JPH088445Y2 - 静電容量型湿度変換装置 - Google Patents
静電容量型湿度変換装置Info
- Publication number
- JPH088445Y2 JPH088445Y2 JP1964792U JP1964792U JPH088445Y2 JP H088445 Y2 JPH088445 Y2 JP H088445Y2 JP 1964792 U JP1964792 U JP 1964792U JP 1964792 U JP1964792 U JP 1964792U JP H088445 Y2 JPH088445 Y2 JP H088445Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- capacitance type
- capacitance
- type humidity
- humidity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 13
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 10
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、静電容量型湿度検知素
子の湿度変化に対する容量変化を電圧の変化として取り
出す静電容量型湿度変換装置に関するものである。
子の湿度変化に対する容量変化を電圧の変化として取り
出す静電容量型湿度変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、快適空間を実現するためにニュー
ロやファジイ制御が行われるようになってきたが、体感
状態を検出するためのファクターとして温度ばかりでな
く湿度や風量なども積極的に使われるようになってきて
いる。とりわけ、湿度は快適性を得るための重要な要素
であり、従来より種々の湿度検知素子が開発されてい
る。これらの中でも、例えば、工業計測に使用されてい
た静電容量型湿度検知素子は、低湿度側での測定範囲、
直線性、温度特性、ヒステリシス特性、応答時間等の各
特性において抵抗型湿度検知素子よりも著しく優れてい
るため、近年、民生機器からも注目されるようになって
きている。
ロやファジイ制御が行われるようになってきたが、体感
状態を検出するためのファクターとして温度ばかりでな
く湿度や風量なども積極的に使われるようになってきて
いる。とりわけ、湿度は快適性を得るための重要な要素
であり、従来より種々の湿度検知素子が開発されてい
る。これらの中でも、例えば、工業計測に使用されてい
た静電容量型湿度検知素子は、低湿度側での測定範囲、
直線性、温度特性、ヒステリシス特性、応答時間等の各
特性において抵抗型湿度検知素子よりも著しく優れてい
るため、近年、民生機器からも注目されるようになって
きている。
【０００３】この種の静電容量型湿度検知素子の構成と
しては、絶縁基板上に対向電極層が形成され、その上に
ポリイミドやセルロース系の感湿膜が形成された後、更
に最外殻に各種処理が施されたフローティング電極が形
成されてなるものが一般的である。しかし、このような
構成の湿度検知素子は、構造が複雑で価格が極めて高価
であるのに加え、フローティング電極構成であるため、
容量値やその変化量が小さく、また、湿度に対する容量
変化の直線からのズレがやや大きい。更に、６０℃を越
える高湿度中では容量値が変化したまま復元せず（ドリ
フト量が大きい）、加熱処理等を施しても容易に復元さ
れないという欠点がある。
しては、絶縁基板上に対向電極層が形成され、その上に
ポリイミドやセルロース系の感湿膜が形成された後、更
に最外殻に各種処理が施されたフローティング電極が形
成されてなるものが一般的である。しかし、このような
構成の湿度検知素子は、構造が複雑で価格が極めて高価
であるのに加え、フローティング電極構成であるため、
容量値やその変化量が小さく、また、湿度に対する容量
変化の直線からのズレがやや大きい。更に、６０℃を越
える高湿度中では容量値が変化したまま復元せず（ドリ
フト量が大きい）、加熱処理等を施しても容易に復元さ
れないという欠点がある。
【０００４】一方、前記静電容量型湿度検知素子の湿度
に対する静電容量の変化を電圧の変化等に変換する変換
回路は、精度の程度に応じて種々提案されている。
に対する静電容量の変化を電圧の変化等に変換する変換
回路は、精度の程度に応じて種々提案されている。
【０００５】この種の変換回路として最も基本的なもの
として、例えば、交流ブリッジによる位相差の検出があ
る。しかし、この回路は高精度ではあるものの回路の規
