JPS61202151A - 湿度・温度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 未発明は、湿度と温度の両者を検出し得る装置に関する
。

（ロ）従来の技術 ｊ１度検出体として感湿セラミック等の如く湿度による
電気的特性の変わるものが知られている。

この検出体は、気体−同体界面の電気特性を利用するも
のであり、従ってその界面が大気にさらさｎ、汚染等の
影響を受けやすく、長期安定性に欠ける。これに対し、
特開昭５６−４２１２６号公報に開示さｎた如き、毛髪
やナイロンの様な感湿伸縮体は長期的に安定である半面
、その伸縮を電気信号に変換し難い。　□ （／ウ　　発明が解決しようとする問題点本発明は感湿
伸縮体を用い、かつその伸縮を容易にしかも敏感に電気
信号に変換できる湿度検出装置であって、しか＋温度を
も検出し得る装置を提供するものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明の湿度検出装置は、複数の拡散抵抗を有するシリ
コンダイアフラム型ペレットと、このセンサペレットの
圧力印加体となる感湿伸縮体と、上記複数の拡散抵抗の
うちの少なくとも一部を用いた抵抗ブリッジを形成する
湿度測定部と、上記複数の拡散抵抗のうちの少なくとも
一部に定電流を供給する温度測定部とを具備する。

（ホ）作　用 本発明装置にあっては、感湿伸縮体が被測定雰囲気の湿
度に応じて伸縮し、その伸縮力を圧カセンサペレットが
電気信号にｙ摸すると共に、圧力センサペレットの拡散
抵抗の少なくとも一つの温度に対する抵抗値変化を測定
することにより湿度をも検出できる。

Ｈ実施例 本実施例装置は、第２図に示す如き、シリコンダイアフ
ラム型圧力センサペレット１１１を含む。このペレット
は、そｎ自体特公昭５８−７１７９号等によって周知の
如く、シリコンダイアフラムにおける半導体ピエゾ効果
を利用したものである。

本実施例におけるペレット（１）は、より具体的には、
約４間角の平面を持つＮ型単結晶シリコンからなり、厚
さ約３００μｍの環状基部（２）と、この基部と一体的
に連なる厚さ約２０μｍのダイアフラム（３］とを有す
る。ダイアフラム（３１にはピエゾ抵抗となる、Ｐ型の
拡散領域（４ａ）〜（４ｄ）が形成されており、各領域
に連なる配線路１ｆｉｌ１５１・・・が拡散や蒸着で形
成されている。

ベレン）　＋１１はその基部（２）においてヘッダ（６
）に接着され、ヘッダ（６１に植設さｎたリードピン（
７１（７］　・。

とペレットの配線１ｉ１１４１５１　＋５１　・・・と
を金属細線（８）が結ぶ。

感湿伸縮体（９１は、厚みが約数十μｍ乃至数百μｍの
ナイロンがらなり１シリコンゴム等の接着材によりセン
サペレットのダイアフラム（３）の表面に貼着されてい
る。従って感湿伸縮体（９１の伸縮はダイアフラム（３
）を歪ませる。

ヘッダ（６１に固定さｎｆｃケース１１０）はセンサペ
レット（１１を包囲１ケース（１０１の開口１＋ｔｌと
感湿伸縮体（９）とを含む中央空間を除いて、ケース＋
１０１とセンサペレットｆｉｌの表面との間にゲル状シ
リコン（１２１が埋められている。

よって、感湿伸縮体（９）がケース開口部を通じて被測
定雰囲気に接し、その湿度に応じて伸縮すると、ダイア
フラム（３）が歪み、それに応じて拡散抵抗領域（４ａ
）−（４４）の抵抗値が変化する。一方、拡散抵抗領域
（４ａ）−（４ｄ）の抵抗値は周囲温度によっても変化
する。

第１図は、上記ペレツ）　１１１と湿度測定部（５０）
と湿度測定部（６０）と更に６連式切換スイッチ（７０
）とを含む本実施例装置を示す。

切換スイッチ（７０）が実線で示す接点側に設定さｎた
とき、ベレン）　Ｉｌｌの拡散抵抗領域（４ａト（ａ）
は湿度測定部←０）に接続される。このとき、湿度測定
部Ｑ５０）は、それ自体周知の如く、各拡散抵抗領域（
４ａ）−（４ｄ）をブリッジ結合し、このブリッジの出
力電圧ｖｌを読むことにより、ダイアフラム１３１の歪
度、即ち湿度を測定できる。尚抵抗（５１）及び（５２
）は、夫々オフセット調整用及び濁度補償用であり、後
者はベレン）　＋１１と同一温度環境に置かれる。

