JPH0517649Y2 - - Google Patents
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- JPH0517649Y2 JPH0517649Y2 JP6359586U JP6359586U JPH0517649Y2 JP H0517649 Y2 JPH0517649 Y2 JP H0517649Y2 JP 6359586 U JP6359586 U JP 6359586U JP 6359586 U JP6359586 U JP 6359586U JP H0517649 Y2 JPH0517649 Y2 JP H0517649Y2
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- Japan
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- temperature
- circuit
- resistance
- humidity sensor
- temperature compensation
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- 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
【考案の詳細な説明】
［考案の目的］
（産業上の利用分野）
本考案は湿度センサ温度補償回路に関する。
（従来の技術）
一般に湿度測定には酸化亜鉛，酸化クロムなど
を主成分として、たとえばリチウム，バナジウム
などの物質を添加した粉体を加圧成形，高温焼結
して得られた多孔質セラミツク焼結体の両面に形
成した多孔質の電極にリード線を取着したセラミ
ツク湿度センサを用いる。しかして該湿度センサ
は前記焼結体の微結晶表面における水分子の吸収
脱着現象によつて電極間の電気抵抗が相対湿度に
対し指数的に変化する値を検知するもので、構造
が簡単で安定性が高く、クリーニングが不要であ
るなどのすぐれた特徴をもつている。しかしなが
ら、温度に対しても特性が変化する温度依存性を
有しているため、湿度測定にあたつては温度依存
性を相殺する手段、すなわち温度補償を行わなけ
ればならないことになる。しかして、このような
湿度センサを用いて湿度を測定する場合、従来は
第４図に示すように湿度センサ４１を接続した抵
抗−電圧変換回路４２に発振回路４３から交流電
圧を印加し、前記抵抗−電圧変換回路４２で前記
湿度センサ４１の抵抗の変化を電圧の変化に変換
し、該電圧を前記抵抗−電圧変換回路４２の出力
に接続した交流−直流変換回路４４で整流して直
流電圧に変換し湿度検知用出力４５として取りだ
す回路構成に加え、別途温度変化に対してその出
力電圧が変化するような温度検知回路４６を設
け、該温度検知回路４６の出力４７と前記湿度検
知用出力４５を加・減算回路４８に接続し、温度
変化に対応する出力電圧分を加算または減算し温
度補償を行うようにした回路構成からなつてい
た。
を主成分として、たとえばリチウム，バナジウム
などの物質を添加した粉体を加圧成形，高温焼結
して得られた多孔質セラミツク焼結体の両面に形
成した多孔質の電極にリード線を取着したセラミ
ツク湿度センサを用いる。しかして該湿度センサ
は前記焼結体の微結晶表面における水分子の吸収
脱着現象によつて電極間の電気抵抗が相対湿度に
対し指数的に変化する値を検知するもので、構造
が簡単で安定性が高く、クリーニングが不要であ
るなどのすぐれた特徴をもつている。しかしなが
ら、温度に対しても特性が変化する温度依存性を
有しているため、湿度測定にあたつては温度依存
性を相殺する手段、すなわち温度補償を行わなけ
ればならないことになる。しかして、このような
湿度センサを用いて湿度を測定する場合、従来は
第４図に示すように湿度センサ４１を接続した抵
抗−電圧変換回路４２に発振回路４３から交流電
圧を印加し、前記抵抗−電圧変換回路４２で前記
湿度センサ４１の抵抗の変化を電圧の変化に変換
し、該電圧を前記抵抗−電圧変換回路４２の出力
に接続した交流−直流変換回路４４で整流して直
流電圧に変換し湿度検知用出力４５として取りだ
す回路構成に加え、別途温度変化に対してその出
力電圧が変化するような温度検知回路４６を設
け、該温度検知回路４６の出力４７と前記湿度検
知用出力４５を加・減算回路４８に接続し、温度
変化に対応する出力電圧分を加算または減算し温
度補償を行うようにした回路構成からなつてい
た。
しかしながら、上記構成になる回路では湿度セ
ンサと温度検知用の感温素子は材料，組成も異な
