JPS6157841A - 湿度検出装置 - Google Patents

湿度検出装置

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JPS6157841A
JPS6157841A JP59179851A JP17985184A JPS6157841A JP S6157841 A JPS6157841 A JP S6157841A JP 59179851 A JP59179851 A JP 59179851A JP 17985184 A JP17985184 A JP 17985184A JP S6157841 A JPS6157841 A JP S6157841A
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Isamu Okuda
勇 奥田
Tsutomu Takahara
務 高原
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/045Circuits
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、ルームエアコン、除湿機、加湿機などにおい
て、空気の相対湿度を連続的に検知する湿度検出装置に
関する。
従来例の構成とその問題点 従来より比較的低コストの湿度センサとしてセラミック
系もしくけ有機高分子系のものが広く使用されており、
これらの湿度センサを用いた従来の湿度検出装置を第5
図に示す。図においてA′は直流電源であり、正負それ
ぞれの直流電圧Vcc。
および−V c cを給電する。C′はオペアンプ26
、双方向ゼナーダイオード27および抵抗、コンデンサ
からなる正弦波発振回路である。D′はコンデンサ11
、空気の相対湿度に応じてその抵抗値が変化する湿度セ
ンサ12、湿度センサ12の温度補償用の感温素子(サ
ーミスタ)13およびオペアンプ27より成るセンサ部
である。F/ n平滑増幅回路であり、オペアンプ28
、ダイオード29.30を主体として半波整流部を構成
し、抵抗19、コンデンサ20で平滑し、その平滑信号
をオペアンプ21によるバッファを介して外部に湿度検
出信号■0を出力するものである。
この構成において、湿度センサ12i11:、例えば高
分子有機系のものが用いられるが、この場合、空気の相
対湿度Hに対する抵抗特性は第2図のような特性を示す
。図中のT 1.T2.T3はそれぞれ湿度センサ12
の周囲温度であり、周囲温度が高くなれば抵抗値Rsは
小さくなる。この周囲温度如対する抵抗値変化は、負特
性感温素子(いわゆるサーミスタ)とほぼ同等の変化で
ある。なお第2図における抵抗値Rsは正確には交流に
対するインピークラスを示している。即ちこの種湿度セ
ンサはその等価回路が抵抗と、コンデンサの並列接続に
近いものであり、多少の静電客月を有しているが、使用
が容易な直流印加を行なうと、空気中の水分によりイオ
ン移動が非可逆的如発生し、その信頼性を’k @ K
低下させるだめ、湿度センサ12への印加電圧波形を交
流波形として使用し、湿度Hに対する特性値は所定の周
波数の正弦波でff1lBfLだインピーダンスの値で
規定される。
そこで第5図において、正弦波発振回路C′て所定の周
波数、振幅の正弦波信号v7を発生さす、かつコンデン
サ11を用いて直流分をカットして湿度センサ12にそ
の信号を印加している。感温素子13は湿度センサの温
度特性を補償し、センザ部σ出力端に湿度Hに対応した
振幅の正弦波信号v8を発する。平滑増幅回路F′は、
正弦波信号■8を整流し、その負のピーク値にほぼ比例
した正の直流の平滑信号v9を得、バッファとしてのオ
ペアンプ21より湿度Hに対応した湿度検出信号v0を
出力する。
ここで、この従来の湿度検出装置は、その直流電源A′
を2電源形式を採用している。これi−j:湿度検出信
号v0を外部の回路が利用しやすいようにほぼ零ボルト
(低湿度のとき)から数ボルト(高湿度のとき)の範囲
となるようにするだめである。
しかし、最近のマイクロコンピュータ等を用いだ電子装
置にあっては、装置の小形化、低コスト化のために中電
源化が図られており、しかも5■電源が主流である。捷
だ正弦波発振回路C′は正弦波を発生する回路としては
比較的低コストであるが、特性を安定にすれば波形歪が
大きくなり、出力特性に悪影響を与え、寸だ発振周波数
や振幅が部品バラツキによって比較的容易に変化し、湿
度検出信号vOのバラツキが大きくなるという面がある
1従ってこの従来の湿度検出装置は、これらの点で難点
を有していると共に、この従来例と同等もしくはそれ以
上の性能を有し、かつ低コストの湿度検出装置が実現さ
れるに至っていない。
発明の目的 本発明は、従来の難点を解消し、rat−電源で構成が
可能であり、湿度センサあるいは装置全体の周囲温度の
影響、電源電圧のバラツキに対する影響、及び回路構成
部品のバラツキによる特性ノくラツキの度合を極力軽減
し、湿度の変化に対して連続的に湿度検出信号を発する
湿度検出装置を提供することを目的とする。
発明の構成 本発明の湿度検出装Mは、単一の直流電源電圧を装置内
部の他の回路に供給する直流電源と、その直流電源電圧
を抵抗等で分圧した基準電圧を発生する基準電圧発生回
路と、その基準源圧を基準として正負それぞれの波形が
該対象な交流波形を発生する発振回路と、この発振回路
の出力と前記の基準との間に湿度センサ(主としてセラ
ミック系、有機高分子系)と湿度センサの温度補償の感
温素子(サーミスタ)を直列に接続して戎るセンサ部と
、湿度センサと感温素子の接続点の交流信号をオペアン
プの非反転入力端子に入力し、オペアンプの出力信号を
ダイオード、抵抗、コンデ゛ンサを用いて整流・平滑し
、その信号を温度検出信号として外部に出力すると共に
、その出力部より抵抗を介して、および直流電源より抵
抗を介してそれぞれ前記のオペアンプの反転入力端子に
入力して成る平滑増幅回路とより構成される。
実施例の説明 本発明に基づく湿度検出装置を添付図面に示す−実旋例
により詳細に説明する。
第1図は本発明の湿度検出装置の構成図である。
図において、Aは単一の直流電源電圧V c cを与え
る直流電源、Bは基準電圧VBを発生する基準電圧発生
回路であり、抵抗1および2より直流電源電圧Vccを
分圧し、その値をオペアンプ3により低インピーダンス
に変換して基準電圧vBを発生する。Cは矩形波に近い
交流波形を発生する発振回路であり、オペアンプ4、i
抗s 、 a 、 7コンデンサ8、抵抗9、コンデン
サ10により構成される。Dはセンサ部であり、直流分
をカットするためのコンテ′ンサ11、湿度センサ12
、感温素子(サーミスタ)能3より構成される。Fは平
滑増幅回路であり、抵抗14、オペアンプ15、ダイオ
ード16、ノイズ防止用のコンデンサ17、抵抗18.
19、コンデンサ20、オペアンプ21、抵抗22.2
3.24.25より構成される。
次に動作を説明する。湿度センサ12の湿度特性は、前
述の第2図の通りである。第4図は動作説明図であり第
1図に示す構成における各部の電圧波形を示している。
捷ず基準電圧発生回路Bの発生する基準電EVBは発振
回路Cの発生する交流波形の中心値を与えている。すな
わち発振回路Cのオペアンプ4の出力v1は第4図に示
すように矩形波となるが、直流電源電圧Vcc=5V 
 とすると、出力が・・イの時、約3.7v、ローの特
約0.7vとなり、その中心値は2.2■となるため、
基準電圧V)3=2.2vとすると、出力■1は基準電
EVBを中心とした正負の振幅が等しい交流波形とみな
せる。
この矩形波の周期Tは例えばIKHz であり、湿度セ
ンサ12の抵抗Rsの測定時の周波数と同一の値となし
ている。比較的低抵抗値の抵抗9及びコンデンサ10は
、出力■1の矩形波が湿度センサ12に印加された時、
湿度センサ12における静電客月の影響が顕著に表われ
ないようにするだめに設けたフィルタであり、出力■2
は第4図のように立」ユリ、立下りがややなまった状態
となり、高周波外が軽減されている。
センサ部りに、基準電圧vBを基準として発振回路Cの
出力v2を印加すると、湿度センサ12と感温素子13
の接続点の電圧v3は、第4図のように出力v1に近い
形状で、かつその振幅が湿度センサ12の検知する湿度
Hに対応した値となる。今出力■1の矩形波の振幅をE
lとし、湿度センサ12の抵抗値をRsS感温素子の抵
抗値をRTとすると、電圧v3の基準電圧vBに対する
振幅E3けほぼ と表わされ、湿度Hに対してRsが変化し、これに応じ
て振幅E3が変化する。
次に平滑増幅回路Fにおいて、交流の電圧v3が非反転
入力端子nに入力され、反転入力端子iの電圧v7と比
較され、電圧v3が高い間、オペアンプ15の出力v4
が第4図のように・・鰭レベルとなり、ダイオード16
、抵抗19を介してコンデンサ20に急速に充電される
。出力v4がローレベルの時は抵抗19、及び18を介
してコンデンサ20の電荷が放電されるが、抵抗18は
抵1 0 、。
抗19に比して十分に大きな抵抗値に選ばれているため
、コンデンサ20け、充電が完了した時点の電圧■5を
しばらくの間維持することになる。
オペアンプ21によりこの電圧v5がインピーダンス変
換されて湿度検出信号V□として外部に出力される。次
に抵抗22〜25は、オペアンプ15の反転入力端子i
に負帰還信号を与えて湿度検出信号voの出力ゲイン並
びに動作点を決める働きをなす。ここで抵抗24.25
は抵抗22.23に対して十分小さく選らばれている。
そしてこの接続において、電圧■3が基準電圧V13に
等しいとき、即ち湿度HがほぼO%RHのとき、湿度検
出信号V□=OVとなるように抵抗22.23を選定す
る。即ちV □ = OVの吉きV 7 = V Bと
なるように選ぶ。
この結果、電圧V3の振幅E3と湿度検出信号V()は
、はぼ次式の関係となる。
\故に電圧v3の振幅E3と湿度検出電圧voが比例す
る。そこで湿度センサ12の検知する湿度Hに対する湿
度検出電圧V□は第3図に示すととくなり、H=40〜
70%RH稈度で適当な特性が与えられ、空調関係如お
ける湿度検出に有用である。なお湿度センサ12の温度
特性は感温素子13により極めて良く温度補償され、H
=40〜70%RHの範囲では温度0〜408Cに対し
て±2%RH稈度である。