模が大き過ぎ、民生機器の回路としては不適である。ま
た最近では、スイッチド・キャパシタで構成された電荷
平衡アンプにより、非常に高精度な変換回路が現実化さ
れているが、これも多相クロックを使うなど構成が複雑
で規模も大きく民生機器の回路としては不適である。
として、例えば、交流ブリッジによる位相差の検出があ
る。しかし、この回路は高精度ではあるものの回路の規
模が大き過ぎ、民生機器の回路としては不適である。ま
た最近では、スイッチド・キャパシタで構成された電荷
平衡アンプにより、非常に高精度な変換回路が現実化さ
れているが、これも多相クロックを使うなど構成が複雑
で規模も大きく民生機器の回路としては不適である。
【０００６】これらの他、容量値を電圧に変換する回路
として、精度は高くないが良く知られているものとして
以下のようなものがある。 （ａ）ＣＲタイミング回路からなる無安定マルチバイブ
レーターの方形波出力がカウンターに入力され、そのカ
ウント出力がデジタル・アナログ・コンバーターで電圧
に変換される回路。 （ｂ）ＣＲタイミング回路からなる無安定マルチバイブ
レーターの方形波出力のエッジ微分で作成されるトリガ
ー・パルスにより単安定マルチバイブレーターが駆動さ
れて出力される一定間隔パルスが、前記方形波出力周期
ごとに積分されて電圧に変換される、いわゆる周波数−
電圧変換回路。 （ｃ）ＣＲタイミング回路から成る無安定マルチバイブ
レーターの方形波出力がミラー積分回路に加えられ、そ
の出力が直線検波、平滑されて電圧に変換される、いわ
ゆる周期−電圧変換回路。
として、精度は高くないが良く知られているものとして
以下のようなものがある。 （ａ）ＣＲタイミング回路からなる無安定マルチバイブ
レーターの方形波出力がカウンターに入力され、そのカ
ウント出力がデジタル・アナログ・コンバーターで電圧
に変換される回路。 （ｂ）ＣＲタイミング回路からなる無安定マルチバイブ
レーターの方形波出力のエッジ微分で作成されるトリガ
ー・パルスにより単安定マルチバイブレーターが駆動さ
れて出力される一定間隔パルスが、前記方形波出力周期
ごとに積分されて電圧に変換される、いわゆる周波数−
電圧変換回路。 （ｃ）ＣＲタイミング回路から成る無安定マルチバイブ
レーターの方形波出力がミラー積分回路に加えられ、そ
の出力が直線検波、平滑されて電圧に変換される、いわ
ゆる周期−電圧変換回路。
【０００７】ここで、前記（ａ）及び（ｂ）の変換回路
は、回路構成が複雑であると共に、優れた精度や安定性
を得ることが難しく、また調整が繁雑な点や比較的高価
な部品を必要とする点で不経済である。
は、回路構成が複雑であると共に、優れた精度や安定性
を得ることが難しく、また調整が繁雑な点や比較的高価
な部品を必要とする点で不経済である。
【０００８】前記（ｃ）の変換回路は、高精度ではない
ものの、回路構成が極めて簡単であるため、高価な部品
は使用せず経済的である。しかし、その反面、無安定マ
ルチバイブレーターからの方形波出力が、１次アクティ
ブ・ローパス・フィルターの１種ではあるが、ミラー積
分回路という単純な回路に入力されるために方形波出力
の周波数成分に対して、減衰特性、遮断周波数、Ｑ値等
のフィルター特性を自由に選択することができず、変換
特性の感度や安定性に不満足な点が残る場合が多い。
ものの、回路構成が極めて簡単であるため、高価な部品
は使用せず経済的である。しかし、その反面、無安定マ
ルチバイブレーターからの方形波出力が、１次アクティ
ブ・ローパス・フィルターの１種ではあるが、ミラー積
分回路という単純な回路に入力されるために方形波出力
の周波数成分に対して、減衰特性、遮断周波数、Ｑ値等
のフィルター特性を自由に選択することができず、変換
特性の感度や安定性に不満足な点が残る場合が多い。
【０００９】
【考案が解決しようとする課題】このように従来の静電
容量型湿度検知素子は、抵抗型湿度検知素子に比べ特性
は著しく優れているものの、低湿度域の測定においては
直線性を得るために補正回路が必要であるし、少ない容
量変化を拡大するための高精度で、かつ高安定な湿度変
換回路が必要であった。
容量型湿度検知素子は、抵抗型湿度検知素子に比べ特性
は著しく優れているものの、低湿度域の測定においては
直線性を得るために補正回路が必要であるし、少ない容
量変化を拡大するための高精度で、かつ高安定な湿度変
換回路が必要であった。
【００１０】また、湿度変換回路にしても、民生機器に
おいて使用できる程簡単な構成であり安価で、しかも精
度、安定性、設計の自由度が得られる回路は見当たらな
い。
おいて使用できる程簡単な構成であり安価で、しかも精
