JPH02287249A - 湿度検知回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、湿度を検知するための湿度検知回路に関する
ものであり、特に、周囲温度の影響を防止し、湿度の検
知精度を向上するための技術に係る。

［従来の技術］ 従来、このような湿度検知回路としては、例えば、第４
図に示すような回路が存在している。

第４図の回路においては、発振回路１と、湿度センサ２
の抵抗の変化を電圧の変化に変換する抵抗−電圧変換回
路３と、交流−直流変換回路４とが縦続接続され、この
うちの抵抗−電圧変換回路３に湿度センサ２が接続され
ている。そして、交流−直流変換回路４の出力端は、第
１の抵抗１１を介して差動増幅回路５の反転入力端に接
続され、この差動増幅回路５の非反転入力端は、第２の
抵抗１２を介して電圧分割回路６の電圧分割点に接続さ
れている。さらに差動増幅回路５の反転入力端は、第３
の抵抗１３を介して差動増幅回路５の出力端に接続され
ている。ここで、電圧分割回路６は、電源電圧７と大地
電圧８との間に、第４の抵抗１４及び第５の抵抗１５を
直列に接続してなる回路であり、第４の抵抗１４と第５
の抵抗１５との接続点が電圧分割点となる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、以上のような湿度検知回路において、正確に
湿度を検知するためには、湿度だけの変化で出力電圧が
変化することが必要であるが、第４図のような構成とさ
れた湿度検知回路を実際に使用した場合、湿度を検出す
る際に、周囲の温度によっても出力電圧が変化してしま
い、正確に湿度を検知することが困難となる欠点があっ
た。

このように出力電圧が変化する理由は、例えば、■発振
回路１から出力される電圧が、温度によって影響を受け
たり、また、■交流−直流変換回路４で使用されている
半導体素子の温度特性によって出力電圧が影響を受ける
ためと考えられる。

以下、これらの点について詳細に説明する。

まず、前記■について、第５図乃至第７図を使用して説
明する。ここで、第５図は、第４図に示すような湿度検
知回路に使用する発振回路１１の具体的な回路構成を示
す図であり、第６図は、第５図の発振回路から出力され
る電圧パルスを示す波形図である。また、第７図は第５
図の差動増幅回路の出力電流の温度特性図である。

即ち、第５図の発振回路で使用されている差動増幅器に
おいては、第７図に示すように、周囲温度が高くなると
それに伴って出力電流（ソース電流）が小さくなる。そ
のため、第５図の発振回路に負荷を接続している状態で
は、第６図に示すような出力電圧が、周囲温度と共に変
化してしまうのである。

次に、前記■について以下に説明する。即ち、第４図の
湿度検知回路に使用する交流−直流変換回路４を、例え
ばダイオードを使用して構成した場合には、このダイオ
ードの温度特性により、その順方向電圧が、周囲温度の
影響を受けて変化するため、出力電圧が変化してしまう
のである。

このような種々の原因が重なることから、第４図に示す
ような湿度検知回路においては、前述の通り、出力電圧
が周囲温度の変化に影響されてしまい、正確に湿度を検
知することができないという欠点があった。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、周囲温度による
影響を排除することにより、高精度に湿度を検知するこ
とが可能な、優れた湿度検知回路を提供することである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明の湿度検知回路は、発振回路と、湿度センサの抵
抗の変化を電圧の変化に変換する抵抗−電圧変換回路と
、交流−直流変換口、路とを縦続接続し、前記抵抗−電
圧変換回路に湿度センサを接続した湿度検知回路におい
て、交流−直流変換回路の出力端を、差動増幅回路の反
転入力端に、第１の抵抗を介して接続し、この差動増幅
回路の反転入力端を、少なくとも１個のダイオードを含
む第１の電圧分割回路の電圧分割点に、第２の抵抗を介
して接続すると共に、第３の抵抗を介して差動増幅回路
の出力端に接続し、さらに、この差動増幅回路の非反転
入力端を、第２の電圧分割回路の電圧分割点に接続した
ことを特徴としている。

