JPH0524452B2 - - Google Patents
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- JPH0524452B2 JPH0524452B2 JP18540984A JP18540984A JPH0524452B2 JP H0524452 B2 JPH0524452 B2 JP H0524452B2 JP 18540984 A JP18540984 A JP 18540984A JP 18540984 A JP18540984 A JP 18540984A JP H0524452 B2 JPH0524452 B2 JP H0524452B2
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
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- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- 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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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、大気中等の雰囲気中における湿度を
検出する湿度検出装置に関する。
検出する湿度検出装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来から、湿度を検出する手段として、各種の
ものが知られているが、その中でも湿度に応じて
電気抵抗の変化する感湿体を用いたものは、簡単
に湿度を知ることができるため、各所で利用され
ている。
ものが知られているが、その中でも湿度に応じて
電気抵抗の変化する感湿体を用いたものは、簡単
に湿度を知ることができるため、各所で利用され
ている。
この様な感湿体としては、例えば、セラミツク
多孔質体等があげられる。一般に、この様な感湿
体の電気抵抗は湿度に応じて指数関数的に減少す
る。電気的に湿度を測定しようとする場合は、湿
度Ｈと電気抵抗Ｒの関係が直線的であるほうが容
易であることは、周知である。そこで、一般的に
は、感湿体の電気抵抗値を対数に変換してＨ−
LogRが直線になるようにして測定している。
多孔質体等があげられる。一般に、この様な感湿
体の電気抵抗は湿度に応じて指数関数的に減少す
る。電気的に湿度を測定しようとする場合は、湿
度Ｈと電気抵抗Ｒの関係が直線的であるほうが容
易であることは、周知である。そこで、一般的に
は、感湿体の電気抵抗値を対数に変換してＨ−
LogRが直線になるようにして測定している。
しかしながら感湿体の電気抵抗はこの様な対数
変換によつても湿度に対して直線的な変化とはな
らず、一般に上側に凸の変化をとる。従つて、湿
度検出装置は、校正用のメモリ等の複雑な回路が
必要であるという問題点があつた。
変換によつても湿度に対して直線的な変化とはな
らず、一般に上側に凸の変化をとる。従つて、湿
度検出装置は、校正用のメモリ等の複雑な回路が
必要であるという問題点があつた。
［発明の目的］
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
検出回路を複雑にすることなく、正確な湿度の検
出ができる湿度検出装置を提供することを目的と
する。
検出回路を複雑にすることなく、正確な湿度の検
出ができる湿度検出装置を提供することを目的と
する。
［発明の概要］
本発明は、感湿体に直列に固定抵抗を接続し、
感湿体と固定抵抗の合成抵抗を測定することによ
り、上述の問題点を解消したものである。
感湿体と固定抵抗の合成抵抗を測定することによ
り、上述の問題点を解消したものである。
すなわち感湿体（電気抵抗値Ｒ）だけでは対数
変換してもＨ（湿度）−Ｒ曲線は上側に凸である
が、固定抵抗（電気抵抗値Rs）を感湿体に直列
に接続することにより、Ｈ−Log（Ｒ＋Rs）曲線
がほぼ直線となり校正用の回路を設ける必要がな
く、湿度検出装置の構成が、簡略化されるととも
に、正確な湿度の検出を行うことができる。
変換してもＨ（湿度）−Ｒ曲線は上側に凸である
が、固定抵抗（電気抵抗値Rs）を感湿体に直列
に接続することにより、Ｈ−Log（Ｒ＋Rs）曲線
がほぼ直線となり校正用の回路を設ける必要がな
く、湿度検出装置の構成が、簡略化されるととも
に、正確な湿度の検出を行うことができる。
固定抵抗の電気抵抗値は、感湿体の電気抵抗値
に合せて適宜設定することができる。一般的に
は、固定抵抗の電気抵抗値が検出湿度範囲の最低
湿度での前記感湿体の電気抵抗値Ｒ１を上限と
し、最高湿度の電気抵抗値Ｒ２を下限とする範囲
内が良い。固定抵抗の電気抵抗値RsがＲ１を越
えてしまうと感湿体の電気抵抗値Ｒの変化のRx