度、安定性、設計の自由度が得られる回路は見当たらな
い。
【００１１】本考案はこのような点に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、静電容量型湿度検知
素子を用い、民生機器で使用できる程のコスト・パフォ
ーマンスを有する静電容量型湿度検知装置を提供するこ
とにある。
もので、その目的とするところは、静電容量型湿度検知
素子を用い、民生機器で使用できる程のコスト・パフォ
ーマンスを有する静電容量型湿度検知装置を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するべく
本考案による静電容量型湿度変換装置は、下部電極層を
有するシリコン基板の上面に、ポリイミド感湿膜、上部
電極層、保護膜が順次積層されてなる静電容量型湿度検
知素子がＣＲタイミング回路の容量成分Ｃとして接続さ
れた無安定マルチバイブレーターと、アクティブ・ロー
パス・フィルターと、直線検波回路と、平滑回路とが縦
続接続されてなる静電容量型湿度変換装置において、前
記無安定マルチバイブレーターの出力方形波の基本周波
数が前記アクティブ・ローパス・フィルターの遮断周波
数より高い周波数に設定されるよう構成されたことを特
徴とするものである。
本考案による静電容量型湿度変換装置は、下部電極層を
有するシリコン基板の上面に、ポリイミド感湿膜、上部
電極層、保護膜が順次積層されてなる静電容量型湿度検
知素子がＣＲタイミング回路の容量成分Ｃとして接続さ
れた無安定マルチバイブレーターと、アクティブ・ロー
パス・フィルターと、直線検波回路と、平滑回路とが縦
続接続されてなる静電容量型湿度変換装置において、前
記無安定マルチバイブレーターの出力方形波の基本周波
数が前記アクティブ・ローパス・フィルターの遮断周波
数より高い周波数に設定されるよう構成されたことを特
徴とするものである。
【００１３】
【作用】上述のように構成された本考案よる静電容量型
湿度変換装置は、まず静電容量型湿度検知素子の優れた
作用が挙げられる。本考案において使用される湿度検知
素子については、特願平３−６０８２２号に詳しく述べ
られているが、図２及び図３を参照して簡単に説明す
る。図２において、まず符号１は金（Ａｕ）の真空蒸着
によって形成された下部電極層２を有するシリコン単結
晶基板である。このシリコン基板１の上面にはポリイミ
ド感湿膜３、Ａｕの真空蒸着による上部電極層４、ポリ
イミド保護膜５が順次形成されている。符号７はリード
線であり、上部電極層４及び下部電極層２に導電性接着
剤６によって接続されている。このように構成された湿
度検知素子８は、図３に示すような保護ケース９に収納
されて使用される。
湿度変換装置は、まず静電容量型湿度検知素子の優れた
作用が挙げられる。本考案において使用される湿度検知
素子については、特願平３−６０８２２号に詳しく述べ
られているが、図２及び図３を参照して簡単に説明す
る。図２において、まず符号１は金（Ａｕ）の真空蒸着
によって形成された下部電極層２を有するシリコン単結
晶基板である。このシリコン基板１の上面にはポリイミ
ド感湿膜３、Ａｕの真空蒸着による上部電極層４、ポリ
イミド保護膜５が順次形成されている。符号７はリード
線であり、上部電極層４及び下部電極層２に導電性接着
剤６によって接続されている。このように構成された湿
度検知素子８は、図３に示すような保護ケース９に収納
されて使用される。
【００１４】上記構成をなす容量型湿度検知素子は、以
下に示すような特徴を有するものである。 （１）相対湿度に対する静電容量の直線性が良い。 （２）容量値と容量変化を比較的大きくとれる。 （３）結露に対する変動が少なく、加熱による短時間復
帰が可能である。 （４）ヒステリシスが小さい。 （５）０〜１００％ＲＨまでの測定が可能である。 （６）温度依存性が著しく小さい。 （７）応答性が早い。 このような特徴を持つ静電容量型湿度検知素子は、従来
の素子には無い優れた特性を有すると共に、構造が簡単
で作製し易く、歩留りも高いため民生機器で使用するた
めの諸条件を十分満足するものである。
下に示すような特徴を有するものである。 （１）相対湿度に対する静電容量の直線性が良い。 （２）容量値と容量変化を比較的大きくとれる。 （３）結露に対する変動が少なく、加熱による短時間復
帰が可能である。 （４）ヒステリシスが小さい。 （５）０〜１００％ＲＨまでの測定が可能である。 （６）温度依存性が著しく小さい。 （７）応答性が早い。 このような特徴を持つ静電容量型湿度検知素子は、従来
の素子には無い優れた特性を有すると共に、構造が簡単
