JPH1019822A

JPH1019822A - 絶対湿度検出装置

Info

Publication number: JPH1019822A
Application number: JP16998296A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Uehashi; 浩之上橋
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: JP3316384B2

Abstract

(57)【要約】【課題】動作する雰囲気温度や用いる素子の特性のば
らつきによるウォームアップ時間の変化に応じ、常に最
適なウォームアップ時間を経て、より早く湿度検出を開
始可能な絶対湿度検出装置を提供する。【解決手段】温度補償素子２０および湿度検出素子２
１の雰囲気温度が湿度検出のための所定の特性を呈する
２００℃程度まで上昇しておらず、ウォームアップが完
了していない場合、端子Ｂの電位が＋５Ｖを超え、トラ
ンジスタ２８がオンするのに応じて、トランジスタ２９
もオンするため、抵抗２５およびブリッジ回路２４には
端子Ｅから＋１５Ｖが供給される。前述のウォームアッ
プが完了している場合、端子Ｂの電位は＋５Ｖ以下にな
り、トランジスタ２８はオフ状態となり、トランジスタ
２９もオフ状態となるため、抵抗２５およびブリッジ回
路２４には端子Ｆから＋１２Ｖが供給される。３３は、
零点調整用抵抗群である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジの食品
自動仕上り制御装置等に用いられる絶対湿度検出装置に
関し、詳しくは、抵抗変化により温度を検出する２個の
温度検出素子および該２個の温度検出素子と対辺関係に
ある２個の抵抗を有するブリッジ回路を備え、該ブリッ
ジ回路の出力端子において絶対湿度に応じた信号を得る
ようにした絶対湿度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子レンジの食品自動仕上り制御装置等
において用いる湿度センサとして、たとえば、「トラン
ジスタ技術」７月号第２５４〜２６４頁（１９８２年）
（以下、「文献１」という）には、図６に示すように、
温度検出素子の一例としてサーミスタを利用した絶対湿
度センサが開示されている。

【０００３】図６を参照して、この絶対湿度センサは、
（ａ）の密閉型サーミスタセンサ１００と（ｂ）の開放
型サーミスタセンサ２００により構成される。図６
（ａ）を参照して、乾燥空気が封入された密閉容器１０
１の内部において、サーミスタ１０２が、線材１０３を
介して２本の端子１０４，１０５間に接続されかつ支持
されている。また、図６（ｂ）を参照して、穿孔２０２
を有するため外部に開放された容器２０１の内部におい
ては、サーミスタ２０３が、線材２０４を介して２本の
端子２０５，２０６間に接続されかつ支持されている。
なお、サーミスタ１０２とサーミスタ２０３には、特性
がよく揃った２個のサーミスタを用いる。また、実際に
は、サーミスタセンサ１００とサーミスタセンサ２００
は、密閉容器１０１と開放容器２０１を、均熱化のため
に熱伝導材で連結して用いる。

【０００４】なお、図６に示す絶対湿度センサにおいて
は、サーミスタセンサ１００は温度補償素子となり、サ
ーミスタセンサ２００は湿度検出素子となる。また、上
述のような絶対湿度センサは、湿り空気と乾燥空気との
熱伝導率の差を利用して絶対湿度を測定するものであ
る。

【０００５】文献１には、また、絶対湿度センサを用い
て構成されるブリッジ回路を含む湿度測定の原理回路が
開示されている。図７を参照して、Ｒ₁は、孔のあいた
開放型のサーミスタセンサ２００（図６（ｂ）参照）に
対応する湿度検出素子であり、Ｒ₂は、乾燥空気を入れ
た密閉型のサーミスタセンサ１００（図６（ａ）参照）
に対応する温度補償素子である。また、Ｅは、１０Ｖの
定電圧電源であり、Ｒ ₃およびＲ₄は、湿度検出素子Ｒ
₁および温度補償素子Ｒ₂とともにブリッジ回路を構成
する抵抗である。また、Ｒ_sは、ブリッジ回路に直列接
続された抵抗であり、流れる電流の大きさを制限する働
きを有する。また、Ｒ_mは、出力回路の抵抗であり、端
子ＸおよびＹは、このブリッジ回路の出力端子である。

【０００６】なお、図７に示す回路では、Ｒ₁およびＲ
₂に含まれるサーミスタの温度が２００℃程度になるよ
うに電流制限抵抗Ｒ_sが選ばれ、電流が流れている。

【０００７】また、９９は、一般に、ブリッジ回路の出
力信号の零点を定めるために用いられる零点調整用抵抗
群である。

【０００８】零点調整用抵抗群９９は、様々な抵抗値を
有する複数の並列接続された抵抗９９ａ〜ｆおよびそれ
ぞれを導通させるスイッチを備えており、一端が、ブリ
ッジ回路の出力信号の零点を定めるために抵抗Ｒ₃と抵
抗Ｒ₄との接点に接続され、他端Ｚは、ブリッジ回路の
出力信号の零点を定めるために零点調整用抵抗群９９の
中の抵抗９９ａ〜ｆのいずれの抵抗を導通させるかを決
定する回路に接続されている。なお、抵抗９ａ〜ｆの抵
抗値はそれぞれ、たとえば、抵抗Ｒ₄の抵抗値の１０，
２０，４０，８０，１６０，３２０倍である。

