JPS6022736B2 - 湿度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湿度計に関するものである。

本発明は温度が変化する湿度測定対称に於て、広い範囲
の湿度を測定するための電子式湿度計に係り、例えば塩
化リチウム等の湿度−抵抗値変化素子と預り温抵抗体等
の温度−抵抗変化素子のそれぞれによって測定対象にお
ける湿度及び温度にもとずく抵抗値を検出し、温度に関
係した湿度計側値を高速パルス周期に連続的に変換し得
るものであって、特に多数の測定対象をサンプリングす
る集中管理式の空気調和装置に使用するに適する。

本発明における湿度測定対象に於ては、第３図に示すよ
うに、抵抗値をＲｈで示す湿度−抵抗値変化素子と、抵
抗値をＲｔで示す温度−抵抗値変化素子が直列に接続し
てあ。素子Ｒｈ及びＲｔは共に共通の測定対象に設けて
あって同一時刻における湿度及び温度にもとずく抵抗値
を生じる。ｅｈ及びｃｔは素子Ｒｈ及びＲｔ‘こ与える
電源であって、Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６及
びＣは、図示のように接続される適正な値を有する抵抗
及びコンデンサーである。温度Ｔにおける相対湿度日（
ＲＨ％）は計測されたコンダクタンスとの間に近似的に
次式の関係にある。

Ｙ＝Ｋ，Ｈ＋Ｋ２Ｔ＋Ｋ３・”…【１｝ ここでＹ：コンダクタンス〔仏○〕 Ｈ：相対湿度 〔％ＲＨ〕 Ｔ：温度 ぐＦ〕 Ｋ，，Ｋ２，Ｋ３は常数 電源ｅｔ力ミ矢印の方向にある時、素子Ｒｔに流れる電
流ｌｔは次式の関係にある。

ｌｔ＝Ｒ２．Ｒ，一ＲｔＲ３ ｅｔ＝Ｒ２ぬき−Ｒｔ）．ｅｔ‐‐．．‐．【２｝ 但
し、簡略化するためＲ２とＲ３は等しい値におく、但し
、ここで△を簡略化するためにＲ２＝Ｒ３及びＲ４十Ｒ
５十Ｒ６＝ＲＬとおくと、△＝２・Ｒ２１ＲＬ（Ｒｔ＋
Ｒ，）十狐２・Ｒ，・Ｒｔ十Ｒ２２（Ｒｔ＋Ｒ，）＝Ｒ
２｛（Ｒｔ十Ｒ，）（球Ｌ＋Ｒ２）十次，・Ｒｔ｝・・
・・・・【３’｛３１式の結果からｌｔを求めると、 （Ｒ，一Ｒｔ）．ｅ ｌｔ亡（Ｒｔ＋Ｒ，）（２ＲＬ＋Ｒ２）十２Ｒ，・Ｒｔ
（Ｒ，一Ｒｔ）・ｅｔ ．…．（４）Ｒ
ｔ（２ＲＬ＋Ｒ２十２Ｒ，）＋２Ｒ，ＲＬ＋Ｒ，Ｒ２素
子Ｒｔの計測時における分圧抵抗Ｒ６に表われる電圧を
Ｖｔとすると次式の関係がある。

Ｖｔ＝ｌｔ・Ｒ６・・・・・・【５） 故に電圧Ｖｔは常数化した各抵抗値と、可変である抵抗
値Ｒｔの関係によって求めることができる。

一方、湿度計側値は素子Ｒｈを流れる電流をｌｈとし、
電源ｅｈの位相が矢印方向である時、近似的に次式の関
係にある。

但し、Ｒ２＝Ｒ３Ｒ，ごＲｔとおく 素子Ｒｈの計測時における分圧抵抗Ｒ６に表われる電圧
Ｖｈとすると、次式の関係がある。

Ｖｈニ１ｈ．Ｒ６．，．…（６） 故に電圧Ｖｈは常数化した値と可変である抵抗値Ｒｈと
の関係から求めることができる。

塩化リチウム等の湿度−抵抗変化素子Ｒｈの分極作用を
防止するために、電源ｅｈ及びｅｔは交流電源が用いら
れる。

そして、素子Ｒｈ及びＲｔに一定電圧を与え、そのとき
流れる電流ｌｈおよびｌｔが加算され、あるいは減算さ
れることによって抵抗Ｒ６の両端には式【１）の関係よ
り温度補償された湿度に関する電圧が表われる。そして
、一定レベルの電圧が付与されている時間にサンプルホ
ールド回路１により値を読み込み、ミリボルトーパルス
変換回路２により出力端子３へ温度補償された相対湿度
計測値として高速パルス周期が連続的に出力される。つ
ぎに、さらに具体的な例で説明する。