で作製し易く、歩留りも高いため民生機器で使用するた
めの諸条件を十分満足するものである。
【００１５】一方、静電容量型湿度変換回路は、前記の
周期−電圧変換回路のミラー積分回路による１次アクテ
ィブ・ローパス・フィルター回路構成をｎ次を含むアク
ティブ・ローパス・フィルターに拡張することによっ
て、精度、安定性及び設計の自由度が得られるようにな
り、また前記無安定マルチバイブレーターからの方形波
出力の基本周波数が、前記アクティブ・ローパス・フィ
ルターの遮断周波数より高い周波数に設定されるので、
次のような大きな作用がある。
周期−電圧変換回路のミラー積分回路による１次アクテ
ィブ・ローパス・フィルター回路構成をｎ次を含むアク
ティブ・ローパス・フィルターに拡張することによっ
て、精度、安定性及び設計の自由度が得られるようにな
り、また前記無安定マルチバイブレーターからの方形波
出力の基本周波数が、前記アクティブ・ローパス・フィ
ルターの遮断周波数より高い周波数に設定されるので、
次のような大きな作用がある。
【００１６】つまり、本考案で使用される静電容量型湿
度検知素子は、使用する素材の純度や混合比、及び寸法
や熱処理条件により容量値、容量変化率、直線性等の基
本的特性が変化するものの、本考案の湿度変換回路に組
み込むことにより出力の大きさや感度及び直線性を任意
に選択できるので、装置の総合出力としては正規化でき
る。従って、たとえ湿度検知素子間にバラツキが生じて
も湿度変換装置としては高い歩留りを維持することがで
きるのである。
度検知素子は、使用する素材の純度や混合比、及び寸法
や熱処理条件により容量値、容量変化率、直線性等の基
本的特性が変化するものの、本考案の湿度変換回路に組
み込むことにより出力の大きさや感度及び直線性を任意
に選択できるので、装置の総合出力としては正規化でき
る。従って、たとえ湿度検知素子間にバラツキが生じて
も湿度変換装置としては高い歩留りを維持することがで
きるのである。
【００１７】
【実施例】以下、図１乃至図４を参照して本考案を更に
詳しく説明する。図２は、本考案を構成する静電容量型
湿度検知素子の一実施例を示す斜視図である。まず、厚
さ０．４ｍｍ、抵抗率０．０１Ω・ｃｍのＮ型シリコン
単結晶基板１があり、この基板１の裏面にはクロム（Ｃ
ｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ａｕが順次真空蒸着されて、
下部電極層２が形成される。上記基板１の表面にはポリ
イミド樹脂がスピンコーターで塗布され、乾燥後約３５
０℃で硬化され、厚さ約１．２μｍのポリイミド感湿膜
３が形成される。上記感湿膜３の表面には櫛型のメタル
マスクを用いてＡｕが真空蒸着され、水分透過性の厚さ
約２００Åの上部電極層４が形成される。更にその上面
には感光性ポリイミド膜が塗布され、ホトリソグラフィ
によりリード線取り出し窓が開けられると同時に感光性
ポリイミド膜は溶剤処理によって多孔質化され、ポリイ
ミド保護膜５が形成される。これらは更に、４．５ｍｍ
×５．５ｍｍの大きさにカットされチップ状とされた
後、上部電極層１及び下部電極層４にリード線７が導電
性接着剤６によって接続される。このようにして形成さ
れた静電容量型湿度検知素子８は、図３に示すような保
護ケース９に収納されて使用される。尚、図３におい
て、符号１０はリードピンであり、静電容量型湿度検知
素子８のリード線７と接続されている。
詳しく説明する。図２は、本考案を構成する静電容量型
湿度検知素子の一実施例を示す斜視図である。まず、厚
さ０．４ｍｍ、抵抗率０．０１Ω・ｃｍのＮ型シリコン
単結晶基板１があり、この基板１の裏面にはクロム（Ｃ
ｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ａｕが順次真空蒸着されて、
下部電極層２が形成される。上記基板１の表面にはポリ
イミド樹脂がスピンコーターで塗布され、乾燥後約３５
０℃で硬化され、厚さ約１．２μｍのポリイミド感湿膜
３が形成される。上記感湿膜３の表面には櫛型のメタル
マスクを用いてＡｕが真空蒸着され、水分透過性の厚さ
約２００Åの上部電極層４が形成される。更にその上面
には感光性ポリイミド膜が塗布され、ホトリソグラフィ
によりリード線取り出し窓が開けられると同時に感光性
ポリイミド膜は溶剤処理によって多孔質化され、ポリイ
ミド保護膜５が形成される。これらは更に、４．５ｍｍ
×５．５ｍｍの大きさにカットされチップ状とされた
後、上部電極層１及び下部電極層４にリード線７が導電
性接着剤６によって接続される。このようにして形成さ
れた静電容量型湿度検知素子８は、図３に示すような保
