JPS6165149A - 湿度検出装置 - Google Patents
湿度検出装置Info
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- JPS6165149A JPS6165149A JP18540984A JP18540984A JPS6165149A JP S6165149 A JPS6165149 A JP S6165149A JP 18540984 A JP18540984 A JP 18540984A JP 18540984 A JP18540984 A JP 18540984A JP S6165149 A JPS6165149 A JP S6165149A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、大気中等の雰囲気中における湿度を検出する
湿度検出装置に関する。
湿度検出装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来から、湿度を検出する手段として、各種のものが知
られているが、その中でも湿度に応じて電気抵抗の変化
する感湿体を用いたものは、簡単に湿度を知ることがで
きるため、各所で利用されている。
られているが、その中でも湿度に応じて電気抵抗の変化
する感湿体を用いたものは、簡単に湿度を知ることがで
きるため、各所で利用されている。
この様な１４体としては、例えば、セラミック多孔質体
等があげられる。一般に、この様な感湿体の電気抵抗は
１度に応じて指数関数的に減少する。電気的に湿度を測
定しようとする場合は、湿度（Ｈ）と電気抵抗（Ｒ）の
関係が直線的であるほうが容易であることは、周知であ
る。そこで、一般的には、感１体の電気抵抗値を対数に
変換してＨ−ＬＱｇＲが直線になるようにして１１１定
している。
等があげられる。一般に、この様な感湿体の電気抵抗は
１度に応じて指数関数的に減少する。電気的に湿度を測
定しようとする場合は、湿度（Ｈ）と電気抵抗（Ｒ）の
関係が直線的であるほうが容易であることは、周知であ
る。そこで、一般的には、感１体の電気抵抗値を対数に
変換してＨ−ＬＱｇＲが直線になるようにして１１１定
している。
しかしながら感ａ体の電気抵抗はこの様な対数変換によ
っても湿度に対して直線的な変化とはならず、一般に上
側に凸の変化をとる。従って、個度検出装置ｔは、校正
用のメモリ等の複雑な回路が必要であるという問題点が
あった。
っても湿度に対して直線的な変化とはならず、一般に上
側に凸の変化をとる。従って、個度検出装置ｔは、校正
用のメモリ等の複雑な回路が必要であるという問題点が
あった。
［発明の目的］
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、検出回路
を複雑にすることなく、正１Ｉｆｆな湿度の検出かでき
る湿度検出装置を提供することを目的とする。
を複雑にすることなく、正１Ｉｆｆな湿度の検出かでき
る湿度検出装置を提供することを目的とする。
［発明の概要］
本発明は、感湿体に直列に固定抵抗を接続し、感湿体と
固定抵抗の合成抵抗を測定することにより、上述の問題
点を解消したものである。
固定抵抗の合成抵抗を測定することにより、上述の問題
点を解消したものである。
すなわち感湿体く電気抵抗１ａＲ）だけでは対数変換し
ても１−１（湿度）−Ｒ曲線は上側に凸であるが、固定
抵抗（電気抵抗値Ｒ８）を感湿体に直列に接続すること
により、Ｈ−Ｌｏｇ（Ｒ＋Ｒｓ）曲線がほぼ直線となり
校正用の回路を設ける必要かなく、湿度検出装置の構成
が、簡略化されるとともに、正確な湿度の検出を行うこ
とができる。
ても１−１（湿度）−Ｒ曲線は上側に凸であるが、固定
抵抗（電気抵抗値Ｒ８）を感湿体に直列に接続すること
により、Ｈ−Ｌｏｇ（Ｒ＋Ｒｓ）曲線がほぼ直線となり
校正用の回路を設ける必要かなく、湿度検出装置の構成
が、簡略化されるとともに、正確な湿度の検出を行うこ
とができる。
固定抵抗の電気抵抗１直は、感湿体の電気抵抗値に合せ
て適宜設定することができる。一般的には、固定抵抗の