【０００９】図８は、室温が１０℃，２０℃，３０℃，
４０℃の各場合における、図７に示すブリッジ回路の出
力電圧と相対湿度との関係を示すプロット図であり、図
７に示す回路において、以下のような湿度の測定が行な
われた結果を示している。まず、湿度検出素子Ｒ₁およ
び温度補償素子Ｒ₂を風の影響を受けないようにフィル
タの中に組込み、乾燥空気の雰囲気の中に入れ、ブリッ
ジ回路の出力が０になるように抵抗Ｒ₃および抵抗Ｒ₄
の抵抗値を調節する。この際、零点調整用抵抗群９９も
用いられる。そして、湿度検出素子Ｒ₁と温度補償素子
Ｒ₂をさまざまな湿度の雰囲気の中に入れて、ブリッジ
回路の出力電圧を測定する。

【００１０】また、図９は、室温が１０℃，２０℃，３
０℃，４０℃のときの、公知のデータを基礎とした、絶
対湿度と相対湿度との関係を示すプロット図である。

【００１１】図８および図９を参照して、図７に示すブ
リッジ回路の出力電圧と相対湿度とがほぼ線形の関係に
あり、かつ、相対湿度と絶対湿度とがほぼ線形の関係に
あることから、図７に示す湿度測定回路の出力電圧か
ら、絶対湿度を直接読取ることができるのである。

【００１２】ここで、この絶対湿度センサの湿度測定に
ついて、定性的に考察する。この絶対湿度センサのサー
ミスタは約２００℃に自己加熱されている。したがっ
て、孔のあいた容器の内部にあるサーミスタは、湿度変
化により水蒸気を含んだ空気（湿り空気）を受けること
になる。湿り空気の熱伝導率は、乾き空気と比較すると
水蒸気の量によって大きく変動する。つまり、孔のあい
た容器の内部にあるサーミスタは、その孔から湿り空気
が導入され、サーミスタが冷却されるため、ブリッジ回
路のバランスが崩れることになる。このバランスの崩れ
が、相対湿度、ひいては、絶対湿度の出力となっている
のである。

【００１３】ところで、この絶対湿度センサを、低い温
度領域（たとえば、１０℃〜１５℃付近）で動作させた
場合、定電圧電源ＥによってＤＣ１０Ｖを印加しても、
湿度センサの特性上、正確に動作しない場合がある。こ
れは、サーミスタを用いた絶対湿度センサに電流を流す
と、ジュール熱の発生によりサーミスタが温度上昇し
て、抵抗値が変化するからである。

【００１４】図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す回路
におけるサーミスタセンサＲ₁およびＲ₂にかかる電圧
Ｖ_t（Ｃ−Ｄ端子電圧）とサーミスタセンサＲ₁および
Ｒ₂に流れる電流Ｉ_tとの関係を示すプロット図であ
る。なお、図１０（ａ）に示す回路において、サーミス
タセンサＲ₁は、孔のあいた開放型のサーミスタセンサ
２００（図６参照）に対応する湿度検出素子であり、サ
ーミスタセンサＲ₂は、乾燥空気を入れた密閉型のサー
ミスタセンサ１００（図６参照）に対応する温度補償素
子である。また、図１０（ａ）に示す回路においては、
電力制限抵抗Ｒ_sと、サーミスタセンサＲ₁と、サーミ
スタセンサＲ₂とが、回路に給電する直流電源Ｅに直列
接続されている。

【００１５】図１０（ｂ）を参照して、サーミスタＲ₁
およびＲ₂は、消費電力が小さい間は自己加熱の量が少
ないためオーミックな特性を示すが、流れる電流が増加
するにつれ自己加熱量が多くなり、温度上昇によるサー
ミスタの抵抗変化が大きくなり、ある値で最大電圧値を
とるようになる。そして、さらに電力を増加していく
と、電圧は低下している。

【００１６】この電流−電圧特性の山の右側の自己加熱
量の大きい安定領域は、センサが湿度検出のための、温
度上昇による抵抗変化という特性を首尾よく呈する領域
なのである。そして、前述の、絶対湿度センサの動作点
（約２００℃）は、この電流−電圧特性の山の右側の自
己加熱量の大きい安定領域で動作するように設定されて
いるのである。

【００１７】また、図１０（ｂ）から、サーミスタの電
流−電圧特性は、サーミスタがおかれる雰囲気温度によ
って変化し、雰囲気温度が低くなるほど、抵抗が大きく
なって電流が流れにくくなることがわかる。したがっ
て、雰囲気温度が低い場合には、印加電圧を大きくしな
ければ、サーミスタに流れる電流が大きくならず、サー
ミスタが前述の動作点の温度に達しないということにな
る。

【００１８】前述のように、絶対湿度センサでは、通
常、サーミスタを１５０〜２００℃程度まで自己加熱さ
せた後で測定に用いる。しかし、実際には、雰囲気温度
が低くサーミスタが高抵抗になっている状態で、商用電
源によりサーミスタに直流電圧を給電しても、サーミス
タに流れる電流が少ないため、サーミスタの温度が１５
０〜２００℃程度までは上昇しないという問題が生じる
場合がある。サーミスタの温度が１５０〜２００℃程度
にまで上昇しないと、サーミスタが絶対湿度センサとし
ての前述の湿度検出のための特性を呈することは困難に
なるのである。

【００１９】そこで、サーミスタ湿度センサを動作させ
る雰囲気温度が低い場合を想定して、サーミスタに印加
する電圧を最初から高くしておくことが考えられる。し
かし、この場合、商用交流から直流を得るための回路に
おける種々の制約、たとえば、コンデンサ，ダイオード
およびトランジスタ等の耐圧，容量，コスト，形状など
の点からあまり電圧を高くすることはできない。