護ケース９に収納されて使用される。尚、図３におい
て、符号１０はリードピンであり、静電容量型湿度検知
素子８のリード線７と接続されている。
【００１８】この湿度検知素子８の湿度に対する静電容
量値の変化の様子は図４に示す通りである。
量値の変化の様子は図４に示す通りである。
【００１９】図１は、本考案による静電容量型湿度変換
装置の一実施例を示す説明図である。図１において、左
側の部分はＣＲタイミング回路の容量成分Ｃとして前記
静電容量型湿度検知素子８（ＣＸ）が接続されたＣＭＯ
ＳタイマーＩＣ ５５５５からなる無安定マルチバイブ
レーターであり、そのＡ点出力は図４に示した容量変化
に対し、ほとんど直線的な変化であり２１．１ＫＨｚか
ら１７．５ＫＨｚまで変わる。出力波形は方形波でデュ
ーティはほぼ１／２である。この方形波出力は図１の中
央部に示す２次バター・ワース・アクティブ・ローパス
・フィルターに入力され、その遮断周波数ｆＣは６．２
５２ＫＨｚであるから、入力された方形波の基本周波数
ｆ０の方が十分高周波側にある。Ｂ点の波形は直流バイ
アスの乗ったほぼ正弦波に近いものである。尚、前記ｆ
０とｆＣの関係が数１であったり、数２であったりする
と、容量変化に対する出力の直線性は著しく劣化するの
で、数３となる条件が必要である。Ｂ点の出力は図１の
右側の部分の直線検波回路と平滑回路に入力され、直流
電圧に変換される。ここで得られる出力Ｖ０の値は１．
０１Ｖ〜１．１５Ｖであり、その直線性誤差は図４に示
した湿度検知素子の湿度−容量変化特性を基準にして、
相対湿度換算で±１％ＲＨ以内という高精度が得られ
た。
装置の一実施例を示す説明図である。図１において、左
側の部分はＣＲタイミング回路の容量成分Ｃとして前記
静電容量型湿度検知素子８（ＣＸ）が接続されたＣＭＯ
ＳタイマーＩＣ ５５５５からなる無安定マルチバイブ
レーターであり、そのＡ点出力は図４に示した容量変化
に対し、ほとんど直線的な変化であり２１．１ＫＨｚか
ら１７．５ＫＨｚまで変わる。出力波形は方形波でデュ
ーティはほぼ１／２である。この方形波出力は図１の中
央部に示す２次バター・ワース・アクティブ・ローパス
・フィルターに入力され、その遮断周波数ｆＣは６．２
５２ＫＨｚであるから、入力された方形波の基本周波数
ｆ０の方が十分高周波側にある。Ｂ点の波形は直流バイ
アスの乗ったほぼ正弦波に近いものである。尚、前記ｆ
０とｆＣの関係が数１であったり、数２であったりする
と、容量変化に対する出力の直線性は著しく劣化するの
で、数３となる条件が必要である。Ｂ点の出力は図１の
右側の部分の直線検波回路と平滑回路に入力され、直流
電圧に変換される。ここで得られる出力Ｖ０の値は１．
０１Ｖ〜１．１５Ｖであり、その直線性誤差は図４に示
した湿度検知素子の湿度−容量変化特性を基準にして、
相対湿度換算で±１％ＲＨ以内という高精度が得られ
た。
【００２０】
【数１】
【００２１】
【数２】
【００２２】
【数３】
【００２３】このように本考案で述べた静電容量型湿度
検知素子の容量変化特性を、無安定マルチバイブレータ
ーの発振周波数とアクティブ・ローパス・フィルターの
特性とで組み合わせれば、自由度の高い設計が可能とな
り、高精度な変換結果が得られるのは明らかである。
検知素子の容量変化特性を、無安定マルチバイブレータ
ーの発振周波数とアクティブ・ローパス・フィルターの
特性とで組み合わせれば、自由度の高い設計が可能とな
り、高精度な変換結果が得られるのは明らかである。
【００２４】尚、本実施例ではアクティブ・ローパス・
フィルターとして、２次バター・ワース・ローパス・フ
ィルターを用いたが、ｎ次のベッセル・フィルターやチ
エビシェフ・フィルターを用いて自由度を高め得ること
は勿論である。
フィルターとして、２次バター・ワース・ローパス・フ
ィルターを用いたが、ｎ次のベッセル・フィルターやチ
エビシェフ・フィルターを用いて自由度を高め得ること
は勿論である。
【００２５】また、図１において、Ｕ１はタイマーＩＣ
５５５５、Ｕ２はオペアンプＩＣ３２４Ｃ、Ｄ１は小
信号用ダイオード、Ｒ1〜Ｒ5は固定抵抗器（Ｒ1:１００
ｋΩ、Ｒ2:３ｋΩ、Ｒ3:２ｋΩ、Ｒ4:３６ｋΩ、Ｒ5:３
６ｋΩ）、Ｃ1〜Ｃ4はフィルムコンデンサー（Ｃ1:１０
０００ｐＦ、Ｃ2:１０００ｐＦ、Ｃ3:５００ｐＦ、
Ｃ4：１０００００ｐＦ）を示している。尚、図中のＵ
１の番号１〜８は、ＩＣのピン番号である。
５５５５、Ｕ２はオペアンプＩＣ３２４Ｃ、Ｄ１は小
信号用ダイオード、Ｒ1〜Ｒ5は固定抵抗器（Ｒ1:１００
ｋΩ、Ｒ2:３ｋΩ、Ｒ3:２ｋΩ、Ｒ4:３６ｋΩ、Ｒ5:３