電気抵抗（１（（か検出８度範囲の最低８度での前記感
湿体の電気抵抗１ｉ（Ｒ１）を上限とし、最高湿度の電
気抵抗値（Ｒ２）を下限と覆る範囲内が良い。固定抵抗
の電気抵抗１直（ＲＳ）がＲ１を越えてしまうと感ａ体
の電気抵抗値Ｒの変化のＲｘ （＝ＲｔＲｓ）中にあけ
る比率が小さくなり、結局、湿度検出感度が小さくなっ
てしまう。また、ＲｓがＲ２より小さくなると、Ｈ−Ｌ
ＯＱＲＸ曲線が直線に近づかないからである。
て適宜設定することができる。一般的には、固定抵抗の
電気抵抗（１（（か検出８度範囲の最低８度での前記感
湿体の電気抵抗１ｉ（Ｒ１）を上限とし、最高湿度の電
気抵抗値（Ｒ２）を下限と覆る範囲内が良い。固定抵抗
の電気抵抗１直（ＲＳ）がＲ１を越えてしまうと感ａ体
の電気抵抗値Ｒの変化のＲｘ （＝ＲｔＲｓ）中にあけ
る比率が小さくなり、結局、湿度検出感度が小さくなっ
てしまう。また、ＲｓがＲ２より小さくなると、Ｈ−Ｌ
ＯＱＲＸ曲線が直線に近づかないからである。
本発明に用いられる感湿体としては、
Ｈ−ＬＯｇＲｓ曲線が上側に凸となる特性を有していれ
ばよく、例えば、Ｌ ｉ ＺｎＶＯ４系等のセラミック
多孔質体があげられる。この様な感湿体は、湿度検出感
度が（曇れているが、本発明の構成を取ることにより、
より一層優れた湿度検出装置を得ることができる。
ばよく、例えば、Ｌ ｉ ＺｎＶＯ４系等のセラミック
多孔質体があげられる。この様な感湿体は、湿度検出感
度が（曇れているが、本発明の構成を取ることにより、
より一層優れた湿度検出装置を得ることができる。
〔発明の効果１
以上説明したように、本発明によれば、感湿体の゛電気
抵抗値を対数変換して湿度を測定する湿度検出装置にお
ける湿度と電気抵抗値との直線性が向上するため、複雑
な校正用の回路を設けることなく、正確な湿度の検出が
できる。
抵抗値を対数変換して湿度を測定する湿度検出装置にお
ける湿度と電気抵抗値との直線性が向上するため、複雑
な校正用の回路を設けることなく、正確な湿度の検出が
できる。
［発明の実施例］
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図は１本実施例の回路構成を示す概略図である。感
湿素子（１）に直列に固定抵抗（２）（’！Ｘ気抵抗値
Ｒｓ）が接続されている。感湿素子（１）および固定抵
抗（２）には、バイアス電圧（Ｖｌ）印加用のバイアス
電源（３）が接続されている。また、直列に接続された
感湿素子（１）および固定抵抗（２）には抵抗測定装置
（４）が接続されている。さらに、＠湿素子（１）に直
列に分圧用の分圧抵抗（５〉 （電気抵抗値Ｒ１が接続
されている。
湿素子（１）に直列に固定抵抗（２）（’！Ｘ気抵抗値
Ｒｓ）が接続されている。感湿素子（１）および固定抵
抗（２）には、バイアス電圧（Ｖｌ）印加用のバイアス
電源（３）が接続されている。また、直列に接続された
感湿素子（１）および固定抵抗（２）には抵抗測定装置
（４）が接続されている。さらに、＠湿素子（１）に直
列に分圧用の分圧抵抗（５〉 （電気抵抗値Ｒ１が接続
されている。
この様な構成をとる湿度検出装置においては、湿度の変
化に応じて変化する感湿体（１）の電気抵抗値（ＲＳ）
を、抵抗測定装置により、固定抵抗（２）との合成抵抗
であるＲｘ （＝Ｒｓ＋Ｒ１）として検出し、これをＬ
ＯＶＲｘに変換する。ト１−ＬＯ（ＩＲＸの関係は、あ
らかじめ測定により求めることができるので、ＬｏｇＲ
ｘを測定することにより、簡単に湿度を求めることがで
きる。
化に応じて変化する感湿体（１）の電気抵抗値（ＲＳ）
を、抵抗測定装置により、固定抵抗（２）との合成抵抗
であるＲｘ （＝Ｒｓ＋Ｒ１）として検出し、これをＬ
ＯＶＲｘに変換する。ト１−ＬＯ（ＩＲＸの関係は、あ
らかじめ測定により求めることができるので、ＬｏｇＲ
ｘを測定することにより、簡単に湿度を求めることがで
きる。
Ｒ−とＲｘには、抵抗値に比例して電圧ｖ１が分配され
る。従って、Ｒｘにかかる電圧（ｖ２〉を測定すること
により、 Ｒｘ＝Ｒ′−Ｖ２／ （Ｖｌ−Ｖ２） なる式でＲｘを求めることができる。そして、このＲｘ