（＝Ｒ＋Rs）中における比率が小さくなり、結
局、湿度検出感度が小さくなつてしまう。また、
RsがＲ２より小さくなると、Ｈ−LogRx曲線が
直線に近づかないからである。
に合せて適宜設定することができる。一般的に
は、固定抵抗の電気抵抗値が検出湿度範囲の最低
湿度での前記感湿体の電気抵抗値Ｒ１を上限と
し、最高湿度の電気抵抗値Ｒ２を下限とする範囲
内が良い。固定抵抗の電気抵抗値RsがＲ１を越
えてしまうと感湿体の電気抵抗値Ｒの変化のRx
（＝Ｒ＋Rs）中における比率が小さくなり、結
局、湿度検出感度が小さくなつてしまう。また、
RsがＲ２より小さくなると、Ｈ−LogRx曲線が
直線に近づかないからである。
本発明に用いられる感湿体としては、Ｈ−
LogRs曲線が上側に凸となる特性を有していれば
よく、例えば、LiZnVO4系等のセラミツク多孔
質があげられる。この様な感湿体は、湿度検出感
度が優れているが、本発明の構成を取ることによ
り、より一層優れた湿度検出装置を得ることがで
きる。
LogRs曲線が上側に凸となる特性を有していれば
よく、例えば、LiZnVO4系等のセラミツク多孔
質があげられる。この様な感湿体は、湿度検出感
度が優れているが、本発明の構成を取ることによ
り、より一層優れた湿度検出装置を得ることがで
きる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、感湿体
の電気抵抗値を対数変換して湿度を測定する湿度
検出装置における湿度と電気抵抗値との直線性が
向上するため、複雑な校正用の回路を設けること
なく、正確な湿度の検出ができる。
の電気抵抗値を対数変換して湿度を測定する湿度
検出装置における湿度と電気抵抗値との直線性が
向上するため、複雑な校正用の回路を設けること
なく、正確な湿度の検出ができる。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を説明する。
第１図は、本実施例の回路構成を示す概略図で
ある。感湿素子１に直列に固定抵抗２（電気抵抗
値Rs）が接続されている。感湿素子１おび固定
抵抗２には、バイアス電圧Ｖ１印加用のバイアス
電源３が接続されている。また、直列に接続され
た感湿素子１および固定抵抗２には抵抗測定装置
４が接続されている。さらに、感湿素子１に直列
に分圧用の分圧抵抗５（電気抵抗値R′）が接続
されている。
ある。感湿素子１に直列に固定抵抗２（電気抵抗
値Rs）が接続されている。感湿素子１おび固定
抵抗２には、バイアス電圧Ｖ１印加用のバイアス
電源３が接続されている。また、直列に接続され
た感湿素子１および固定抵抗２には抵抗測定装置
４が接続されている。さらに、感湿素子１に直列
に分圧用の分圧抵抗５（電気抵抗値R′）が接続
されている。
この様な構成をとる湿度検出装置においては、
湿度の変化に応じて変化する感湿体１の電気抵抗
値Rsを、抵抗測定装置により、固定抵抗２との
合成抵抗であるRx（＝Rs＋Ｒ１）として検出し、
これをLogRxに変換する。Ｈ−LogRxの関係は、
あらかじめ測定により求めることができるので、
LogRxを測定することにより、簡単に湿度を求
めることができる。
湿度の変化に応じて変化する感湿体１の電気抵抗
値Rsを、抵抗測定装置により、固定抵抗２との
合成抵抗であるRx（＝Rs＋Ｒ１）として検出し、
これをLogRxに変換する。Ｈ−LogRxの関係は、
あらかじめ測定により求めることができるので、
LogRxを測定することにより、簡単に湿度を求
めることができる。
R′とRxには、抵抗値に比例して電圧Ｖ１が分
配される。従つて、Rxにかかる電圧Ｖ２を測定
することにより、 Rx＝R′・V2／（V1−V2） なる式でRxを求めることができる。そして、こ
のRxを対数に、変換して湿度との対応をとる。
実際の測定にあたつては、抵抗値と電圧値は等価
にあるので電圧値による処理を行えば良い。
配される。従つて、Rxにかかる電圧Ｖ２を測定
することにより、 Rx＝R′・V2／（V1−V2） なる式でRxを求めることができる。そして、こ
のRxを対数に、変換して湿度との対応をとる。
実際の測定にあたつては、抵抗値と電圧値は等価
にあるので電圧値による処理を行えば良い。
このとき感湿体の電気抵抗を直接測定せず、固
定抵抗との合成抵抗として測定するため、前述の
ごとく校正用の回路等、複雑な構成をとることな
く、正確な湿度の測定ができる。
定抵抗との合成抵抗として測定するため、前述の
ごとく校正用の回路等、複雑な構成をとることな
く、正確な湿度の測定ができる。
以下に、感湿体として、LiZnVO4系のセラミ
ツクを用いて湿度を測定した例について説明す
る。感湿素子１は第２図に示すような構成とし、
以下に示す手順で製造した。出発原料として
ZnO、Cr2O3、Li2CO3、V2O5の各微粉末を用い、
ZnCrO4−LiZnO4の化合物のモル比が45：10にな
るよう混合し、成型し、1300℃、２時間の条件で
焼成し、直径９mm、厚み0.3mmの円板状の感湿体
１ａを作成した後、この感湿体１ａの両面に酸化
ルテニウムペーストを用いて、印刷・焼付けによ
り、直径６mmの電極１ｂ，１ｃを形成し、感湿素
子１を製造した。また、電極１ｂ，１ｃには、白
金のリード線１ｄ，１ｅを酸化ルテニウムペース
トで焼付けてある。
ツクを用いて湿度を測定した例について説明す
る。感湿素子１は第２図に示すような構成とし、
以下に示す手順で製造した。出発原料として
ZnO、Cr2O3、Li2CO3、V2O5の各微粉末を用い、
ZnCrO4−LiZnO4の化合物のモル比が45：10にな
るよう混合し、成型し、1300℃、２時間の条件で
焼成し、直径９mm、厚み0.3mmの円板状の感湿体
１ａを作成した後、この感湿体１ａの両面に酸化
ルテニウムペーストを用いて、印刷・焼付けによ
り、直径６mmの電極１ｂ，１ｃを形成し、感湿素
子１を製造した。また、電極１ｂ，１ｃには、白
金のリード線１ｄ，１ｅを酸化ルテニウムペース
トで焼付けてある。
まず、この感湿素子１の電気抵抗値Ｒの湿度特
性を第３図に示す（曲線ａ）。第３図において、
Ｘ軸は相対湿度Ｈであり、Ｙ軸は感湿素子の抵抗
値Ｒを対数で表わしたものである。同図から明ら
かなように、Ｈ−LogR曲線は、上側に凸であ
り、相対湿度30％で220kΩ、60％で83kΩ、90％
で17kΩであつた。この様な湿度特性を有する感
湿素子の抵抗値を直接測定するだけでは、前述の
ごとく、校正回路等が必要になる。
性を第３図に示す（曲線ａ）。第３図において、
Ｘ軸は相対湿度Ｈであり、Ｙ軸は感湿素子の抵抗
値Ｒを対数で表わしたものである。同図から明ら
かなように、Ｈ−LogR曲線は、上側に凸であ
り、相対湿度30％で220kΩ、60％で83kΩ、90％
で17kΩであつた。この様な湿度特性を有する感
湿素子の抵抗値を直接測定するだけでは、前述の
ごとく、校正回路等が必要になる。
そこで本発明のごとく固定抵抗２を用いるので
ある。固定抵抗２としてRs＝45kΩの抵抗を用い
た時の湿度特性を第３図に示す（曲線ｂ）。同図
から明らかに、湿度特性が直線状になつているこ
とがわかる。第３図に、Rs＝15kΩ（曲線ｃ）、Rs
＝250kΩ（曲線ｄ）の場合を合せて示す。曲線ｃ
は直線性が充分ではなく、曲線ｄは検出感度が充
分ではない。
ある。固定抵抗２としてRs＝45kΩの抵抗を用い
た時の湿度特性を第３図に示す（曲線ｂ）。同図
から明らかに、湿度特性が直線状になつているこ
とがわかる。第３図に、Rs＝15kΩ（曲線ｃ）、Rs
＝250kΩ（曲線ｄ）の場合を合せて示す。曲線ｃ
は直線性が充分ではなく、曲線ｄは検出感度が充
分ではない。
この様に、Ｈ−LogRx特性が直線となること
により湿度検出装置の構成が簡単になるととも
に、湿度検出精度も向上する。さらに、感湿素子
ごとの直線の傾きのバラツキも縮小され、より湿
度特性の揃つた湿度検出装置を得ることができ
る。すなわち、感湿素子は、個々に製造されるた
め、完全に同一の特性を有するものを得ることは
困難であるが、固定抵抗２を付加することによ
り、ある程度まで素子の特性のバラツキを緩和す
ることができるのである。
により湿度検出装置の構成が簡単になるととも
に、湿度検出精度も向上する。さらに、感湿素子
ごとの直線の傾きのバラツキも縮小され、より湿
度特性の揃つた湿度検出装置を得ることができ
る。すなわち、感湿素子は、個々に製造されるた
め、完全に同一の特性を有するものを得ることは
困難であるが、固定抵抗２を付加することによ
り、ある程度まで素子の特性のバラツキを緩和す
ることができるのである。
以上、本発明の実施例の説明を行つたが、Ｈ−
LogR曲線が下側に凸の場合は、固定抵抗を感湿
素子に並列に接続すれば同様な効果が得ることが
できる。
LogR曲線が下側に凸の場合は、固定抵抗を感湿
素子に並列に接続すれば同様な効果が得ることが
できる。
第４図は、その場合の回路図である。固定抵抗
が２が感湿素子１に並列に接続されている他は、
第１図に示した場合と同様である。この様な感湿
特性を有する感湿体として、例えば、TiO2系の
セラミツクがあげられ、その一例を示す。出発原
料として、TiO290mol％、Cr2O310mol％を混合
し、1000℃、２時間の条件で焼成、研磨により直
径10mm、厚み0.5mmの円板状試料を得た。次いで
この試料の両面に酸化ルテニウムペーストを印
刷・焼付けし直径８mmの電極とした。さらに、白
金リードを電極に焼付けた後、亜リン酸トリエチ
ルと0.2mol％濃度硝酸銅溶液を等量混合した溶
液に、前記試料を浸漬し含浸処理を行ない、その
後、試料を550℃30分間加熱処理して感湿素子１
を得た。
が２が感湿素子１に並列に接続されている他は、
第１図に示した場合と同様である。この様な感湿
特性を有する感湿体として、例えば、TiO2系の
セラミツクがあげられ、その一例を示す。出発原
料として、TiO290mol％、Cr2O310mol％を混合
し、1000℃、２時間の条件で焼成、研磨により直
径10mm、厚み0.5mmの円板状試料を得た。次いで
この試料の両面に酸化ルテニウムペーストを印
刷・焼付けし直径８mmの電極とした。さらに、白
金リードを電極に焼付けた後、亜リン酸トリエチ
ルと0.2mol％濃度硝酸銅溶液を等量混合した溶
液に、前記試料を浸漬し含浸処理を行ない、その
後、試料を550℃30分間加熱処理して感湿素子１
を得た。
第５図に、固定抵抗２なしの場合（曲線Ａ）、
固定抵抗Rs＝614kΩの場合（曲線Ｂ）、Rs＝
3000kΩの場合（曲線Ｃ）、Rs＝1.5kΩの場合（曲
線Ｄ）の場合について、抵抗と湿度の関係を示
す。固定抵抗がない場合は、相対湿度10％で
2640kΩ、50％で30.5kΩ、90％で1.7kΩであつた。
曲線Ｂがほぼ直線となり、固定抵抗が小さすぎる
と、かえつて湿度検出感度が悪くなつてしまう
（曲線Ｄ）ことがわかる。
固定抵抗Rs＝614kΩの場合（曲線Ｂ）、Rs＝
3000kΩの場合（曲線Ｃ）、Rs＝1.5kΩの場合（曲
線Ｄ）の場合について、抵抗と湿度の関係を示
す。固定抵抗がない場合は、相対湿度10％で
2640kΩ、50％で30.5kΩ、90％で1.7kΩであつた。
曲線Ｂがほぼ直線となり、固定抵抗が小さすぎる
と、かえつて湿度検出感度が悪くなつてしまう
（曲線Ｄ）ことがわかる。
第１図は、本発明の湿度検出装置を示す回路概
略図、第２図は、本発明に係る感湿素子を示す断
面図、第３図は、感湿素子の湿度−抵抗曲線図、
第４図は、湿度検出装置を示す回路概略図、第５
図は、感湿素子の湿度−抵抗曲線図。 １……感湿素子、２……固定抵抗。
略図、第２図は、本発明に係る感湿素子を示す断
面図、第３図は、感湿素子の湿度−抵抗曲線図、
第４図は、湿度検出装置を示す回路概略図、第５
図は、感湿素子の湿度−抵抗曲線図。 １……感湿素子、２……固定抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 湿度の変化を感湿体の電気的抵抗値の変化で
検出する湿度検出装置において、湿度Ｈの増加に
伴いその電気抵抗値Ｒが単調に減少し、ＨをＸ
軸、LogRをＹ軸としたときＨ−LogR曲線が上
側に凸の特性を有する感湿体を用い、かつ、前記
感湿体に直列に接続された固定抵抗Rsとの合成
抵抗Rxを測定し、LogRxから湿度を検出するよ
うに構成されたことを特徴とする湿度検出装置。 ２ 前記固定抵抗の電気抵抗値Rsが検出湿度範
囲の最低湿度での前記感湿体の電気抵抗値Ｒ１を
上限とし、最高湿度の電気抵抗値Ｒ２を下限とす
る範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の湿度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18540984A JPS6165149A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 湿度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18540984A JPS6165149A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 湿度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165149A JPS6165149A (ja) | 1986-04-03 |
| JPH0524452B2 true JPH0524452B2 (ja) | 1993-04-07 |
Family
ID=16170286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18540984A Granted JPS6165149A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 湿度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6165149A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102353699A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-02-15 | 宁波奥克斯空调有限公司 | 采用方波对湿度传感器进行采样的方法 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP18540984A patent/JPS6165149A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6165149A (ja) | 1986-04-03 |
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