６ｋΩ）、Ｃ1〜Ｃ4はフィルムコンデンサー（Ｃ1:１０
０００ｐＦ、Ｃ2:１０００ｐＦ、Ｃ3:５００ｐＦ、
Ｃ4：１０００００ｐＦ）を示している。尚、図中のＵ
１の番号１〜８は、ＩＣのピン番号である。
【００２６】
【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、シ
リコン基板上に形成されたポリイミド感湿膜からなる静
電容量型湿度検知素子が、無安定マルチバイブレーター
に組み込まれ、その出力がアクティブ・ローパス・フィ
ルターと直線検波回路と平滑回路に順次入力されて、容
量変化が直流電圧に変換されるので、静電容量型湿度検
知素子と簡単な構成の変換回路との組み合わせでありな
がら、自由度の高い設計が可能となり、従来、工業計測
にしか使われ難かった静電容量型湿度変換装置を民生機
器へ適用できる程の高歩留りと、コスト・パフォーマン
スを実現できるものである。
リコン基板上に形成されたポリイミド感湿膜からなる静
電容量型湿度検知素子が、無安定マルチバイブレーター
に組み込まれ、その出力がアクティブ・ローパス・フィ
ルターと直線検波回路と平滑回路に順次入力されて、容
量変化が直流電圧に変換されるので、静電容量型湿度検
知素子と簡単な構成の変換回路との組み合わせでありな
がら、自由度の高い設計が可能となり、従来、工業計測
にしか使われ難かった静電容量型湿度変換装置を民生機
器へ適用できる程の高歩留りと、コスト・パフォーマン
スを実現できるものである。
【図１】本考案による静電容量型湿度変換装置の一実施
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
【図２】本考案を構成する静電容量型湿度検知素子の一
実施例を示す斜視図である。
実施例を示す斜視図である。
【図３】本考案を構成する静電容量型湿度検知素子が収
納される保護ケースの一例を示す図であり、（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図である。
納される保護ケースの一例を示す図であり、（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本考案を構成する静電容量型湿度検知素子の感
湿特性を示すグラフである。
湿特性を示すグラフである。
１ シリコン単結晶基板 ２ 下部電極層 ３ ポリイミド感湿膜 ４ 上部電極層 ５ ポリイミド保護膜 ６ 導電性接着剤 ７ リード線 ８ 静電容量型湿度検知素子 ９ 保護ケース 10 リードピン
Claims (1)
- 【請求項１】 下部電極層を有するシリコン基板の上面
に、ポリイミド感湿膜、上部電極層、保護膜が順次積層
されてなる静電容量型湿度検知素子がＣＲタイミング回
路の容量成分Ｃとして接続された無安定マルチバイブレ
ーターと、アクティブ・ローパス・フィルターと、直線
検波回路と、平滑回路とが、縦続接続されてなる静電容
量型湿度変換装置において、前記無安定マルチバイブレ
ーターの出力方形波の基本周波数が前記アクティブ・ロ
ーパス・フィルターの遮断周波数より高い周波数に設定
されるよう構成されたことを特徴とする静電容量型湿度
変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1964792U JPH088445Y2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 静電容量型湿度変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1964792U JPH088445Y2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 静電容量型湿度変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571760U JPH0571760U (ja) | 1993-09-28 |
