JPH0251142B2 - - Google Patents

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JPH0251142B2
JPH0251142B2 JP58153177A JP15317783A JPH0251142B2 JP H0251142 B2 JPH0251142 B2 JP H0251142B2 JP 58153177 A JP58153177 A JP 58153177A JP 15317783 A JP15317783 A JP 15317783A JP H0251142 B2 JPH0251142 B2 JP H0251142B2
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JP
Japan
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circuit
voltage
changes
humidity
resistance
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JP58153177A
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English (en)
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JPS6046451A (ja
Inventor
Toyoaki Ueki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marcon Electronics Co Ltd
Original Assignee
Marcon Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Marcon Electronics Co Ltd filed Critical Marcon Electronics Co Ltd
Priority to JP15317783A priority Critical patent/JPS6046451A/ja
Publication of JPS6046451A publication Critical patent/JPS6046451A/ja
Publication of JPH0251142B2 publication Critical patent/JPH0251142B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating 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
    • G01N27/122Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湿度検出回路に係り、特にセラミツク
湿度センサを用いる検出回路に適用し得る湿度検
出回路に関する。
従来のセラミツク湿度センサは、その使用中に
ときどきクリーニングを必要とするものと、クリ
ーニングを行うことなく使用し得るものとに大別
され、例えばZnCr−LiZnV2O5系のセラミツク湿
度センサはクリーニングを必要とせずに高信頼性
を示すことが知られている。しかしながら上記何
れのセラミツク湿度センサでも長期間に亘る使用
やその他使用条件等により、その特性が次第に劣
化したりまたは損傷したりして、湿度検出回路が
誤作動することがあるので、しばしばセラミツク
湿度センサを交換する必要がある。このようにセ
ラミツク湿度センサを交換する場合には同一特性
を有するものと交換しなければならないことは明
らかであるが、現在のところ、この種センサには
バラツキがあり、このセンサのバラツキによる誤
差を回避することが困難であるので、従来はセン
サの互換性に問題があり、そのためこれの実用化
に当り大きな障害となつていた。
またこの種セラミツク湿度センサを用いる湿度
検出回路は、例えば、公開実用新案公報昭55−
38234号に示される回路のように、オペアンプ
(前記公報ではインピーダンス変換回路と呼んで
いる)とダイオードを組み合わせた整流回路を用
いて構成していた(なおオペアンプの出力端は反
転入力端とダイオードのアノードに接続されてい
る)。
また、例えば、公開特許公報昭56−36046号に
示される回路のように、整流回路としてはダイオ
ードとコンデンサその余の部品を組み合わせた整
流回路を用いて構成していた。
さらに、例えば公開実用新案公報昭58−14147
号に示されるようにオペアンプ(該公報ではバツ
フア回路と呼んでいる)とダイオードを組み合わ
せた整流回路を用いて構成していた。
従来の湿度検出回路においては、次のような欠
点があつた。
一般に、ダイオードに順方向電流が流れると
きのダイオードのアノード、カソード間の電圧
(順方向電圧または単に順電圧と呼ばれている)
は温度によつて変化する。そのために、ダイオ
ードのカソードと接続された平滑コンデンサの
電圧は、温度の変化によつても変化することに
なる。これは、湿度センサ回路は湿度の変化だ
けによつてその出力電圧が変化するのが望まし
いのに対し、湿度が同一でも温度が異なればそ
の出力電圧も変化してしまうという、好ましく
ない結果をもたらす。このために、正確な湿度
の検出ができなくなつてしまう欠点があつた。
また、従来の回路において、ダイオードのア
ノード側の電圧の振幅の大小に応じて平滑コン
デンサの電圧の大小も変化するのが望ましいの
であるが、従来の回路の整流回路では、ダイオ
ードのアノード側の電圧の振幅がダイオードの
順方向電圧と比べて無視できない程小さくなる
と、ダイオードのアノード側の電圧の振幅が変