切換スイッチ（７０）が破線で示す接点側に設定さｔ′
したとき、ペレット【１）の拡散抵抗領域（４ａ）−（
４ａ社温度測定部（６０）に接続さｎる。このとき、各
拡散〜 電流電源（６１）から定電流が供給さｎる。上記直列体
の両端電圧ｖ２より直列体の抵抗値を読み、この値を、
予め調べておいた既知の各一度と、そのときの上記直列
体の抵抗値との相関関係表に照らすことに、よｎ測定温
度を知ることができる。尚、上記の如く、各拡散抵抗領
域（４ａ）（４ａ）の抵抗値は、慌ｕ　１４　ｒｅ々１
ノ７グ＾　ｔ、ｆ引小ス１．ｒｔｒ　　シ　柄亦Ｉレエ
ブユ◆ダイアフラム中央部の領域（４に＋）（４０）と
周縁部（４ａ）（４（１）とでは、歪による夫々の抵抗
値変化は逆符号で対称的であるため、温度測定時に上記
の如く各領域を直列接続することにより、歪による各抵
抗値変化を互いに相殺でき、温度による抵抗値変化のみ
をとり出すことができる。

第３図は他の実施例装置を示す。この装置では、ヘッダ
（６）に固定された支柱（２０）が、ケース１１Ｏ）内
に延び、ダイアフラム（３）上に一端を貼着した感湿伸
縮体（９）の他端が支柱−に張架さｎている。その他の
部分は第１図と同様であり同一番号が付されている。こ
の場合の感湿伸縮体（９１の伸縮力は支柱（２０１とダ
イアフラム（３）との間に作用し、同様にダイアフラム
（３）が歪む。

第４図に更に他の実施例装置を示す。この場合、感湿伸
縮体（９）はベレン）　ｆｉ＋の基部（２）とヘッダ（
６１と（７）間ニ装置さ扛、ヘッダ（６）の開口（気を
通じ゛Ｃ被測定雰囲気と接触することによＶ、斯る雰囲
気の湿度に応じて伸縮する。この伸縮力は基部］（２）
を通じてダイアフラム（３）に伝わり、そｎを歪ませる
。

第３図、第４図におけるペレット【１）は、第２図と同
様の湿度測定部（５０）、瀞度測定部（６０）、６連切
換スイツチ（７０）と組合わされる。

が形成されている。拡散抵抗領域（４ａ）−（４ａ）は
、既述の実施例の如く、湿度測定部でブリッジ結合され
て湿度検出に寄与する。第５の拡散抵抗領域（８０）は
、同様に温度測定部に接続されるが、そζでは、領域（
８０）のみに定電流が流される。第５の拡散領域（８０
）はダイアフラム＋３１外に位置するのでダイアプラム
の歪により影響されないことに注意（ト）発明の効果 本発明によれば、感湿伸縮体が被測定雰囲気による汚染
を受けても安定して湿度に応じた伸縮をなし、シリコン
ダイアフラム型圧力センサペレットがその伸縮を敏感に
電気信号に変換するので精度よく湿度を検出でき、かつ
温度検出も行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明実施例装置を示す回路図、第２図Ａは同
装置に用いる部品の断面図、第２図Ｂは同部品中のペレ
ットの平面図、第３図は第２の実施例装置における部品
の断面図、第４図は第３の実施例装置における部品の要
部断面図、第５図は第４の実施例装置におけるペレット
の平面図である。 （１１・・・シリコンダイアフラム型ペレット、［９１
−・・感湿伸縮体、（５０）　・・・湿度測定部、（６
０）−・・温度測定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の拡散抵抗を有するシリコンダイアフラム型
   ペレツトと、このセンサペレツトの圧力印加体となる感
   湿伸縮体と、上記複数の拡散抵抗のうちの少なくとも一
   部を用いた抵抗ブリツジを形成する湿度測定部と、上記
   複数の拡散抵抗のうちの少なくとも一部に定電流を供給
   する温度測定部とを具備せる湿度・温度検出装置。