この構成は発振回路C1平滑増幅回路Fなどは直流電源
電圧Vccに対鼎した特性を示すため、VCCを共通と
する他回路でADコンバータなどその比率を判定する場
合に極めて好都合である。
以」−第1図に示す一実施例により詳細に説明したが、
オペアンプ4.15i1′1′コンパレータであっても
良く、捷だ場合によっては抵抗24.25をコンデンサ
20の両端に接続しても、はぼ同時の特性が街られる。
一′       才た感温素子13ば、使用温度範囲
が極めて小さい場合、例えば20°C±1°Cなどの場
合は、もちろん固定抵抗への置き換えが可能であり、捷
だ感温素子13の値を変更するとと匠より、第3図に示
す湿度Hに対する湿度検出信号V□の関係を、例えば2
0〜50%RHの範囲で良好な特性とすることも可能で
あり、使用対象KI5じて適宜設計可能であり、使用対
象に応じて適宜可能である。
なお湿度センサ12への印加電圧が正弦波でなければ支
障がある場合は、発振回路Cを正弦波発振回路とするこ
とはもちろん可能であり、はぼ同等の出力特性が得られ
る。
更に抵抗22の一端が直流電源電圧Vccに接続されて
いるが、適当な直流電圧を与える点に接続しても可能で
ある。
発明の効果 −L述のように本発明の湿度検出装置は、単一直流電源
電圧、例えば+5vで動作可能で、その湿度検出信号V
□の出力範囲も直流電源電圧の近傍(例えばほぼ零ボル
ト)から可能で、湿度Hの変化て対する特性変化も十分
大きなものが自由に得られるだめ、低コスト、小形化、
高性能化、汎用合が容易である点と合わせて、極めて優
れた性能。
を有しており、高い工業的価値が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における湿度検知回路の構成
図、第2図は湿度センサの特性図、第3図は第1図にお
ける湿度検知信号の特性図、第4図は第1図の動作説明
図、第5図は従来の湿度検知回路の構成図である。 A・・・・直流電源、B・・・・・基準電圧発生回路、
C・・・・・・発振回路、D・・・・センサ部、F・・
・・・平滑増幅回路、12・・・・・湿度センサ、13
・・・・・感温素子、15・・・・・オペアンプ、16
・ ・・ダイオード、19・・・・・lf抗、2o・ 
・・・コンデンサ、22.23.24.25・・・・・
抵抗、V+・・・・・非反転入力端子、■−・・・・・
・反転入力端子、Vs・・・・・基準電圧、V□湿度検
知信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 以下のそれぞれの回路に単一の直流電源電圧を供給する
    直流電源と、前記直流電源電圧を分圧した基準電圧を発
    生する基準電圧発生回路と、前記基準電圧に対して正負
    それぞれの波形が該対象な交流波形を発生する発振回路
    と、前記発振回路の出力端と前記基準電圧との間に湿度
    の変化に応じて抵抗値の変化を与える湿度センサと前記
    湿度センサの温度特性を補償するための感温素子とを直
    列に接続したセンサ部と、前記湿度センサと前記感温素
    子との 接続点の信号が非反転入力端子に入力されたオペアンプ
    の出力信号をダイオード、抵抗、コンデンサを用いて平
    滑し、その平滑信号を湿度検出信号として外部に出力す
    ると共に、前記オペアンプの反転入力端子へ前記直流電
    源電圧より抵抗を介してバイアス信号を与え、更に前記
    湿度検出信号より抵抗を介して負帰還信号を与えて成る
    平滑増幅回路とにより構成された湿度検出装置。
JP59179851A 1984-08-29 1984-08-29 湿度検出装置 Granted JPS6157841A (ja)

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JPH0352822B2 JPH0352822B2 (ja) 1991-08-13

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7171143B2 (en) 2003-03-13 2007-01-30 Pfu Limited Toner concentration adjustment method and apparatus for liquid-development electrophotographic apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7171143B2 (en) 2003-03-13 2007-01-30 Pfu Limited Toner concentration adjustment method and apparatus for liquid-development electrophotographic apparatus

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JPH0352822B2 (ja) 1991-08-13

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