【００２０】また、図７に示すブリッジ回路において、
抵抗Ｒ₃およびＲ₄の抵抗値を高くし、サーミスタセン
サＲ₁およびＲ₂により多くの電流を流すことも考えら
れるが、通常、抵抗Ｒ₃およびＲ₄の抵抗値は小さくし
なければならない。なぜなら、図７に示すような湿度測
定回路において、抵抗Ｒ₃およびＲ₄の抵抗値を大きく
すると、抵抗Ｒ₃，Ｒ₄側の出力端子Ｙが接続される回
路の入力側に入力インピーダンスの影響が生じてくるか
らである。

【００２１】また、図７に示す零点調整用抵抗群９９の
中の抵抗９９ａ〜ｆは、通常、ブリッジ回路の中の抵抗
Ｒ₄の１０〜３２０倍の抵抗値を必要とされる。したが
って、抵抗Ｒ₄の抵抗値を大きくすると、零点調整用抵
抗群９９の中の抵抗９９ａ〜ｆに必要な抵抗値が大きく
なりすぎてしまうため、用いる抵抗が入手しにくく、さ
らに、回路全体が外来ノイズに対して弱くなりその影響
を受けやすくなってしまう、という問題を生じてしま
う。

【００２２】特開昭６０−１４１５１号公報では、絶対
湿度検出装置への給電開始後、タイマ付スイッチによっ
て計時される所定時間だけ、その絶対湿度検出装置内の
サーミスタよりなる２つの温度検出素子のみへの給電を
行ない、サーミスタの測定可能温度への温度上昇（ウォ
ームアップ）を早めるようにした絶対湿度検出装置が開
示されている。また、特開昭６０−１４１５０号公報で
は、絶対湿度検出装置内のサーミスタよりなる２つの温
度検出素子の雰囲気を加熱する加熱手段と、ブリッジ回
路への給電と同時に計時動作を開始するタイマとを備
え、サーミスタが自己加熱により湿度検出可能温度まで
達することができる雰囲気温度を基準温度として予め設
定し、サーミスタの雰囲気温度がこの基準温度より低い
場合に、タイマに設定された時間または雰囲気温度が基
準値より高くなるまでの時間、加熱手段によるサーミス
タの加熱が行なわれる絶対湿度検出装置を備えた電子レ
ンジが開示されている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６０−
１４１５１号公報に記載のように、所定時間、温度検出
素子のみへ給電する場合には、その設定時間を経ても、
動作雰囲気の温度によっては、温度検出素子のウォーム
アップが不十分であるという問題や、ウォームアップが
完了してもタイマの計時動作が終了せず、装置が湿度検
出が可能な状態にあるのにタイマの無駄な計時動作のた
めに湿度検出の開始が遅れるという問題がある。つま
り、タイマの計時によっては、常に最適なウォームアッ
プ時間を得ることが困難であるという不都合がある。

【００２４】また、特開昭６０−１４１５０号公報で開
示される電子レンジに備えられる絶対湿度検出装置にお
いては、サーミスタが前述の基準温度に達するかまたは
タイマが所定時間を計時し終わった後は、加熱手段によ
るサーミスタの加熱は行なわれない。その上、前述の基
準温度までのサーミスタの加熱は、サーミスタの自己加
熱によるものではなく、別に設けた加熱手段によるもの
である。したがって、加熱手段によるサーミスタの加熱
が終了してからサーミスタが湿度検出が可能な温度（た
とえば２００℃）に達するまでの間に、湿度を検出すべ
き比較的低温の空気がサーミスタへと送り込まれた場
合、その送り込まれた空気によるサーミスタの温度低下
の影響が大きいという問題が生じる。

【００２５】また、以前から、特にサーミスタの雰囲気
温度が低い場合に、ウォームアップが完了するまでの時
間、つまり、サーミスタが湿度検出が可能な温度（たと
えば２００℃）に達するまでの時間をなるべく短くし、
湿度検出装置をなるべく早く検出可能な状態にしたいと
いう要求もある。

【００２６】さらに、ウォームアップ時間について、精
密に計算等を行なった上で時間を設定したとしても、実
際には温度補償素子や湿度検出素子として用いられる個
々のサーミスタに、同規格であっても多少品質のばらつ
きがあるため、実際上タイマの計時時間の設定が非常に
困難であるという問題が生じている。

【００２７】本発明は、係る実情に鑑み考え出されたも
のであり、その目的は、検出装置の動作する雰囲気温度
や用いる素子の個々の特性のばらつきによるウォームア
ップの必要時間の変化に対応して、常に最適なウォーム
アップ時間を経て、より早く湿度検出を開始可能な絶対
湿度検出装置を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、入出力端子を有しかつ抵抗変化により温度を検出す
る２個の温度検出素子および該２個の温度検出素子と対
辺関係にある２個の抵抗を有するブリッジ回路を備え、
該ブリッジ回路の前記出力端子において絶対湿度に応じ
た信号を得るようにした絶対湿度検出装置であって、前
記ブリッジ回路の入力端子に第１の電圧および該第１の
電圧よりも大きい第２の電圧のいずれかを選択的に供給
するための電源と、前記２個の温度検出素子が湿度検出
のための所定の特性を呈しているか否かを判断し、該所
定の特性を呈していると判断した場合には、前記入力端
子に前記第１の電圧を供給し、該所定の特性を呈してい
ないと判断した場合には、前記第２の電圧を供給するよ
うに制御する判断手段とを備えることを特徴としてい
る。

【００２９】請求項１に記載の本発明によれば、ブリッ
ジ回路の有する２個の温度検出素子が絶対湿度検出の際
の湿度検出のための所定の特性を呈しているか否かによ
って、ブリッジ回路の入力端子に供給される電圧を変化
させることができるため、所定の特性を呈する温度まで
２個の温度検出素子を加熱するウォームアップが、より
早く、しかも、用いる素子の品質や動作状況に対応した
最短の時間で行なえるようになる。

【００３０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の発明の構成に加えて、前記判断手段は、特性呈示判
断手段と給電制御手段とを含み、該特性呈示判断手段
は、前記２個の温度検出素子が湿度検出のための前記所
定の特性を呈している否かを、前記ブリッジ回路の入力
端子の電位が前記予め定められた電位よりも高いか否か
により判断し、該給電制御手段は、前記特性呈示判断手
段が前記２個の温度検出素子が湿度検出のための前記所
定の特性を呈していると判断したことに応じて、前記ブ
リッジ回路を含む回路に前記第１の電圧を供給するよう
に制御し、前記特性呈示判断手段が前記２個の温度検出
素子が湿度検出のための前記所定の特性を呈していない
と判断したことに応じて、前記ブリッジ回路を含む回路
に前記第２の電圧を供給するように制御することを特徴
としている。請求項３に記載の本発明は、請求項２に記
載の発明の構成に加えて、前記特性呈示判断手段および
前記給電制御手段は、バイポーラトランジスタにより構
成されることを特徴としている。

【００３１】請求項４に記載の本発明は、請求項２に記
載の発明の構成に加えて、前記特性呈示判断手段は、比
較器により構成され、前記給電制御手段は、バイポーラ
トランジスタにより構成されることを特徴としている。

【００３２】請求項２〜４に記載の本発明によれば、請
求項１に記載の発明による作用および効果に加えて、前
記判断手段が簡便に構成され、かつ、上記の請求項１に
記載の発明による作用および効果を的確に得ることが出
来る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態にか
かる絶対湿度検出装置として、電子レンジに備えられる
絶対湿度検出装置について説明する。なお、温度検出素
子として用いられているサーミスタは、特に記述がない
限り、負特性サーミスタである。

【００３４】［第１実施の形態]図１（ａ）は、本発明
に従う絶対湿度検出装置が備えられた電子レンジの外装
板を取り外した状態の部分破断斜視図である。電子レン
ジ１０において、１は加熱室であり、２はマグネトロン
であり、３は導波管であり、４は冷却ファンであり、５
は吸気ダクトであり、６は排気ダクトであり、７は電装
室である。

【００３５】図１（ａ）を参照して、この電子レンジ１
０において、図示しないキー入力部に備えられた適当な
キーを押すことにより、加熱室１内の食品が、加熱調理
される。この加熱調理は、電装室７に配置された制御回
路（図示省略）によってマグネトロン２に給電が行なわ
れ、マグネトロン２がマイクロ波を発振することにより
行なわれる。なお、発振されたマイクロ波は、導波管３
によって、加熱室１に導かれる。また、マグネトロン２
は、発振による過度の温度上昇を防ぐために、冷却ファ
ン４により冷却されるよう構成されている。

【００３６】冷却ファン４からの風は、マグネトロン２
を冷却した後、一点破線の矢印で示しているように、吸
気ダクト５から、加熱室１の中を通って排気ダクト６に
抜けていくか、または、実線の矢印で示しているように
加熱室１の上の外側を通っていくようにようになってい
る。なお、加熱室１の壁の吸気ダクト５から風が吹き込
まれてくる部分は、埃などがなるべく加熱室１に入って
こないように、比較的目の細かい網目状になっている。

【００３７】図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿
う部分的な縦断面図である。なお、加熱室１から排気ダ
クト６への空気の流れを、図１（ａ）と同様に、一点破
線で示している。排気ダクト６の内壁に、湿度センサ１
１が備えられている。この湿度センサ１１は、温度補償
素子と湿度検出素子とからなり、加熱室１から流れてく
る空気の通り道に配置されているために、加熱室１内の
空気の湿度を検出することができるのである。

【００３８】図２は、本発明に従う絶対湿度検出装置が
備えられる電子レンジの回路構成を示す回路図である。
図２において、１４は湿度センサ１１（図１（ｂ）参
照）を含む絶対湿度検出部であり、１２は直流電圧を給
電するために商用交流を整流する直流電源である。

【００３９】１３は電子レンジの動作を制御する制御部
であり、２は電子レンジにおける加熱調理の熱源となる
マグネトロンであり、１５はマグネトロン２の動作を制
御するマグネトロン制御回路である。また、１６は商用
給電線であり、１７は所望の調理方法を外部から入力す
るためのキー入力部であり、１８はキー入力部１７から
入力された内容等を表示する表示部である。

【００４０】この電子レンジでは、まず、商用給電線１
６を商用交流電源に接続し、キー入力部１７に備えられ
た適当なキーを押す。これに応じて、制御部１３からマ
グネトロン制御回路１５にマグネトロン２をオンする信
号が送られ、商用給電線１６からマグネトロン２へ給電
され、マイクロ波を発生し、前述のように、食品が加熱
される。

【００４１】また、表示部１８においては、調理中のメ
ニュー等が表示される。また、調理中には、絶対湿度検
出部１４の端子Ｇから制御部１３の端子Ｈへと、絶対湿
度の検出結果が送信される。そして、絶対湿度検出装置
１４の端子Ｅまたは端子Ｆには、それぞれ、直流電源１
２の端子Ｐまたは端子Ｑから＋１５Ｖまたは＋１２Ｖが
給電される。

【００４２】なお、絶対湿度検出部１４は加熱室１（図
１（ａ）参照）内の絶対湿度を検出するものであるが、
この絶対湿度に関する検出結果は、電子レンジにおいて
自動仕上がり制御を行なう際に、食品の加熱調理の仕上
がり度合いを検知するために用いられるものである。た
とえば、絶対湿度検出部１４から制御部１３に食品の加
熱調理の完了を意味する検出結果が送信されれば、制御
部１３は加熱調理を終了するように制御するのである。

【００４３】また、制御部１３には、図示は省略した
が、絶対湿度検出部１４に含まれるブリッジ回路に接続
し、その出力信号の零点を定めるための零点調整用抵抗
群が含まれている。

【００４４】図３は、本発明の第１実施の形態に従った
絶対湿度検出部１４の回路図である。図３を参照して、
２０は、温度補償素子であり、たとえば密閉容器内に乾
き空気とともに密封されたサーミスタにより構成され
る。２１は、湿度検出素子であり、たとえば複数の穿孔
を有する容器（開放容器）内に備えられたサーミスタに
より構成される。

【００４５】２２および２３は抵抗である。そして、温
度補償素子２０、湿度検出素子２１、ならびに、抵抗２
２および２３により、ブリッジ回路２４が構成されてい
る。このブリッジ回路２４には、端子Ｅまたは端子Ｆか
ら＋１５Ｖまたは＋１２Ｖの直流電圧が供給される。ま
た、端子Ｊおよび端子Ｋはブリッジ回路の出力端子とな
っている。なお、２５は抵抗であり、端子ＥまたはＦか
ら電圧を供給されるブリッジ回路２４に流れる電流を制
限するために、ブリッジ回路２４に直列に接続されてい
る。

【００４６】２７は、ブリッジ回路２４の出力端子Ｊに
接続されているインピーダンス変換回路であり、２６
は、２個の入力端子をブリッジ回路２４中の出力端子で
ある端子Ｊとインピーダンス変換回路２７の出力端子と
にそれぞれ接続されている差動増幅回路である。インピ
ーダンス変換回路２７は、端子Ｊを差動増幅回路２６の
入力端子に直接接続された場合に生じるインピーダンス
の影響を緩和するために配置されている。また、差動増
幅回路２６は、ブリッジ回路２４の絶対湿度の変化に応
じた出力信号の変化を増幅し、差動増幅回路２６の出力
端子Ｇから制御部１３の入力端子Ｈ（図２参照）に、そ
の信号を送信するものである。

【００４７】また、２８はｐｎｐ型バイポ−ラトランジ
スタであり、２９はｎｐｎ型バイポ−ラトランジスタで
ある。トランジスタ２８のエミッタ側は＋５Ｖの直流電
源に接続されており、トランジスタ２９のエミッタ側
は、直流電源１２によって＋１５Ｖが供給される端子Ｅ
に接続されている。なお、これらのトランジスタの動作
の詳細については後述する。

【００４８】なお、ブリッジ回路２４内の端子Ｊは、電
子レンジの制御部１３（図２参照）に含まれかつブリッ
ジ回路２４の出力信号の零点を定めるのに用いられる零
点調整用抵抗群３３に接続されている。

【００４９】零点調整用抵抗群３３は、並列接続された
抵抗値の異なる抵抗３３ａ〜ｆとそれらを導通させるス
イッチを含んでいる。そして、一端は、端子Ｊと接続さ
れており、他端Ｍは、ブリッジ回路２４の出力信号の零
点を定めるために零点調整用抵抗群３３の中の抵抗３３
ａ〜ｆのいずれの抵抗を導通させるかを決定する、制御
部１３（図２参照）内の回路に接続されている。

【００５０】次に、この湿度検出部２４の回路の動作に
ついて説明する。商用給電線１６（図２参照）を交流電
源に接続すると、直流電源１２（図２参照）から端子Ｅ
およびＦに直流電圧が供給される。ここで、ブリッジ回
路２４を湿度測定に用いるためには、温度補償素子２０
および湿度検出素子２１の雰囲気温度が前述のように２
００℃程度まで上昇していることが必要である。

【００５１】まず、温度補償素子２０および湿度検出素
子２１の雰囲気温度が２００℃程度まで上昇しておら
ず、前述のウォームアップが完了していない場合につい
て考える。

【００５２】この場合、ブリッジ回路２４の入力端子Ｂ
の電位が＋５Ｖを超えるように、温度補償素子２０、湿
度検出素子２１、抵抗２２，２３，２５のそれぞれの抵
抗値が設定されている。したがって、トランジスタ２８
のベースに＋５Ｖよりも大きい電圧が印加され、トラン
ジスタ２８がオンする。これに応じて、トランジスタ２
９もオンするため、抵抗２５およびブリッジ回路２４に
は端子Ｅから＋１５Ｖが供給されることになる。そし
て、温度補償素子２０および湿度検出素子２１に電流が
流れ、これらの自己加熱が行われるのである。

【００５３】次に、温度補償素子２０および湿度検出素
子２１の雰囲気温度が２００℃程度まで上昇し、前述の
ウォームアップが完了している場合について考える。

【００５４】この場合、温度補償素子２０と湿度検出素
子２１の抵抗値は、上述の２００℃まで達していない場
合の抵抗値と比較して、温度上昇による抵抗値の低下の
ため、低いと考えられる。これによりブリッジ回路２４
全体の抵抗値も上述の場合と比較して低いと考えられ
る。このとき、端子Ｂの電位は＋５Ｖ以下になるように
温度補償素子２０、湿度検出素子２１、抵抗２２，２
３，２５のそれぞれの抵抗値が設定されていれば、トラ
ンジスタ２８はオフ状態となる。したがって、トランジ
スタ２９もオフ状態となるため、抵抗２５およびブリッ
ジ回路２４には端子Ｆから＋１２Ｖが供給されることに
なる。そして、端子Ｆから＋１２Ｖが供給されている状
態で、通常の絶対湿度検出が行なわれるのである。