化しても平滑コンデンサの電圧はそれに追従し
て変化しなくなつてしまう欠点があつた。
基本的に、上記、の欠点を有していたた
めに、低電圧電源で動作させるのがむずかし
い。また、湿度センサの特性によつては誤差が
大きくなり、湿度センサの互換性に乏しい等の
欠点があつた。
従来の湿度検出回路において用いられている整
流回路は一般に第1図に示されたような半導体ダ
イオードを使用する整流回路または第2図に示さ
れたようにオペアンプとダイオードとを組合せた
整流回路であり、この種整流回路ではダイオード
の順方向電圧降下があり、且つそれが温度によつ
て変化する(例えば温度係数が約−2mV/℃〜
−3mV/℃)ので、例えば高精度の計測回路を
作る場合または低電源電圧で作動する計測回路を
作る場合等においては実用上障害となることが多
かつた。なお第1図および第2図においてDはダ
イオード、OPはオペアンプ、Cはコンデンサで
ある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ダイオードの順方向電
圧降下の影響を受けないような整流・平滑回路を
使用して、セラミツク湿度センサのバラツキによ
る誤差を簡単に調整してセンサの互換性の問題を
解消し、且つ低電源電圧でも良好に作動し得ると
ともに温度変化に伴う実用上の障害を除去し得る
湿度検出回路を提供するにある。
本発明による湿度検出回路は湿度変化に応じて
抵抗値が変化するセラミツク湿度センサと、この
セラミツク湿度センサの抵抗値の変化を交流電圧
の変化に変換する抵抗−電圧変換回路と、この抵
抗−電圧変換回路から出力される交流電圧の変化
を直流電圧の変化に変換する整流回路と、この整
流回路から出力される直流電圧の変化を入力して
湿度検出信号を出力する基準点調整および傾斜調
整のための調整回路とを具備し、前記整流回路を
高入力インピーダンス形の絶対値回路と平滑回路
とにより構成してなることを特徴とし、従来のセ
ラミツク湿度センサの互換性の問題を解消し、低
電源電圧や温度変化に対しても良好に作動し得る
ようにしたものである。
本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。
第3図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク線図、第4図は第3図に示す一実施例のセンサ
の相対湿度と抵抗との関係を示す特性図、第5図
は第3図に示す各部の詳細構成を示す図、第6図
は第3図に示す一実施例と従来例との相対湿度と
出力電圧との関係の比較を示す図である。
第3図および第5図において、1は発振回路、
2は抵抗−電圧変換回路、3は整流回路、4は基
準点調整、傾斜調整のための調整回路、5はセラ
ミツク湿度センサである。発振回路1は例えば
ZnCr−LiZnV2O5系のセラミツク湿度センサ5の
素子に直流を印加すると分極が起るので、この分
極を避けるために用いられる発振回路であり、例
えばウイーンブリツジ発振回路の1種で構成され
て、セラミツク湿度センサ5に交流発振電圧を印
加するようになされている。発振回路1から出力
された発振電圧はコンデンサ6を介してセンサ5
の抵抗の変化を交流電圧の変化に変える抵抗−電
圧変換回路2に入力される。この抵抗−電圧変換
回路2にはセンサ5が挿入されており、例えば第
4図に示す如くこのセンサ5により相対湿度の変
化を抵抗の変化に変えるようになされている。抵
抗−電圧変換回路2から出力される相対湿度の変
化に応じた交流電圧の変化は整流回路3に入力さ
れ、交流電圧の変化を直流電圧の変化に変えるよ
うになされている。この整流回路3は第5図に示
す如く高入力インピーダンス形の絶対値回路31
と平滑回路32とにより構成されている。整流回
路3から出力される直流電圧の変化は基準点調
整、傾斜調整のための調整回路4に入力され、零
位調整とフルスケール調整が行なわれて、湿度検
出信号を出力するようになされている。なお第5
図においてOP1〜OP5はそれぞれオペアンプ、R1
〜R4はそれぞれ抵抗、D1,D2はそれぞれダイオ
ードである。
上記本発明の一実施例の作用について説明す
る。
第3図および第5図において、発振回路1、抵
抗−電圧変換回路2および基準点調整、傾斜調整
のための調整回路4の各構成および作用は従来の
各種計測器等の分野で使用されているものと略同
一であるからその説明を省略し、整流回路3の作
用について説明する。
第5図において前記の如く整流回路3は絶対値
回路31と平滑回路32とにより構成されてい
る。この絶対値回路31は高入力インピーダンス
形であるために抵抗−電圧変換回路2内の抵抗
(センサ5とアース間の抵抗)の値を大きくする
ことができることとなる。ここで抵抗−電圧変換
回路2の出力端の電圧eiとすれば、絶対値回路3
1はei<0のとき(1+R2/R1)の利得を有し、ei> 0のときはダイオードD2がオフ状態となる。ま
たei<0のとき絶対値回路31の出力端の電圧ep
はep=ei(1−R2R4/R1R3)であるから、R2R4/R1R3
2に 選ぶとep=−eiとなり、ei>0ときは当然ep=ei
あるからep=|ei|の特性が得られる。従つて本
発明による湿度検出回路は低い電源電圧でも良好
に作動することとなる。これに対し例えば第1図
および第2図に示されたような整流回路を用いる
ものでは、ダイオードの順方向電圧降下(近似的
に折れ点電圧に略等しく、Geダイオードでは0.1
〜0.2V、Siダイオードでは0.6〜0.7V)を無視で
きる程度の大きな振巾の交流信号を整流するとき
でも、その電源電圧が低くなると、例えば第5図
に示す発振回路1で発振される出力振巾も小さく
なり、これによりeiも小さくなる。このeiが順方
向電圧降下と比較して無視できない程小さくなる