り、温度の変化に対する抵抗変化の度合、温度係
数も異なるので広い温度範囲にわたつて湿度セン
サ４１の温度補償、特に低温でのが温度補償を行
うことはきわめて困難であり、また温度変化に対
して出力電圧がリニアに変化する温度検知回路４
６を設けているので電圧の加算や減算などの信号
処理を必要とし、回路が複雑になりコスト的にも
高くならざるを得なかつた。
ンサと温度検知用の感温素子は材料，組成も異な
り、温度の変化に対する抵抗変化の度合、温度係
数も異なるので広い温度範囲にわたつて湿度セン
サ４１の温度補償、特に低温でのが温度補償を行
うことはきわめて困難であり、また温度変化に対
して出力電圧がリニアに変化する温度検知回路４
６を設けているので電圧の加算や減算などの信号
処理を必要とし、回路が複雑になりコスト的にも
高くならざるを得なかつた。
（考案が解決しようとする問題点）
以上のように別途温度検知回路を設けて湿度セ
ンサの温度補償を行う回路では低温から高温まで
の広い温度範囲にわたつて精度の高い温度補償は
できないばかりか、回路自体を複雑化してしまう
原因となつていた。
ンサの温度補償を行う回路では低温から高温まで
の広い温度範囲にわたつて精度の高い温度補償は
できないばかりか、回路自体を複雑化してしまう
原因となつていた。
本考案は以上の点に鑑みてなされたもので、簡
単な回路構成で広い温度範囲にわたつて温度補償
を可能とした湿度センサ温度補償回路を提供する
ことを目的とするものである。
単な回路構成で広い温度範囲にわたつて温度補償
を可能とした湿度センサ温度補償回路を提供する
ことを目的とするものである。
［考案の構成］
（問題点を解決するための手段）
本考案の湿度センサ温度補償回路は、ウイーン
ブリツジ発振回路の負帰還ループに少なくともサ
ーミスタを挿入し、前記発振回路の出力端にセラ
ミツク湿度センサを介し抵抗−電圧変換回路を接
続することにより構成するものである。
ブリツジ発振回路の負帰還ループに少なくともサ
ーミスタを挿入し、前記発振回路の出力端にセラ
ミツク湿度センサを介し抵抗−電圧変換回路を接
続することにより構成するものである。
（作用）
本考案による湿度センサ温度補償回路は、ウイ
ーンブリツジ発振回路の負帰還ループにサーミス
タが挿入されていることによつて、前記発振回路
からの出力電圧振幅は前記発振回路を構成し前記
負帰還ループに接続した抵抗が大きいときは大き
くなり、小さいときは小さくなる関係にあり、温
度が高いときはサーミスタの抵抗が小さくなるの
で、その結果前記抵抗が小さく、よつて前記出力
電圧が小さくなり、温度が低いときはサーミスタ
の抵抗が大きくなり、その結果前記抵抗が大き
く、よつて前記出力電圧が大きくなり、湿度セン
サを介して抵抗−電圧変換回路に導かれる電圧は
すでに温度補償がなされたものとなる。
ーンブリツジ発振回路の負帰還ループにサーミス
タが挿入されていることによつて、前記発振回路
からの出力電圧振幅は前記発振回路を構成し前記
負帰還ループに接続した抵抗が大きいときは大き
くなり、小さいときは小さくなる関係にあり、温
度が高いときはサーミスタの抵抗が小さくなるの
で、その結果前記抵抗が小さく、よつて前記出力
電圧が小さくなり、温度が低いときはサーミスタ
の抵抗が大きくなり、その結果前記抵抗が大き
く、よつて前記出力電圧が大きくなり、湿度セン
サを介して抵抗−電圧変換回路に導かれる電圧は
すでに温度補償がなされたものとなる。
（実施例）
以下図面を参照し本考案の実施例を説明する。
第１図は本考案の湿度センサ温度補償回路の一実
施例を示すもので、１は抵抗２とコンデンサ３の
並列回路４を演算増幅器５の非反転入力６とアー
ス電位７間に接続し、コンデンサ８と抵抗９の直
列回路１０を前記非反転入力６と前記演算増幅器
５の出力１１間に接続するとともに、前記演算増
幅器５の反転入力１２と前記出力１１を抵抗R2
１３で結合し、かつ前記反転入力１２と基準電位
１４間に抵抗R1１５を接続したウイーンブリツ
ジ発振回路であり、該発振回路１の不帰還ループ
に温度変化に対してその抵抗値が指数関数的に変
化するサーミスタ１６を抵抗R2１３に並列に挿
入し、前記発振回路１の出力１１に抵抗−電圧変
換回路１７を接続し、該変換回路１７の入力側に
セラミツク湿度センサ１８を接続することにより
湿度センサ温度補償回路が構成される。
第１図は本考案の湿度センサ温度補償回路の一実
施例を示すもので、１は抵抗２とコンデンサ３の
並列回路４を演算増幅器５の非反転入力６とアー
ス電位７間に接続し、コンデンサ８と抵抗９の直
列回路１０を前記非反転入力６と前記演算増幅器