【００５５】図４に、図３に示す回路において、端子Ｂ
の電位Ｖ_bと回路への給電後の経過時間ｔとの関係を示
す。なお、図４において、（ａ）の実線は室温１０℃に
おおける結果を、（ｂ）の破線は室温３０℃における結
果を示しており、回路への給電直後をｔ＝０としてい
る。

【００５６】図４から、いずれの室温においても、Ｖ_b
は、ｔ＝０からある程度の期間は高電位（約＋１５Ｖ）
であるが、その後、急激に低電位（＋５Ｖ未満）へと変
化し、そのまま低電位において安定するような変化を見
せている。また、（ａ）の室温１０℃では、（ｂ）の室
温３０℃の場合と比較して、高電圧（約＋１５Ｖ）を示
す期間が長くなっていることがわかる。

【００５７】前述のとおり、端子Ｂの電位Ｖ_bが＋５Ｖ
を超えるときは温度補償素子２０および湿度検出素子２
１の雰囲気温度が２００℃に満たないときであり、＋５
Ｖ以下のときはそれらの雰囲気温度が２００℃程度に上
昇しているときである。

【００５８】したがって、図４より、本発明に従った絶
対湿度検出装置においては、温度補償素子２０および湿
度検出素子２１の雰囲気温度が２００℃程度に上昇する
のに要する時間が、雰囲気温度の変化によって変化する
ことに応じて、温度補償素子２０および湿度検出素子２
１を有するブリッジ回路２４に高電圧を印加する時間を
変化させることができる。つまり、用いる温度補償素子
２０および湿度検出素子２１の状態に応じて常に最適の
ウォームアップ時間を経て、温度補償素子２０および湿
度検出素子２１のウォームアップを完了させることがで
きることになる。

【００５９】次に、表１に、図３に示す回路において、
端子Ｂの電位Ｖ_bが前述の高電位から低電位へと変化す
る時間、つまり、温度補償素子２０および湿度検出素子
２１のウォームアップが完了するまでの時間を、室温０
℃において、４回測定した結果を示す。

【００６０】また、比較として、図１１に示す回路にお
いて、温度補償素子２２０および湿度検出素子２２１の
ウォームアップが完了するまでの時間を、室温５℃にお
いて、４回測定した結果も、表１に合わせて示す。

【００６１】なお、図１１に示す回路は、図３に示すよ
うな回路であって、図３の回路に供給する電圧を温度補
償素子２０および湿度検出素子２１の状態に応じて変化
させるトランジスタ２８および２９を省略したような構
成になっている。つまり、図１１における温度補償素子
２２０、湿度検出素子２２１、抵抗２２２，２２３，２
２５、ブリッジ回路２２４、差動増幅回路２２６、イン
ピーダンス変換回路２２７、零点調整用抵抗群９３は、
それぞれ、図３における温度補償素子２０、湿度検出素
子２１、抵抗２２，２３，２５、ブリッジ回路２４、差
動増幅回路２６、インピーダンス変換回路２７、零点調
整用抵抗群３３に対応する。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１より、図３に示す本発明に従った絶対
湿度検出装置における絶対湿度検出部１４の回路では、
比較として用いた図１１に示す回路と比較して、測定を
行なった室温が低いにもかかわらず、ウォームアップが
完了するまでの時間が短いことがわかる。

【００６４】以上説明した本実施の形態において、絶対
湿度検出部１４および直流電源１２により、絶対湿度検
出装置が構成されている。また、温度補償素子２０およ
び湿度検出素子２１により、抵抗変化により温度を検出
する２個の温度検出素子が構成されており、抵抗２２お
よび２３により、ブリッジ回路２４において上記の２個
の温度検出素子と対辺関係にある２個の抵抗が構成され
ている。また、直流電源１２からは、ブリッジ回路２４
を含む絶対湿度検出部内の回路に、＋１２Ｖまたは＋１
５Ｖの２種類の電圧が供給される。

【００６５】温度補償素子２０および湿度検出素子２１
の２個の温度検出素子は、前述のように２００℃程度ま
で加熱されると、ウォームアップが完了した状態とな
り、湿度検出のための所定の特性を呈している状態にな
る。

【００６６】また、本実施の形態において、温度補償素
子２０および湿度検出素子２１の２個の温度検出素子
が、ウォームアップが完了して前述の所定の特性を呈し
ているか否かということは、ブリッジ回路２４の入力端
子Ｂの電位が予め定められた＋５Ｖよりも高いか否かに
反映され、これに応じて、トランジスタ２８はオン／オ
フする。

【００６７】したがって、本実施の形態においては、ト
ランジスタ２８により、２個の温度検出素子が湿度検出
のための所定の特性を呈している否かを、ブリッジ回路
２４の入力端子の電位が予め定められた電位よりも高い
か否かによって判断する特性呈示判断手段が構成されて
いる。

【００６８】また、本実施の形態において、温度補償素
子２０および湿度検出素子２１の２個の温度検出素子が
湿度検出のための所定の特性を呈していない場合には、
トランジスタ２９が、トランジスタ２８がオンしたこと
に応じてオンすることにより、絶対湿度検出部１４に端
子Ｅから＋１５Ｖの電圧が供給される。また、２個の温
度検出素子が所定の特性を呈している場合には、トラン
ジスタ２９が、トランジスタ２８がオフ状態になること
に応じて、オフ状態になることにより、絶対湿度検出部
に端子Ｆから＋１２Ｖの電圧が供給される。

【００６９】したがって、本実施の形態においては、ト
ランジスタ２９により、特性呈示判断手段が、２個の温
度検出素子が湿度検出のための所定の特性を呈している
と判断したことに応じて、絶対湿度検出部に＋１２Ｖの
電圧を供給するように制御し、特性呈示判断手段が、２
個の温度検出素子が湿度検出のための所定の特性を呈し
ていないと判断したことに応じて、絶対湿度検出部に＋
１５Ｖの電圧を供給する、給電制御手段が構成されてい
る。

【００７０】なお、本実施の形態においては、抵抗２
２、２３および２５、温度補償素子２０ならびに湿度検
出素子２１の抵抗値は、温度補償素子２０および湿度検
出素子２１のウォームアップの完了前には、ブリッジ回
路２４の入力端子の電位が予め定められた＋５Ｖという
電位を超え、ウォームアップ完了後には、＋５Ｖ以下に
なるよう構成されている。

【００７１】なお、本実施の形態においては、上述の特
性呈示判断手段と給電制御手段とにより、２個の温度検
出素子が湿度検出のための所定の特性を呈しているか否
かを判断し、所定の特性を呈している場合には絶対湿度
検出部１４に＋１２Ｖの電圧を供給するように制御し、
所定の特性を呈していない場合には絶対湿度検出部に＋
１５Ｖの電圧を供給するように制御する判断手段が構成
されているが、本発明はこれに限定されるものではな
い。つまり、本発明の判断手段は、たとえば、２個の温
度検出素子の温度を検出し、かつ、＋１２Ｖおよび／ま
たは＋１５Ｖの電源をオン／オフするような温度スイッ
チやマイクロコンピュ−タ等によっても構成することが
できる。

【００７２】［第２実施の形態］本発明に従った特性呈
示判断手段は、比較器によっても構成することができ
る。以下に、本発明の絶対湿度検出装置の第２実施の形
態について説明する。

【００７３】図５は、本発明の第２実施の形態に従った
絶対湿度検出装置における絶対湿度検出部１４（図２参
照）の回路図である。なお、図５において、ブリッジ回
路２４、差動増幅回路２６、インピーダンス変換回路２
７、トランジスタ２９、抵抗２５、零点調整用抵抗群３
３ならびに端子Ｅ、Ｆ、Ｂ、ＧおよびＭについては、図
３を用いて説明したものとそれぞれ同様であるため、説
明を省略する。

【００７４】図５を参照して、３０は比較器である。比
較器３０は、２つの入力端子のうち、＋側は端子Ｒに接
続され、−側はブリッジ回路の入力端子Ｂに接続され、
出力端子は、抵抗３３を介してトランジスタ２９に接続
されている。なお、端子Ｒは、抵抗３１と抵抗３２とが
直列接続されている接点であり、抵抗３１の他の一端は
＋１２Ｖの直流電源に接続されており、抵抗３２の他の
一端は接地されている。ここで、抵抗３１と抵抗３２の
抵抗値は、端子Ｒの電位が＋５Ｖになるようにそれぞれ
設定されている。

【００７５】なお、ここで用いている比較器３０の高電
圧出力（ハイレベル出力）は＋１５Ｖであり、低電圧出
力（ローレベル出力）は０Ｖである。

【００７６】次に、図５の湿度検出部の回路の動作につ
いて説明する。ブリッジ回路２４を湿度測定に用いるた
めには、前述のように、温度補償素子２０および湿度検
出素子２１の雰囲気温度が２００℃程度まで上昇してい
ることが必要である。

【００７７】まず、温度補償素子２０および湿度検出素
子２１の雰囲気温度が２００℃程度まで上昇していない
場合について考える。

【００７８】この場合、前述のように、ブリッジ回路２
４の入力端子Ｂの電位が＋５Ｖを超えるように、温度補
償素子２０、湿度検出素子２１、抵抗２２，２３，２５
のそれぞれの抵抗値は設定されている。したがって、比
較器３０からはローレベルの０Ｖが出力される。これに
応じてトランジスタ２９もオンするため、抵抗２５およ
びブリッジ回路２４には端子Ｅから＋１５Ｖが供給され
ることになる。そして、温度補償素子２０および湿度検
出素子２１に電流が流れ、これらの自己加熱が行われる
のである。

【００７９】次に、温度補償素子２０および湿度検出素
子２１の雰囲気温度が２００℃程度までの温度上昇が完
了している場合について考える。

【００８０】この場合、温度補償素子２０と湿度検出素
子２１の抵抗値は、上述の２００℃まで達していない場
合の抵抗値と比較して、温度上昇による抵抗値の低下の
ため、低いと考えられる。これによりブリッジ回路２４
全体の抵抗値も低下する。このとき、第１実施の形態と
同様に、端子Ｂの電位が＋５Ｖ以下になるように温度補
償素子２０、湿度検出素子２１、抵抗２２，２３，２５
のそれぞれの抵抗値が設定されていれば、比較器３０は
ハイレベルの＋１５Ｖを出力する。これに応じてトラン
ジスタ２９もオフ状態となるため、抵抗２５およびブリ
ッジ回路２４には端子Ｆから＋１２Ｖが供給されること
になる。そして、端子Ｆから＋１２Ｖが供給されている
状態で、通常の絶対湿度検出が行なわれるのである。

【００８１】本実施の形態において、温度補償素子２０
および湿度検出素子２１の２個の温度検出素子の雰囲気
温度が２００℃程度まで上昇して湿度検出のための所定
の特性を呈しているか否かということは、ブリッジ回路
２４の入力端子Ｂの電位が予め定められた＋５Ｖよりも
高いか否かに反映され、これに応じて、比較器３０はハ
イレベルまたはローレベルを出力する。

【００８２】したがって、本実施の形態においては、比
較器３０により、２個の温度検出素子が湿度検出のため
の所定の特性を呈している否かを、ブリッジ回路２４の
入力端子の電位が予め定められた電位よりも高いか否か
によって判断する特性呈示判断手段が構成されている。

