JPH0453574Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） この考案は、空気の温度及び湿度を電気的に測
定する温湿度測定回路に関する。

（従来の技術） 従来、温度湿度の電気的測定は、サーミスタ等
のセンサーをブリツジ回路の一辺に入れ、その出
力を増幅してメーター表示するとかデイジタル表
示することにより行つていた。

また、サーミスタを発振回路中に設け、この発
振回路の発振周波数をカウントすることにより温
度検出を行うものである。

（考案が解決しようとする問題点） 上記従来の技術の場合、ブリツジ回路を用いた
ものは、外付回路が大きくなり、装置の小型軽量
化に反するという欠点があり、さらに、測定精度
が悪く測定可能範囲も狭いという問題点があつ
た。また、発振回路を用いたものは、感度は高い
が外界の変動による誤差も大きく、特に湿度セン
サーは素子毎の特性のバラツキが非常に大きいの
で、回路の組み立て時の調整が複雑であり、特性
の均一な素子をそろえるには非常に高いコストを
必要とするという問題点がある。

この考案は上記従来の技術の問題点に鑑みて成
されたもので、簡単な構成で測定精度が高く製造
も容易で安価な温湿度測定回路を提供することを
目的とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） この考案は湿度測定用発振回路を構成する湿度
センサーの抵抗値のバラツキに比例して発振回路
の抵抗値を設定し、この湿度測定用発振回路の容
量を、温度測定用発振回路の容量と共用する共通
容量と、共通容量だけでは容量が不足する場合に
この共通容量に付加される付加容量とにより構成
し、共通容量とこの付加容量との合成容量値を上
記湿度センサーのバラツキと反比例する値になる
よう上記付加容量を選定して設け、必要な場合は
温度測定用発振回路にも付加容量を設け、湿度測
定用発振回路及び温度測定用発振回路に各々回路
及び付加容量を切り換えるスイツチを直列に設け
た温湿度測定回路である。

（作用） この考案の温湿度測定回路は、湿度センサーの
特性のバラツキにもかかわらず常に一定の発振周
波数特性が得られ、温度及び湿度の測定を正確に
行うことができるものである。

（実施例） 以下この考案の実施例について図面に基づいて
説明する。

第１図はこの考案の第１実施例を示すもので、
能動素子としてインバータ１，２，３を用いた
CR発振回路を示し、コンデンサーC₀がインバー
タ２，３と並列に接続される。ただし、インバー
タ２の出力回路はインバータ１とともに電気的に
直列接続の関係となる。さらに、コンデンサー
C₁，C₂，C₃が同様にインバータ２，３と図面上
並列に接続されている。そして、インバータ１，
２，３と並列に抵抗回路４，５，６が接続され、
抵抗回路４は抵抗R₁を有し、抵抗回路５は抵抗
R₂₁，R₂₂が直列に接続され、抵抗R₂₁と並列に温
度センサー７が接続されて成り、抵抗回路６は抵
抗R₃₁，R₃₂が直列に接続され、抵抗R₃₁と並列に
湿度センサー８が接続されて形成されている。こ
れによつて、コンデンサーC₀ないしC₃とインバ
ータ１と２及び抵抗回路４ないし６が直列接続さ
れたCR発振回路が形成される。

さらに、コンデンサーC₁，C₂，C₃と直列にス
イツチS₁₁，S₁₂，S₁₃が各々接続され、抵抗回路
４，５，６と直列にスイツチS₂₁，S₂₂，S₂₃が接
続され、スイツチS₁₁とS₂₁，S₁₂とS₂₂及びS₁₃と
S₂₃は各々連動する連動スイツチとなつている。

ここで、各抵抗及びコンデンサーの設定に際
し、常に正確な測定が行えるよう、発振回路の発
振周波数特性を一定にしなければならないので、
温度センサー７及び湿度センサー８の特性に合わ
せて所定の形になるようにする。まず、温度セン
サー７を含む温度測定用発振回路においては、こ
の温度センサー７の個々の素子毎の特性のバラツ
キはほとんどないので、所望の発振周波数特性が
得られるように各抵抗R₂₁，R₂₂、付加容量であ
るコンデンサーC₂を選定し以後同一素子を使用
すれば良い。次に、湿度センサー８を含む湿度測
定用発振回路においては、湿度センサー８の素子
毎の特性のバラツキが非常に大きいので、発振周
波数特性を一定にするため、抵抗R₃₁，R₃₂及び
コンデンサーC₀，C₃を各湿度センサー８毎に選
定しなければならない。まず、抵抗R₃₁，R₃₂は、
各々湿度センサー８の基準状態例えば、温度25℃
湿度50％における抵抗値R₁と標準抵抗値R₀との
比ａ＝R₁／R₀を、抵抗R₃₁，R₃₂の基準となる抵
抗値に各々乗じた値に選定する。さらに、コンデ
ンサーC₃は、湿度測定用発振回路の所定の発振
周波数となるよう、基準となる容量値に上記比の
逆数１／ａを乗じた値にコンデンサーC₀とC₃の
合成容量値がなるように設定する。これによつ
て、共通容量であるコンデンサーC₀は常に同じ
ものを用い、付加容量であるコンデンサーC₃は、
湿度センサー８のバラツキに合わせて選定し取り
付け、発振周波数特性を湿度センサー８のバラツ
キにかかわらず一定のものとすることができる。

また、この実施例では、温度湿度の測定に際
し、基準発振回路の発振周波数に対する各温度湿
度測定用発振回路の発振周波数の比により温度湿
度を測定しているので、この基準発振回路の発振
周波数が所定の値になるよう抵抗R₁、付加容量
であるコンデンサーC₁を選定する。

この実施例の温湿度測定回路の動作は、まず、
基準発振回路を発振させるため、連動スイツチ
S₁₁，S₂₁をONする。これによつて抵抗R₁とコン
デンサーC₀，C₃のCR発振回路が発振し、この周
波数を図示しないマイクロコンピユータ等でカウ
ントし、記憶する。次に、連動スイツチS₁₁，S₂₁
をOFFし、連動スイツチS₁₂，S₂₂をONする。こ
れによつて温度センサー７を含む温度測定用発振
回路が発振し、上記と同様にその周波数をカウン
トし記憶する。さらに連動スイツチS₁₂，S₂₂を
OFFし、連動スイツチS₁₃，S₂₃をONし、湿度測
定用発振回路の発振周波数をカウントし記憶す
る。

そして、基準発振回路の発振周波数に対する各
温度湿度測定用発振回路の発振周波数の比からそ
の時の温度湿度を計算する。この計算は、例えば
マイクロコンピユータのメモリに記憶されたテー
ブルから上記比に対応する温度湿度を求めること
により行う。

この実施例によれば、素子毎に特性のバラツキ
がある湿度センサーを用いる場合でも、あらかじ
めそのバラツキに対応した抵抗及び容量を選定し
て発振回路を形成するとともに、温度センサーを
含む発振回路とは別に抵抗及び容量を設けたの
で、素子毎に湿度センサーの特性が異なつても、
発振周波数の特性は一定にすることができ、温度
測定用発振回路の周波数特性も一定にすることが
できる。

また、温度と湿度の両発振回路の容量のうち、
いずれの方が小さい容量値となるのか湿度センサ
ーの特性のバラツキにより画一的には分からない
ため、共通容量を最小値とし、これに各々付加容
量を加えることにより不足分を補つている。従つ
て、温度センサーはバラツキがないので、温度測
定用発振回路の付加容量は一定のものを用いるこ
とができるが、湿度測定用発振回路の容量は上述
のように、発振周波数が一定になるよう適宜選択
するものであり、湿度測定用発振回路の容量値が
温度測定用発振回路の容量値より大きい場合も小
さい場合も、必要な容量分だけ付加容量により加
えれば良く、回路の組み立て調整が極めて容易で
あり、製造工数、コストを大きく削減することが
できる。

しかも、発振回路の抵抗、容量の切り換えをス
イツチで行つているので、センサーの切り換えと
同時に専用の抵抗及び容量に簡単に切り換えるこ
とができ、可変抵抗を利用する場合と比べて正確
に切換を行うことができる。

また、この実施例では、測定に際して、温度湿
度測定用発振回路の発振周波数と基準発振回路の
周波数との比によつて温度湿度を測定しているの
で、電圧変動や温度による各抵抗等の特性の変化
を打ち消すことができ、正確な測定を行うことが
できる。

次にこの考案の第２実施例について、第２図に
基づいて説明する。

この実施例では、湿度センサー８を含む発振回
路の周波数特性が所定の形になるのに必要な容量
を共通容量であるコンデンサーC₀だけですむよ
うにし、温度測定用発振回路の方に付加容量とし
てコンデンサーC₂を設けたものである。また、
ここでは、基準発振回路にも所望の発振周波数を
得るために付加容量としてコンデンサーC₂が用
いられている。従つて基準発振用のスイツチS₂₁
と温度測定用のスイツチS₂₂に各々連動するスイ
ツチS₁₁，S₁₂が設けられているが、スイツチS₁₁，
S₁₂は共にコンデンサーC₂と直列に接続され、コ
ンデンサーC₂を共用するようになつている。ま
た、湿度測定用発振回路の方だけに付加容量を取
り付けるようにしても良いことは言うまでもな
い。

この実施例によつても第１実施例と同様の効果
が得られるものであり、高精度の温湿度測定回路
が簡単な構成で得ることができるものである。

さらに他の実施例として、第３図に示すように
スイツチS₁，S₂，S₃を互いに並列に接続するとと
もに、発振回路に直列に接続しても良い。

これによつて、スイツチの数を削減でき、回路
も小さくすることができる。

尚、この考案の温湿度測定回路は上記実施例の
外、電源電圧の変動を小さくすることによつて、
基準発振回路を設けないものにすることも可能で
あり、大まかな測定で良い場合は、回路の簡略化
のため基準発振回路を設けずに直接発振周波数を
カウントして温度湿度を測定しても良い。

〔考案の効果〕

この考案の温湿度測定回路は、湿度センサーの
特性のバラツキに対して発振周波数特性が一定と
なるように抵抗及び容量を選定し、温度と湿度の
測定に際し、スイツチにより容量を切り換えて測
定を行うようにしたので、素子毎に特性のバラツ
キのある湿度センサーに対して、製造時に複雑な
調整をすることなくバラツキに対応した容量を選
択して設ければ良い。しかも、使用する素子の特
性をそろえるために選別をする必要もなく、製造
コストの削減にも寄与するものである。

さらに、容量を選択して発振周波数の特性をそ
ろえているので、極めて正確に周波数特性が一定
となり、特性曲線の直線領域も長いものにするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１実施例を示す回路図、
第２図はこの考案の第２実施例を示す回路図、第
３図はこの考案の第３実施例を示す回路図であ
る。 １，２，３……インバータ（能動素子）、７…
…温度センサー、８……湿度センサー、C₀……
コンデンサー（共通容量）、C₁，C₂，C₃……コン
デンサー（付加容量）、S₁，S₂，S₃，S₁₁，S₁₂，
S₁₃，S₂₁，S₂₂，S₂₃……スイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 温度センサーを有し抵抗と容量及び能動素子か
   ら成る温度測定用発振回路と、湿度センサーを有
   し上記能動素子を共用した抵抗及び容量から成る
   湿度測定用発振回路が設けられ、湿度センサーの
   基準状態における抵抗値と標準抵抗値との比に比
   例して上記湿度測定用発振回路の抵抗値が設定さ
   れ、温度測定用発振回路の抵抗値は上記湿度測定
   用発振回路の抵抗値と独立に一定の値に設定され
   るとともに、上記各温度及び湿度測定用発振回路
   の容量の一部を共通容量として共用し、上記温度
   及び湿度測定用発振回路の少なくとも一方に上記
   共通容量と並列に接続される付加容量が接続さ
   れ、温度測定用発振回路及び湿度測定用発振回路
   と各々直列に上記付加容量及び各発振回路を切り
   換えるスイツチが取り付けられていることを特徴
   とする温湿度測定回路。