５の出力１１間に接続するとともに、前記演算増
幅器５の反転入力１２と前記出力１１を抵抗R2
１３で結合し、かつ前記反転入力１２と基準電位
１４間に抵抗R1１５を接続したウイーンブリツ
ジ発振回路であり、該発振回路１の不帰還ループ
に温度変化に対してその抵抗値が指数関数的に変
化するサーミスタ１６を抵抗R2１３に並列に挿
入し、前記発振回路１の出力１１に抵抗−電圧変
換回路１７を接続し、該変換回路１７の入力側に
セラミツク湿度センサ１８を接続することにより
湿度センサ温度補償回路が構成される。
以上のように構成してなる湿度センサ温度補償
回路によれば、ウイーンブリツジ発振回路１から
の出力電圧は測定時の温度が高い場合はサーミス
タ１６の抵抗が小さくなり、該抵抗と前記抵抗
R2１３からなる並列抵抗が小さく、よつて前記
出力電圧は小さくなり、また測定時の温度が低い
場合はサーミスタ１６の抵抗が大きくなり、該抵
抗と前記抵抗R2１３からなる並列抵抗が大きく、
よつて前記出力電圧は大きくなり、抵抗−電圧変
換回路１７に導かれる電圧はすでに温度補償がな
されることになり、該変換回路１７からの出力は
低温から高温までの広い温度範囲にわたつて精度
の高い温度補償がなされたものとなる。
回路によれば、ウイーンブリツジ発振回路１から
の出力電圧は測定時の温度が高い場合はサーミス
タ１６の抵抗が小さくなり、該抵抗と前記抵抗
R2１３からなる並列抵抗が小さく、よつて前記
出力電圧は小さくなり、また測定時の温度が低い
場合はサーミスタ１６の抵抗が大きくなり、該抵
抗と前記抵抗R2１３からなる並列抵抗が大きく、
よつて前記出力電圧は大きくなり、抵抗−電圧変
換回路１７に導かれる電圧はすでに温度補償がな
されることになり、該変換回路１７からの出力は
低温から高温までの広い温度範囲にわたつて精度
の高い温度補償がなされたものとなる。
つぎに第１図に示す本考案の湿度センサ温度補
償回路と第４図に示す従来の参考例による湿度セ
ンサ温度補償回路を用いた場合の温度５℃と45℃
のときの相対湿度特性を調べた結果第５図および
第６図に示すようになつた。第５図から明らかな
ように従来の参考例では温度５℃のときの出力電
圧値は大きく温度補償が不十分であるのに対し、
第６図から明らかなように本考案では温度５℃お
よび45℃の出力電圧値はほぼ一致しており、温度
差に関係なく良好な温度補償が可能であることが
わかつた。
償回路と第４図に示す従来の参考例による湿度セ
ンサ温度補償回路を用いた場合の温度５℃と45℃
のときの相対湿度特性を調べた結果第５図および
第６図に示すようになつた。第５図から明らかな
ように従来の参考例では温度５℃のときの出力電
圧値は大きく温度補償が不十分であるのに対し、
第６図から明らかなように本考案では温度５℃お
よび45℃の出力電圧値はほぼ一致しており、温度
差に関係なく良好な温度補償が可能であることが
わかつた。
なお従来の参考例の場合温度補償が不十分であ
る理由は湿度センサの低温域での温度変化に対す
る抵抗の変化が大きいため、温度変化に対し一定
の割合で変化する温度検知回路４６からの出力電
圧では補償しきれず生じたものであり、従来の参
考例に比較して本考案の場合低温域でも良好な温
度補償がなされる理由は、サーミスタの抵抗と並
列接続した抵抗からなる並列抵抗は、特に低温域
での抵抗変化が大きく低温になるほど大きな温度
補償が行われるからである。
る理由は湿度センサの低温域での温度変化に対す
る抵抗の変化が大きいため、温度変化に対し一定
の割合で変化する温度検知回路４６からの出力電
圧では補償しきれず生じたものであり、従来の参
考例に比較して本考案の場合低温域でも良好な温
度補償がなされる理由は、サーミスタの抵抗と並
列接続した抵抗からなる並列抵抗は、特に低温域
での抵抗変化が大きく低温になるほど大きな温度
補償が行われるからである。
なお、上記実施例では負帰還ループ構成として
サーミスタを挿入した基本的回路を例示して説明
したが、第２図に示すようにcdsフオトカプラ１
９を構成する受光側の抵抗２０をサーミスタ１６
と直列に接続し、前記cdsフオトカプラ１９を構
成する発光ダイオード２１に接続したダイオード
ブリツジ２２で全波整流し、前記発光ダイオード
２１の光量を制御するように負帰還ループを構成
したものでも同効であり、また第３図に示すよう
に発振出力をサーミスタ１６とボリウム２３を直
列接続した抵抗２４と抵抗２５で分圧してからダ
イオード２６で負の半サイクル整流してコンデン
サC1２７で平滑しFET２８のゲート電位２９を
制御するように負帰還ループを構成すれば、前記
抵抗２４，２５の抵抗比が変化したり、出力振幅
が変化したりするとFET２８のゲート電位２９
が変化しFET２８のドレイン３０−ソース３１
間抵抗が変化するため負荷の変動，電源電圧の変
動などに対しても安定した出力が得られ、より効
果的である。
サーミスタを挿入した基本的回路を例示して説明
したが、第２図に示すようにcdsフオトカプラ１
９を構成する受光側の抵抗２０をサーミスタ１６
と直列に接続し、前記cdsフオトカプラ１９を構
成する発光ダイオード２１に接続したダイオード
ブリツジ２２で全波整流し、前記発光ダイオード
２１の光量を制御するように負帰還ループを構成
したものでも同効であり、また第３図に示すよう
に発振出力をサーミスタ１６とボリウム２３を直
列接続した抵抗２４と抵抗２５で分圧してからダ
イオード２６で負の半サイクル整流してコンデン
サC1２７で平滑しFET２８のゲート電位２９を
制御するように負帰還ループを構成すれば、前記
抵抗２４，２５の抵抗比が変化したり、出力振幅
が変化したりするとFET２８のゲート電位２９
が変化しFET２８のドレイン３０−ソース３１
間抵抗が変化するため負荷の変動，電源電圧の変
動などに対しても安定した出力が得られ、より効
果的である。
［考案の効果］
以上述べたように本考案の構成によれば、ウイ
ーンブリツジ発振回路の負帰還ループに少なくと
もサーミスタを挿入し抵抗−電圧変換回路に導か
れる電圧を温度補償したものとすることで、精度
の高い温度補償を可能とした湿度センサ温度補償
回路を得ることができる。
ーンブリツジ発振回路の負帰還ループに少なくと
もサーミスタを挿入し抵抗−電圧変換回路に導か
れる電圧を温度補償したものとすることで、精度
の高い温度補償を可能とした湿度センサ温度補償
回路を得ることができる。
第１図は本考案の湿度センサ温度補償回路を示
す構成説明図、第２図および第３図は本考案の湿
度センサ温度補償回路の他の実施例を示す構成説
明図、第４図は従来の参考例の湿度センサ温度補
償回路を示す構成説明図、第５図は従来の参考例
による相対湿度−出力電圧特性曲線図、第６図は
本考案による相対湿度−出力電圧特性曲線図であ
る。 １………ウイーンブリツジ発振回路、１１……
出力、１２……反転入力、１６……サーミスタ、
１７……抵抗−電圧変換回路、１８……セラミツ
ク湿度センサ。
す構成説明図、第２図および第３図は本考案の湿
度センサ温度補償回路の他の実施例を示す構成説
明図、第４図は従来の参考例の湿度センサ温度補
償回路を示す構成説明図、第５図は従来の参考例
による相対湿度−出力電圧特性曲線図、第６図は
本考案による相対湿度−出力電圧特性曲線図であ
る。 １………ウイーンブリツジ発振回路、１１……
出力、１２……反転入力、１６……サーミスタ、
１７……抵抗−電圧変換回路、１８……セラミツ
ク湿度センサ。
Claims (1)
- ウイーンブリツジ発振回路の負帰還ループに少
なくともサーミスタを挿入し、前記発振回路の出
力端にセラミツク湿度センサを介して抵抗−電圧
変換回路を接続したことを特徴とする湿度センサ
温度補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6359586U JPH0517649Y2 (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6359586U JPH0517649Y2 (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62176750U JPS62176750U (ja) | 1987-11-10 |
| JPH0517649Y2 true JPH0517649Y2 (ja) | 1993-05-12 |
Family
ID=30898970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6359586U Expired - Lifetime JPH0517649Y2 (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517649Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-04-26 JP JP6359586U patent/JPH0517649Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62176750U (ja) | 1987-11-10 |
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