【００８３】また、本実施の形態において、２個の温度
検出素子が所定の特性を呈していない場合には、トラン
ジスタ２９が、比較器３０がローレベルを出力したこと
に応じてオンすることにより、絶対湿度検出部１４に端
子Ｅから＋１５Ｖの電圧が供給される。また、２個の温
度検出素子が所定の特性を呈している場合には、トラン
ジスタ２９が、比較器３０がハイレベルを出力したこと
に応じてオフ状態となることにより、絶対湿度検出部１
４に端子Ｆから＋１２Ｖの電圧が供給される。

【００８４】したがって、本実施の形態においては、ト
ランジスタ２９により、特性呈示判断手段が、２個の温
度検出素子が湿度検出のための所定の特性を呈している
と判断したことに応じて、絶対湿度検出部１４に＋１２
Ｖの電圧を供給するように制御し、特性呈示判断手段
が、２個の温度検出素子が湿度検出のための所定の特性
を呈していないと判断したことに応じて、絶対湿度検出
部１４に＋１５Ｖの電圧を供給するよう制御する、給電
制御手段が構成されている。

【００８５】以上説明した第１および第２実施の形態に
おいて、サーミスタとしては、たとえば、Ｂ定数が３６
２０Ｋ、２５℃におけるゼロ負荷抵抗値が４．５ｋΩの
ものを用いることができる。また、今回開示された実施
の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではな
いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した
説明ではなく、前掲の特許請求の範囲によって示され、
特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更
が含まれることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明に従う絶対湿度検出装置が備
えられる電子レンジの部分破断斜視図であり、（ｂ）
は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分的な縦断面図である。

【図２】本発明に従う絶対湿度検出装置が備えられる電
子レンジの回路構成を示す回路図である。

【図３】本発明の第１実施の形態に従った絶対湿度検出
装置における絶対湿度検出部の回路図である。

【図４】図３に示す回路において、端子Ｂの電位Ｖ_bと
回路への給電後の経過時間ｔとの関係を示すプロット図
である。

【図５】本発明の第２実施の形態に従った絶対湿度検出
装置における絶対湿度検出部の回路図である。

【図６】（ａ）および（ｂ）は、一般に用いられる湿度
センサにおけるサ−ミスタセンサの断面図である。

【図７】湿度センサを用いて構成されるブリッジ回路を
示す回路図である。

【図８】室温が１０℃，２０℃，３０℃，４０℃の各場
合における、ブリッジ回路の出力電圧と相対湿度との関
係を示すプロット図である。

【図９】公知のデ−タを基礎にした場合の、室温が１０
℃，２０℃，３０℃，４０℃の各場合における、絶対湿
度と相対湿度との関係を示すプロット図である。

【図１０】（ａ）は、２つのサ−ミスタセンサを含む回
路図であり、（ｂ）は、（ａ）の回路における２つのサ
−ミスタセンサにかかる電圧Ｖ_tと流れる電流Ｉ_tとの
関係を示すプロット図である。

【図１１】第１実施の形態において比較として用いた絶
対湿度検出部の回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１加熱室２マグネトロン３導波管４冷却ファン５吸気ダクト６排気ダクト７電装室１０電子レンジ１１湿度センサ１２直流電源１３制御部１４絶対湿度検出装置１５マグネトロン制御回路１６商用給電線１７キー入力部１８表示部２０温度補償素子２１湿度検出素子２２，２３，２５，３１，３２，３３抵抗２４ブリッジ回路２６差動増幅回路２７インピーダンス変換回路２８，２９トランジスタ３０比較器３３零点調整用抵抗群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入出力端子を有しかつ抵抗変化により温
度を検出する２個の温度検出素子および該２個の温度検
出素子と対辺関係にある２個の抵抗を有するブリッジ回
路を備え、該ブリッジ回路の前記出力端子において絶対
湿度に応じた信号を得るようにした絶対湿度検出装置で
あって、前記ブリッジ回路の入力端子に第１の電圧および該第１
の電圧よりも大きい第２の電圧のいずれかを選択的に供
給するための電源と、前記２個の温度検出素子が湿度検出のための所定の特性
を呈しているか否かを判断し、該所定の特性を呈してい
ると判断した場合には、前記入力端子に前記第１の電圧
を供給し、該所定の特性を呈していないと判断した場合
には、前記第２の電圧を供給するように制御する判断手
段とを備えることを特徴とする、絶対湿度検出装置。
【請求項２】前記判断手段は、特性呈示判断手段と給
電制御手段とを含み、該特性呈示判断手段は、前記２個の温度検出素子が湿度
検出のための前記所定の特性を呈している否かを、前記
ブリッジ回路の入力端子の電位が前記予め定められた電
位よりも高いか否かにより判断し、該給電制御手段は、前記特性呈示判断手段が前記２個の
温度検出素子が湿度検出のための前記所定の特性を呈し
ていると判断したことに応じて、前記ブリッジ回路を含
む回路に前記第１の電圧を供給するように制御し、前記
特性呈示判断手段が前記２個の温度検出素子が湿度検出
のための前記所定の特性を呈していないと判断したこと
に応じて、前記ブリッジ回路を含む回路に前記第２の電
圧を供給するように制御することを特徴とする、請求項
１に記載の絶対湿度検出装置。
【請求項３】前記特性呈示判断手段および前記給電制
御手段は、バイポーラトランジスタにより構成されるこ
とを特徴とする、請求項２に記載の絶対湿度検出装置。
【請求項４】前記特性呈示判断手段は、比較器により
構成され、前記給電制御手段は、バイポーラトランジスタにより構
成されることを特徴とする、請求項２に記載の絶対湿度
検出装置。