| JPH088445Y2 true JPH088445Y2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=12005036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1964792U Expired - Lifetime JPH088445Y2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 静電容量型湿度変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088445Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340836A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-27 | Kurabe Ind Co Ltd | 静電容量型湿度変換器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4770220B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2011-09-14 | 旭硝子株式会社 | 結露状態検出センサと車両用窓用板状体 |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP1964792U patent/JPH088445Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340836A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-27 | Kurabe Ind Co Ltd | 静電容量型湿度変換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0571760U (ja) | 1993-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6724612B2 (en) | Relative humidity sensor with integrated signal conditioning | |
| JP6098724B2 (ja) | 温湿度センサ | |
| US6867602B2 (en) | Methods and systems for capacitive balancing of relative humidity sensors having integrated signal conditioning | |
| US7924028B2 (en) | Method and system for adjusting characteristics of integrated relative humidity sensor | |
| Boltshauser et al. | High sensitivity CMOS humidity sensors with on-chip absolute capacitance measurement system | |
| CN1043987A (zh) | 一种温湿双功能敏感薄膜元件及其制造方法 | |
| JPH088445Y2 (ja) | 静電容量型湿度変換装置 | |
| US5161085A (en) | Moisture sensitive element and method of manufacturing the same | |
| JPH06105235B2 (ja) | 湿度検知素子 | |
| JPS5818635B2 (ja) | 湿度計付電子腕時計 | |
| JP2793615B2 (ja) | 赤外線センサ | |
| Smith et al. | Low-Power Sensor Interfaces | |
| JP2652704B2 (ja) | 振動子 | |
| JPH04318450A (ja) | 静電容量式湿度センサ | |
| JPS6152945B2 (ja) | ||
| JP2719830B2 (ja) | 感湿素子 | |
| Hassanzadeh et al. | Single chip solution to capacitive liquid crystal chemical and biological sensor | |
| JPH062098Y2 (ja) | 歩数計 | |
| JP2516939Y2 (ja) | 磁気抵抗素子 | |
| JPH0692953B2 (ja) | 感湿素子 | |
| JPH0228443Y2 (ja) | ||
| JP2513894B2 (ja) | 感湿素子 | |
| Li et al. | A novel smart resistive-capacitive angular PSD | |
| JP4791650B2 (ja) | 静電容量型湿度変換器 | |
| JPH0777565A (ja) | 磁気センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |