（Ｖ−
Ｖ［（）］Ｔｓｃ ＝ ＣＲ５−１ｎ［（Ｖ−ＶＬ
）／（Ｖ−ＶＨ）］Ｔｄ ＝ ＣＲｄ−１ｎ（Ｖ
）（／ＶＬ）ここで、Ｎ、Ｎｓの定義より次式が成り立
つ。
Ｖ［（）］Ｔｓｃ ＝ ＣＲ５−１ｎ［（Ｖ−ＶＬ
）／（Ｖ−ＶＨ）］Ｔｄ ＝ ＣＲｄ−１ｎ（Ｖ
）（／ＶＬ）ここで、Ｎ、Ｎｓの定義より次式が成り立
つ。
ゆえに次式が成り立つ。
ＮＴｎｃ ＝ Ｎ５Ｔｓｃ
すなわち
ＮＲｎ ＝ Ｎ５Ｒｓ
よって前述の式（１）が導かれる。
この式（１）の計算を実行するのが湿度センサ抵抗値計
算手段１１０で、マイクロコンピュータ２１２によって
実現している。
算手段１１０で、マイクロコンピュータ２１２によって
実現している。
なお、基準抵抗１０２を用いてＮを求めた理由は、一般
にコンデンサは湿度変化によって容量が変化し易いため
、湿度が変化しても正確な湿度測定が行えるようにする
ためである。基準コンデンサ１０３の容量は、厳密に測
定しておく必要はないが、先述の測定時間Ｔを決めると
きに参考にする必要がある。
にコンデンサは湿度変化によって容量が変化し易いため
、湿度が変化しても正確な湿度測定が行えるようにする
ためである。基準コンデンサ１０３の容量は、厳密に測
定しておく必要はないが、先述の測定時間Ｔを決めると
きに参考にする必要がある。
つぎに湿度センサ１０１の抵抗値から湿度を決定する機
能が湿度決定手段１１１で、第８図に示すように湿度と
抵抗値のテーブル８０１を作成し、ＲＯＭ２１０に蓄え
、ＣＰＵ２０９による読み出しを行なう方法が従来知ら
れているが、本発明では第１１図に示すような特性の湿
度センサを用いたため、簡単な計算をマイクロコンピュ
ータによって実行することで湿度の決定が可能となって
いる。湿度センサ１０１の抵抗値Ｒｓから湿度Ｒｈ（％
）を計算する式は、以下に示すとおりである。
能が湿度決定手段１１１で、第８図に示すように湿度と
抵抗値のテーブル８０１を作成し、ＲＯＭ２１０に蓄え
、ＣＰＵ２０９による読み出しを行なう方法が従来知ら
れているが、本発明では第１１図に示すような特性の湿
度センサを用いたため、簡単な計算をマイクロコンピュ
ータによって実行することで湿度の決定が可能となって
いる。湿度センサ１０１の抵抗値Ｒｓから湿度Ｒｈ（％
）を計算する式は、以下に示すとおりである。
Ｒｈ ＝ Ｐ −１ｏｇＲｓ＋ Ｑ
（２）ただし、ＰおよびＱは湿度センサの特性によって
決まる定数である。
（２）ただし、ＰおよびＱは湿度センサの特性によって
決まる定数である。
以上の測定手順を示したフローチャートが第３図である
。図中のＰ１〜Ｐ６はフローチャートの各ステップを示
す、測定は、一定時間毎か、外部からの命令によって実
行される。まずＰｌで、基準抵抗による測定Ｐ２を行な
うか湿度センサによる測定Ｐ４を行なうかを決定する。
。図中のＰ１〜Ｐ６はフローチャートの各ステップを示
す、測定は、一定時間毎か、外部からの命令によって実
行される。まずＰｌで、基準抵抗による測定Ｐ２を行な
うか湿度センサによる測定Ｐ４を行なうかを決定する。
基準抵抗による測定Ｐ２は、測定環境の湿度変化が小さ
い場合は、装置の起動時のみに行なう。この場合、処理
時間が短くなり、湿度変化が激しい場合は有効である。
い場合は、装置の起動時のみに行なう。この場合、処理
時間が短くなり、湿度変化が激しい場合は有効である。
尚、測定精度を向上させるためＰ２を何回か繰り返すこ
とも可能で、Ｐ３で選択する。Ｐ２、Ｐ４では前述のよ
うに、マイクロコンピュータで一定時間Ｔ内での繰り返
し回数Ｎ、Ｎｓを求める。発振回数カウント手段は、第
９図に示すように、マイクロコンピュータからリセット
９０２の制御が可能なカウント回路９０１を用いること
も可能で、マイクロコンピュータをマルチタスクで使用
する場合には便利である。Ｐ５では、湿度センサの抵抗
値を決定する。具体的には、式（１）の計算をする。湿
度センサの抵抗値が計算された後にＰ６で湿度を決定す
る。本発明では、式く２）の計算を行なっている。なお
、パルスのカウント、式（１）、 （２）の計算、ＲＯ
Ｍデータの読み出し等は周知の技術であるので詳細は省
略する。
とも可能で、Ｐ３で選択する。Ｐ２、Ｐ４では前述のよ
うに、マイクロコンピュータで一定時間Ｔ内での繰り返
し回数Ｎ、Ｎｓを求める。発振回数カウント手段は、第
９図に示すように、マイクロコンピュータからリセット
９０２の制御が可能なカウント回路９０１を用いること
も可能で、マイクロコンピュータをマルチタスクで使用
する場合には便利である。Ｐ５では、湿度センサの抵抗
値を決定する。具体的には、式（１）の計算をする。湿
度センサの抵抗値が計算された後にＰ６で湿度を決定す
る。本発明では、式く２）の計算を行なっている。なお
、パルスのカウント、式（１）、 （２）の計算、ＲＯ
Ｍデータの読み出し等は周知の技術であるので詳細は省
略する。
つぎに本発明の湿度センサの製造方法に関して簡単に記
す。
す。
アルミナ基板上に、Ｃｒによる櫛形電極をスパッタリン
グにより形成し、リード線を接続する部分は、さらにＡ
ｕ、ＮｉＣｒ、Ａｕをこの順にスパッタリングし、電極
を形成した。すなわち、炭素粒子を分散させた多孔質シ
リカ膜が形成される部分は、Ｃｒのみによって形成され
た櫛形電極であり、リード線を接続する部分は、基板に
近い方からＣｒ、Ａｕ、ＮｉＣｒ、Ａｕの順に形成され
た４層電極である。
グにより形成し、リード線を接続する部分は、さらにＡ
ｕ、ＮｉＣｒ、Ａｕをこの順にスパッタリングし、電極
を形成した。すなわち、炭素粒子を分散させた多孔質シ
リカ膜が形成される部分は、Ｃｒのみによって形成され
た櫛形電極であり、リード線を接続する部分は、基板に
近い方からＣｒ、Ａｕ、ＮｉＣｒ、Ａｕの順に形成され
た４層電極である。
つぎに、テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈａ）４
）２７０ｇにエタノール１３０ｇ、０．０２Ｎ塩酸２４
ｇを加え、１時間撹拌後、グリセリン７６ｇ、微粉末シ
リカ８１ｇを加え、３０分間攪拌し、活性炭８．１ｇ、
カーボンブラック４．Ｏｇを加え、撹拌した後超音波分
散を１時間行った。全く同様の方法で２５０ツトのゾル
を作成し粘度を測定したところ、表１に示す結果（２，
５ｗｔ％）となり、きわめて粘度のばらつきが小さかっ
た。
）２７０ｇにエタノール１３０ｇ、０．０２Ｎ塩酸２４
ｇを加え、１時間撹拌後、グリセリン７６ｇ、微粉末シ
リカ８１ｇを加え、３０分間攪拌し、活性炭８．１ｇ、
カーボンブラック４．Ｏｇを加え、撹拌した後超音波分
散を１時間行った。全く同様の方法で２５０ツトのゾル
を作成し粘度を測定したところ、表１に示す結果（２，
５ｗｔ％）となり、きわめて粘度のばらつきが小さかっ
た。
比較のために炭素粒子（活性炭とカーボンブラック）の
■を変化させた場合の結果を同表に示す。
■を変化させた場合の結果を同表に示す。
炭素粒子の量が１から４ｗｔ％の範囲で再現性が良好で
あった。
あった。
つぎに、炭素粒子を２．５ｗｔ％含むゾルを、電極を形
成したアルミナ基板上に、デイツプコーティングし、１
００℃で１０分間乾燥し、４３０℃で３０分間焼結し、
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜（主感湿膜）を形
成した。
成したアルミナ基板上に、デイツプコーティングし、１
００℃で１０分間乾燥し、４３０℃で３０分間焼結し、
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜（主感湿膜）を形
成した。
つぎに、テトラエトキシシラン５０ｍ１にエタノール３
５ｍ１．０．０２Ｎ塩酸４ｍｌを加え、１時間攪拌後、
微粉末シリカ１０ｇを加え、３０分間攪拌した溶液を、
主感湿膜上に、デイツプコーティングし、１２０°Ｃで
３０分間乾燥し、４００°Ｃで２０分間焼結し、シリカ
膜を形成した。
５ｍ１．０．０２Ｎ塩酸４ｍｌを加え、１時間攪拌後、
微粉末シリカ１０ｇを加え、３０分間攪拌した溶液を、
主感湿膜上に、デイツプコーティングし、１２０°Ｃで
３０分間乾燥し、４００°Ｃで２０分間焼結し、シリカ
膜を形成した。
表 １ 炭素粒子ｆｉ （ｗ ｔ％）−粘度このように
して製作した湿度センサの断面図を第１１図に示す。第
１図において、１１１は基板、１１２は電極、１１３は
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜、１１４はシリカ
膜である。
して製作した湿度センサの断面図を第１１図に示す。第
１図において、１１１は基板、１１２は電極、１１３は
炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜、１１４はシリカ
膜である。
以上のようにして得られた湿度センサは、第１０図に示
すように、相対湿度と抵抗値の対数が直線関係となり、
前述の様に簡単な計算を実行すれば湿度測定が可能とな
る。また、湿度センサを構成しているシリカ、炭素は、
どちらも化学的にきわめて安定であるため、湿度センサ
は湿度変化に対して感湿特性が変化しにくく、装置に特
別な湿度補償回路を設けなくても充分使用できる。また
、。
すように、相対湿度と抵抗値の対数が直線関係となり、
前述の様に簡単な計算を実行すれば湿度測定が可能とな
る。また、湿度センサを構成しているシリカ、炭素は、
どちらも化学的にきわめて安定であるため、湿度センサ
は湿度変化に対して感湿特性が変化しにくく、装置に特
別な湿度補償回路を設けなくても充分使用できる。また
、。
電極をスパッタリングで形成したために電極間ギャップ
をきわめて小さくすることが可能で、湿度センサの抵抗
値を低く抑えられ実用的である。
をきわめて小さくすることが可能で、湿度センサの抵抗
値を低く抑えられ実用的である。
以上示した実施例で、アナログスイッチは、場合によっ
ては小型リレー その伯のスイッチング素子を用いるこ
とも可能であり、湿度センサの切換に用いた分周回路は
フリップフロップ以外の手段を用いることも可能で、電
圧判別手段は、コンパレータ素子を用いる等の方法も考
えられる。
ては小型リレー その伯のスイッチング素子を用いるこ
とも可能であり、湿度センサの切換に用いた分周回路は
フリップフロップ以外の手段を用いることも可能で、電
圧判別手段は、コンパレータ素子を用いる等の方法も考
えられる。
［発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば以下の効果が期待で
きる。
きる。
（ａ）湿度センサに流れる電流の方向を切換る手段を設
けたために４度センサの電気分解等による特性変化が少
なく長期間に渡って正確な湿度測定が可能となり、信頼
性の高い湿度測定装置を実現することが出来る。
けたために４度センサの電気分解等による特性変化が少
なく長期間に渡って正確な湿度測定が可能となり、信頼
性の高い湿度測定装置を実現することが出来る。
（ｂ）ｉ度センサとして、炭素粒子を分散させた多孔質
シリカ膜を用いているため高温多湿な環境において正確
な湿度測定が可能となる。
シリカ膜を用いているため高温多湿な環境において正確
な湿度測定が可能となる。
（ｃ）湿度センサの感温特性が湿度変化に対して安定な
為、複雑な湿度補償回路等が不必要で、装置の構成がシ
ンプルで低価格となる。
為、複雑な湿度補償回路等が不必要で、装置の構成がシ
ンプルで低価格となる。
（ｄ）湿度センサが、相対湿度変化に対してインピーダ
ンスの対数が直線的に変化する感湿特性を有するために
、装置の校正が極めて容易である。
ンスの対数が直線的に変化する感湿特性を有するために
、装置の校正が極めて容易である。
（ｅ）湿度センサを構成するシリカ、炭素が化学的に安
定な為、従来問題となっていた高温多湿な環境での長時
間の湿度測定が可能となる。
定な為、従来問題となっていた高温多湿な環境での長時
間の湿度測定が可能となる。
（ｆ）湿度センサの主感湿膜の原料となるゾル中の炭素
粒子量を４ｗｔ％以下とすることで、ゾルの特性が安定
し、感湿特性の安定した湿度センサを得ることができ、
湿度測定装置の精度のばらつきが小さくできる。
粒子量を４ｗｔ％以下とすることで、ゾルの特性が安定
し、感湿特性の安定した湿度センサを得ることができ、
湿度測定装置の精度のばらつきが小さくできる。
第１図は本発明の湿度測定装置の全体構成図。
第２図は本発明の湿度測定装置の回路構成図。
第３面は本発明の湿度測定装置の動作を示すフローチャ
ート。 第４図は充電切換の説明図。 第５図は放電時の回路接続図。 第６図は湿度センサ選択時の回路接続図。 第７図はセンサ切換手段の機能説明図。 第８図は湿度決定手段の説明図６ 第９図は発振回数カウント手段の別の例を示した図。 第１０図は湿度センサの断面図。 第１１図は湿度センサの特性図。 湿度センサ 基準抵抗 基準コンデンサ 充電切換手段 電圧判別手段 充放電切換手段 放電抵抗 センサ方向切換手段 発振回数カウント手段 湿度センサ抵抗値計算手段 湿度決定手段 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 吐水 喜三部 （１１！！１名以上 第３図 第４図
ート。 第４図は充電切換の説明図。 第５図は放電時の回路接続図。 第６図は湿度センサ選択時の回路接続図。 第７図はセンサ切換手段の機能説明図。 第８図は湿度決定手段の説明図６ 第９図は発振回数カウント手段の別の例を示した図。 第１０図は湿度センサの断面図。 第１１図は湿度センサの特性図。 湿度センサ 基準抵抗 基準コンデンサ 充電切換手段 電圧判別手段 充放電切換手段 放電抵抗 センサ方向切換手段 発振回数カウント手段 湿度センサ抵抗値計算手段 湿度決定手段 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 吐水 喜三部 （１１！！１名以上 第３図 第４図
Claims (3)
- （１）湿度の測定を行なう湿度測定装置において（ａ）
湿度変化によってインピーダンスが変化する湿度センサ （ｂ）抵抗値が既知の基準抵抗 （ｃ）容量が既知の基準コンデンサ （ｄ）前記基準コンデンサに、前記基準抵抗か前記湿度
センサかのいずれかを直列接続して直流電源からの充電
を行なう充電切換手段 （ｅ）前記基準コンデンサの端子間電圧の高低（Ｈ、Ｌ
）を判別する電圧判別手段 （ｆ）前記電圧判別手段の出力に応じて、前記基準コン
デンサの充電と、前記基準コンデンサの放電との切換を
行なう充放電切換手段 （ｇ）前記基準コンデンサの放電時に、前記基準コンデ
ンサの負荷抵抗となる放電抵抗。 （ｈ）一定周期毎に前記湿度センサの接続方向を切換て
前記基準コンデンサの充電時に前記湿度センサに流れる
電流の向きを反転させるセンサ方向切換手段 （ｉ）一定時間内の、前記基準コンデンサの充放電の繰
り返し回数をカウントする発振回数カウント手段 （ｊ）前記基準抵抗を接続して前記基準コンデンサに充
電した場合の充放電の繰り返し回数と、前記湿度センサ
を接続して前記基準コンデンサに充電した場合の充放電
の繰り返し回数とから前記湿度センサの抵抗値を計算す
る湿度センサ抵抗値計算手段 （ｋ）前記湿度センサ抵抗値決定手段によって得られた
湿度センサの抵抗値から、湿度を決定する湿度決定手段
を備えたことを特徴とする湿度測定装置。 - （２）前記湿度センサが、多層薄膜電極を形成した絶縁
性基板上に炭素粒子を分散させた多孔質シリカ膜（以下
、主感湿膜）を形成した構造であることを特徴とする請
求項１記載の湿度測定装置。 - （３）前記主感湿膜の原料に、４ｗｔ％以下の炭素粒子
を含むゾルを用いることを特徴とする請求項２記載の湿
度測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8918346A GB2222261B (en) | 1988-08-22 | 1989-08-11 | Humidity measuring apparatus |
| KR1019890011865A KR940002513B1 (ko) | 1988-08-22 | 1989-08-21 | 습도 측정 장치 |
| US07/397,619 US5027077A (en) | 1988-08-22 | 1989-08-22 | Humidity measuring apparatus |
| HK97101790.4A HK1000259B (en) | 1988-08-22 | 1997-09-16 | Humidity measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20767588 | 1988-08-22 | ||
| JP63-207675 | 1988-08-22 | ||
| JP63-290593 | 1988-11-17 | ||
| JP29059388 | 1988-11-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216442A true JPH02216442A (ja) | 1990-08-29 |
| JP2920927B2 JP2920927B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=26516394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1045600A Expired - Lifetime JP2920927B2 (ja) | 1988-08-22 | 1989-02-27 | 湿度測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920927B2 (ja) |
| KR (1) | KR940002513B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9933377B2 (en) | 2014-05-13 | 2018-04-03 | Anton Paar Gmbh | System for determining the zeta potential for characterizing a solid/liquid interface with controlled profile pressure loading |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100797413B1 (ko) * | 2006-06-28 | 2008-01-24 | 이세현 | 전극 간 고압직류전원의 인가를 통한 수분밀집도 측정 장치및 방법 |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1045600A patent/JP2920927B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-21 KR KR1019890011865A patent/KR940002513B1/ko not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9933377B2 (en) | 2014-05-13 | 2018-04-03 | Anton Paar Gmbh | System for determining the zeta potential for characterizing a solid/liquid interface with controlled profile pressure loading |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2920927B2 (ja) | 1999-07-19 |
| KR940002513B1 (ko) | 1994-03-25 |
| KR900003624A (ko) | 1990-03-26 |
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Legal Events
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430 Year of fee payment: 10 |
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