［作用］ 以上のような構成を有する本発明の湿度検知回路におい
ては、交流−直流変換回路の出力電圧が、温度による影
響を受けており、この電圧が、第１の抵抗を介して差動
増幅回路の反転入力端に人力されたとしても、同じ反転
入力端に接続されている電圧分割回路に含まれたダイオ
ードの順方向電圧もまた温度によって影響を受けている
ため、双方の電圧の温度による影響を相殺することによ
り、差動増幅回路から、温度による影響のない出力電圧
を取出すことができる。

即ち、本発明の湿度検知回路において、差動増幅回路の
出力電圧は、第１の抵抗への入力電圧と、ダイオードの
順方向電圧、及び抵抗定数によって決定されるため、第
１の抵抗への入力電圧と、ダイオードの順方向電圧の温
度による各変化分を考慮して、互いの変化分を相殺する
ように抵抗定数を選べば、温度による影響のない出力電
圧を取出すことができる。

［実施例］ 以下に、本発明による湿度検知回路の一実施例を、第１
図を用いて具体的に説明する。なお、第１図において、
第４図に示した従来技術と同一部分には同一符号を付し
ている。

まず、第１図の実施例の基本的構成は、第４図に示した
従来技術と同様である。即ち、第１図の回路においては
、発振回路１と、湿度センサ２の抵抗の変化を電圧の変
化に変換する抵抗−電圧変換回路３と、交流−直流変換
回路４とが縦続接続され、このうちの抵抗−電圧変換回
路４に湿度センサ２が接続されている。そして、交流−
直流変換回路４の出力端は、第１の抵抗１１を介して差
動増幅回路５の反転入力端に接続されている（接続点Ａ
）。

このような基本的構成に加えて、本実施例においては、
第１、第２の電圧分割回路２１．２２が設けられている
。ここで、第１の電圧分割回路２１は、電源電圧７と大
地電圧８との間に、第４の抵抗、第５の抵抗１５、およ
びダイオード９を直列に接続してなる回路であり、第２
の電圧分割回路２２は、電源電圧７と大地電圧８との間
に、第６の抵抗１６と第７の抵抗１７とを直列に接続し
てなる回路である。

そして、差動増幅回路５の反転入力端は、第１の電圧分
割回路２１における第４の抵抗１４と第５の抵抗１５と
の接続点（電圧分割点）に、第２の抵抗１２を介して接
続されている（接続点Ｂ）と共に、第３の抵抗１３を介
して差動増幅回路５の出力端に接続されている（接続点
Ｃ，Ｄ）。さらに、この差動増幅回路５の非反転入力端
は、第２の電圧分割回路２２における第６の抵抗１４６
と第７の抵抗１７との接続点（電圧分割点）に接続され
ている（接続点Ｅ）。

以上のような構成を有する本実施例の作用は次の通りで
ある。

まず、発振回路１からの出力電圧は、抵抗−電圧変換回
路３に導かれ、ここで、湿度変化に応じた湿度センサ２
の抵抗の変化が電圧の変化に変換される。この電圧の変
化は、交流−直流変換回路４に導かれ、ここで、直流電
圧の変化に変換された後、第１の抵抗１１を介して差動
増幅回路５の反転入力端に反転入力される。また、差動
増幅回路５の反転入力端には、第１の電圧分割回路２１
の電圧も反転入ツノされる。さらに、差動増幅回路５の
非反転入力端には、第２の電圧分割回路２２の電圧が非
反転入力される。この場合、差動増幅回路５の出力電圧
Ｖｏは、以下の式で表される。

Ｖｏ　＝　−（Ｒ３／Ｒ１）　Ｖ　Ｌ−ＣＩＶ　ｆ　＋
Ｃ２・・・０式 ■ｉ；　第１の抵抗１１への入力端子 Ｖｆ、　　ダイオード９の順方向電圧 Ｖｃｃ；　　電源電圧 Ｒ，−Ｒ７；　　各抵抗１１〜１７の抵抗値Ｃ１；　　
ＣＩ−（Ｒ３・Ｒ４）／ （Ｒ２（Ｒ４＋Ｒ５）　１ ｃ２　　、　　各抵抗１１〜１７の抵抗値Ｒ１〜Ｒ７及
び電源電圧Ｖｃｃで決定される定数 である。

従って、第１の抵抗１１への入ツノ電圧Ｖｉが、温度に
よる影響でＶｉ＋ΔＶｉに変化したとしても、ダイオー
ド９の順方向電圧Ｖｆも、同様に温度による影響でＶｆ
＋ΔＶｆと変化するため、本実施例では、 −（Ｒ３／Ｒ１）ΔＶ　１−Ｃ（ΔＶｆ＝０・・・■式 が成立するように抵抗定数を選び、出力電圧が温度変化
の影響を受けないようにした。

この効果を確認するために、湿度を６０％ＲＨ一定にし
て温度を変えた場合の出力電圧を第３図に示す。同図か
ら明らかなように、従来の回路では、温度が変化すると
大きく出力電圧が変化するが、本発明の回路によれば、
余り大きな変化は見られず、±３０ｍＶしか変化しなか
った。これは、相対湿度に換算して±３％ＲＨ程度に過
ぎず、本実施例においては、温度変化による影響をほぼ
排除できたことがわかる。

なお、本実施例は前記実施例に限定されるものではなく
、例えば、第２図に示ずような回路構成も可能である。

第２図の実施例は、前記実施例における第１の電圧分割
回路２１の接続構成を変えたものである。

即ち、前記実施例においては、第４の抵抗１４、第５の
抵抗１５、ダイオード９の順で直列に接続して第１の電
圧分割回路２１を構成していたのに対し、第２図の実施
例においては、第４の抵抗１４と第５の抵抗１５との間
にダイオード９を挿入する形で直列に接続して第１の電
圧分割回路２１を構成し、ダイオード９と第４の抵抗と
の接続点にて第２の抵抗１２と接続している。第２図の
実施例は、例えば、交流−直流変換回路４の構成が第１
図の実施例とは異なっていて、且つこの交流−直流変換
回路４の出力電圧の増減が第１図の実施例のそれとは反
対の傾向を持っているような場合に有効である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、第１１第２の
電圧分割回路を設け、第１の電圧分割回路にダイオード
を使用するという簡単な構成の改良により、周囲温度に
よる影響をほぼυＦ除できるため、高精度に湿度を検知
することが可能であるような、優れた湿度検知回路を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の湿度検知回路の一実施例を示す回路図
、第２図は他の実施例を示す回路図、第３図は湿度６０
％ＲＨの条件下において、周囲温度の変化による出力電
圧の変化を従来技術と本発明とで比較して示したグラフ
、第４図は従来の湿度検知回路の一例を示す回路図、第
５図は第４図に使用する発振回路の具体的構成を示す回
路図、第６図は第５図の発振回路の出力電圧波形を示す
波形図、第７図は第５図に使用する差動増幅器の出力電
流（ソース電流）の温度特性を示す特性図である。 １・・・発振回路、２・・・湿度センサ、３・・・抵抗
−電圧変換回路、４・・・交流−直流変換回路、５・・
・差動増幅回路、６・・・電圧分割回路、７・・・電源
電圧、８・・・大地電圧、９・・・ダイオード、１１〜
１７・・・抵抗、２１・・・第１の電圧分割回路、２２
・・・第２の電圧分割回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発振回路と、湿度センサの抵抗の変化を電圧の変化に変
   換する抵抗−電圧変換回路と、交流−直流変換回路とが
   縦続接続され、前記抵抗−電圧変換回路に湿度センサが
   接続された湿度検知回路において、 前記交流−直流変換回路の出力端は、差動増幅回路の反
   転入力端に、第１の抵抗を介して接続され、この差動増
   幅回路の反転入力端は、少なくとも１個のダイオードを
   含む第１の電圧分割回路の電圧分割点に、第２の抵抗を
   介して接続されると共に、第３の抵抗を介して差動増幅
   回路の出力端に接続され、さらに、この差動増幅回路の
   非反転入力端は、第２の電圧分割回路の電圧分割点に接
   続されたことを特徴とする湿度検知回路。