第１図に於て、トランス４は適正な電圧を発生する二次
コイル５，６，７を有する、コイル５は電源ｅｔに、コ
イル６は電源ｅｈにそれぞれ前述したように結線される
。

コイル７は定電圧ダイオード乙，を経て、回路ＩＣ３に
供給される。Ｚ．・Ｚ２・Ｚ．・Ｚ２２・Ｚ幻・Ｚ２は
それぞれツエナーダイオードであって、図示のように結
線され、各ッェナーダイオード‘こよって、後述する作
用を与える。本実施例は、共通の交流電源を有し、各回
路は適正な電圧が付与される。交流電源からの正弦波を
一定電圧で素子ＲｈおよびＲｔ‘こ与えるために、コイ
ル５および６からの電圧をッヱナーダィオードＺ２．・
Ｚ２２・Ｚ３．・乙２によってクリップし素子Ｒｈおよ
びＲｔのそれぞれに、第２図イに示すような電圧が与え
られる。

すると、予め決められた時間Ｘ，．の間だけ素子Ｒｈ及
びＲｔに所望の一定電圧が与えられる。そのときの抵抗
Ｒ６の両端に発生する電圧ＶＲ６は第２図口のようにな
る。この時間×．．を有効測定時間とする。なお、ツェ
ナーダイオードＺ，．・Ｚ２は、過電圧防止用のダイオ
ードである。この抵抗Ｒ６の両端に表われた電圧は、第
３図ではサンプルホールド回路１に入力されているが、
このサンプルホールド回路は、第１図においては、ＩＣ
２，ＩＣ３，ＩＣ４その他抵抗コンデンサー等からなり
、コイル７からの電圧はッェナーダィオードＺ４，によ
り０点よりＶＮだけバイアスされた半波の台形波がＩＣ
３の入力に与えられて、その結果、ＩＣ４の入力Ａおよ
びＢには、ＩＣ４の状態を変化させるように交互に、そ
して互いに逆にＯＮ，ＯＦＦが表われる。なお、ＩＣ３
の入力に並列に互いに逆向きに接続されたダイオードＤ
ＩおよびＤ２は、ＩＣ３の過電圧入力保護のためである
。よって、入力Ａ球韻の電圧ＶＱが第２図ハのように変
化して、前述した有効測定時間Ｘ，．内でサンプルホー
ルドするためのタイミングの時間Ｘ２２を発生する。

一方、抵抗Ｒ６の両端に発生した電圧ＶＲ６は、ＩＣ，
および抵抗からなる回路によって、サンプルホールド回
路に入力できるように増幅され、その出力が時間Ｘ２２
でサンプルホールドされる。そして、ＩＣ２の電圧出力
は、抵抗７およびコンデンサーＣＩからなるフィルター
回路を介して出力８に表われることになる。この表われ
た電圧出力は、第１図に示すミリボルトーパルス発生器
２に与えられ、最終的には出力端子３に温度補償された
湿度測定値がパルス出力で得られることになる。コイル
５および６からの電圧をクリップするにあたってのクリ
ップレベルを異なるようにし、それぞれの有効測定時間
、すなわち、素子ＲｈとＲｔにおける有効測定時間は、
異なっていてもよい。

その場合、短い方の有効測定時間内でサンプリングを行
なうことになる。第４図に示すように、素子Ｒｈ及びＲ
ｔの有効測定時間を、それぞれＸ′，２とＸ′，．とす
るようにして、これらのうち短い方の有効測定時間、す
なわち、この場合は、時間Ｘ′，２の内でサンプリング
のタイミング時間Ｘ′２２を発生するようにさせる。時
間Ｘ′，．及びＸ′，２の値は感湿素子及び感温素子の
種類及び組合せと、及び測定対象によって適正な値に設
定される。

以上のように、本発明によれば、素子ＲｈおよびＲｔに
一定電圧を予め決められた時間、すなわち有効測定時間
与え、湿度および温度によって変化する各素子に流れる
電流を、抵抗素子によって電圧で検出し、一方、サンプ
ルホールド回路は、その予め決められた時間内で抵抗素
子の両端電圧をサンプルホールドする。

そして、そのサンプルホールドされた値を変換回路が、
温度補償された湿度計側値をパルス出力するので、空調
装置の計測システムにおける高速処理にきわめて効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明実施例で、第１図は概略回路図、第２図およ
び第４図は波形図、第３図は第１図の具体的な部分回路
図である。 １……サンプルホールド回路、２…・・・ミリボルトー
パルス変換器、Ｒｔ……温度−抵抗変化素子、Ｒｈ・・
…・湿度−抵抗変化素子。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 湿度−抵抗変化素子と、 温度−抵抗変化素子と、 上記湿度−抵抗変化素子と上記温度−抵抗変化素子に
   、それぞれ予め決められた時間一定電圧を交流電源から
   の電圧をクリツプして与える電源回路と、 上記湿度−
   抵抗変化素子および上記温度−抵抗変化素子に流れる電
   流の変化を検出するための抵抗素子と、 上記予め決め
   られた時間内で上記抵抗素子の両端に発生する電圧をサ
   ンプルホールドするサンプルホールド回路と、 上記サ
   ンプルホールド回路のサンプルホールドされた値を高速
   パルス周期出力に変換して出力する変換回路とを有して
   、温度補償を加えた湿度計測値を高速パルス周期で出力
   することを特徴とする湿度計。