と、前記の従来の整流回路では、このeiにリニア
な直流電圧を出力し得なくなる。しかしながら本
発明の上記一実施例によれば、前記の如く電源電
圧が低くなつてeiが順方向電圧降下と比較して無
視できない程小さくなつても、ep=|ei|の特性
が得られるので、常にeiにリニアな直流電圧を出
力することができることとなる。
さらにまた上記の如く電源電圧が低くならない
場合でも、例えば抵抗−電圧変換回路2内に挿入
されるセンサ5が、その取換え等によりその特性
がバラツキにより変化して、その抵抗が大きくな
つてeiが順方向電圧降下に比較して無視できない
程小さくなる場合でも、本発明によれば整流回路
3から前記の如くeiにリニアな直流電圧が出力さ
れるので、センサ5にバラツキがあつてもそれに
応じた調整を行なうことができるので、従来のセ
ラミツク湿度センサの互換性が得られない欠点を
実用上解消できることとなる。
第6図は第3図に示す本発明の一実施例と従来
例との相対湿度−出力電圧特性の比較を示すもの
で、温度25℃でセンサ雰囲気の相対湿度を30%
RH→50%RHおよび70%RH→90%RHに変化さ
せたときの出力電圧特性を示すものである。第6
図において直線イは理想的な出力電圧特性、曲線
ロは第3図の整流回路3を第2図に示す従来の整
流回路に置換した場合の出力電圧特性、曲線ハは
第3図に示す本発明の一実施例による出力電圧特
性をそれぞれ示し、本発明によれば理想的な出力
電圧特性に近い出力電圧特性が得られることがわ
かる。
以上により本発明によればセラミツク湿度セン
サによる湿度検出回路に用いられる整流回路を高
入力インピーダンス形の絶対値回路と平滑回路と
により構成することにより、セラミツク湿度セン
サのバラツキによる誤差を簡単に調整できるよう
にしてセンサの互換性の従来の欠点を解消し、さ
らに低い電源電圧でも良好に作動させることがで
きるとともに、温度変化に伴う従来の実用上の障
害を確実に除去することができる等の優れた効果
が奏せられるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ従来例の整流回
路の構成を示す図、第3図は本発明の一実施例の
構成を示すブロツク線図、第4図は第3図に示す
一実施例のセンサの相対湿度と抵抗との関係を示
す特性図、第5図は第3図に示す各部の詳細構成
を示す図、第6図は第3図に示す一実施例と従来
例との相対湿度と出力電圧との関係の比較を示す
図である。 1……発振回路、2……抵抗−電圧変換回路、
3……整流回路、4……基準点調整、傾斜調整の
ための調整回路、5……セラミツク湿度センサ、
6……コンデンサ、31……絶対値回路、32…
…平滑回路、OP1〜OP5……オペアンプ、R1〜R4
……抵抗、D1,D2……ダイオード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 湿度変化に応じて抵抗値が変化するセラミツ
    ク湿度センサと、このセラミツク湿度センサの抵
    抗値の変化を交流電圧の変化に変換する抵抗−電
    圧変換回路と、この抵抗−電圧変換回路から出力
    される交流電圧の変化を直流電圧の変化に変換す
    る整流回路と、この整流回路から出力される直流
    電圧の変化を入力して湿度検出信号を出力する基
    準点調整および傾斜調整のための調整回路とを具
    備し、前記整流回路を高入力インピーダンス形の
    絶対値回路と平滑回路とにより構成してなること
    を特徴とする湿度検出回路。
JP15317783A 1983-08-24 1983-08-24 湿度検出回路 Granted JPS6046451A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15317783A JPS6046451A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 湿度検出回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP15317783A JPS6046451A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 湿度検出回路

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Publication Number Publication Date
JPS6046451A JPS6046451A (ja) 1985-03-13
JPH0251142B2 true JPH0251142B2 (ja) 1990-11-06

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ID=15556731

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JP15317783A Granted JPS6046451A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 湿度検出回路

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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5538234U (ja) * 1978-09-01 1980-03-12

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JPS6046451A (ja) 1985-03-13

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