を対数に、変換して湿度との対応をとる。
る。従って、Ｒｘにかかる電圧（ｖ２〉を測定すること
により、 Ｒｘ＝Ｒ′−Ｖ２／ （Ｖｌ−Ｖ２） なる式でＲｘを求めることができる。そして、このＲｘ
を対数に、変換して湿度との対応をとる。
実際の測定にあたっては、抵抗値と電圧値は等価である
ので電圧値による処理を行えば良い。
ので電圧値による処理を行えば良い。
このとき感湿体の電気抵抗を直接測定せず、固定抵抗と
の合成抵抗として測定するため、前１本のごとく校正用
の回路等、複雑な構成をとることなく、正確な湿度の測
定ができる。
の合成抵抗として測定するため、前１本のごとく校正用
の回路等、複雑な構成をとることなく、正確な湿度の測
定ができる。
以下に、感帛体として、ＬＩＺｎｖＯ４系のセラミック
を用いて湿度を測定した例について説明する。感湿素子
（１）は第２図に示すような構成とし、以下に示す手順
で製造した。出発原料としてＺ ｎ Ｏ、Ｃｒ ２０３
．Ｌｉ２Ｃ○３．ｖ２０５の各微粉末を用い、ＺｎＣｒ
０４−Ｌ ： ＺｎＯａの化合物のモル比か４５１０に
なるよう混合し。
を用いて湿度を測定した例について説明する。感湿素子
（１）は第２図に示すような構成とし、以下に示す手順
で製造した。出発原料としてＺ ｎ Ｏ、Ｃｒ ２０３
．Ｌｉ２Ｃ○３．ｖ２０５の各微粉末を用い、ＺｎＣｒ
０４−Ｌ ： ＺｎＯａの化合物のモル比か４５１０に
なるよう混合し。
成型し、１３００’Ｃ−，２時間の条件で焼成し、直径
９ｍｍ、厚み０．３ｍｍの円板状の感湿体（１ａ）を作
成した後、この感湿体（１ａ）の両面に酸化ルテニウム
ペーストを用いて、印刷・焼付（プにより、直（’！＝
６ ｍｍ〕電極＜１ｂ）（１ｃ）を形成し、感湿索子
（１ンを製造した。また、電極（”Ｉｂ）（１Ｃ〉には
、白金のリード線（１ｄ）（１ｅ）を酸化ルデニウムペ
ーストで焼付けである。
９ｍｍ、厚み０．３ｍｍの円板状の感湿体（１ａ）を作
成した後、この感湿体（１ａ）の両面に酸化ルテニウム
ペーストを用いて、印刷・焼付（プにより、直（’！＝
６ ｍｍ〕電極＜１ｂ）（１ｃ）を形成し、感湿索子
（１ンを製造した。また、電極（”Ｉｂ）（１Ｃ〉には
、白金のリード線（１ｄ）（１ｅ）を酸化ルデニウムペ
ーストで焼付けである。
まず、この感湿素子（１）の電気抵抗（直Ｒの湿度特性
を第３図に示す（曲線ａ〉。第３図において、Ｘ軸は相
対湿度（Ｈ）であり、Ｙ軸は感湿素子の抵抗値（Ｒ）を
対数で表わしたものである。
を第３図に示す（曲線ａ〉。第３図において、Ｘ軸は相
対湿度（Ｈ）であり、Ｙ軸は感湿素子の抵抗値（Ｒ）を
対数で表わしたものである。
同図から明らかなように、ｆ−１−ＬｏｑＲｄｔ＋線は
、上側に凸であり、相対湿度３０％で２２０にΩ。
、上側に凸であり、相対湿度３０％で２２０にΩ。
６０％で８３にΩ、９０％で１７にΩであった。
この様な湿度特性を有する感湿素子の抵抗値を直接測定
するだけでは、前述のごとく、校正回路等が必要になる
。
するだけでは、前述のごとく、校正回路等が必要になる
。
そこで本発明のごとく固定抵抗（２）を用いるのである
。固定抵抗（２）としてＲｓ＝４５にΩの抵抗を用いた
時の湿度特性を第３図に示す（曲Ｉ！；！ ｂ ）。同
図から明らかに、８度特性が直播ｊ状になっていること
がわかる。第３図に、 Ｒｓ＝１５にΩ（曲線ｃ）、Ｒｓ＝２５０にΩ（曲線ｄ
）の場合を合せて示ず。曲線Ｃは直線性が充分ではなく
、曲線ｄは検出感度が充分ではない。
。固定抵抗（２）としてＲｓ＝４５にΩの抵抗を用いた
時の湿度特性を第３図に示す（曲Ｉ！；！ ｂ ）。同
図から明らかに、８度特性が直播ｊ状になっていること
がわかる。第３図に、 Ｒｓ＝１５にΩ（曲線ｃ）、Ｒｓ＝２５０にΩ（曲線ｄ
）の場合を合せて示ず。曲線Ｃは直線性が充分ではなく
、曲線ｄは検出感度が充分ではない。
この様に、Ｈ−ＬｏｏＲｘ特性が直線となることにより
湿度検出装置のｉｘが簡単になるとともに、湿度検出精
度も向上する。さらに、感湿素子ごとの直線の傾きのバ
ラツキも縮小され、より１度特性の揃った湿度検出装置
を得ることができる。すなわら、感湿素子は、個々に製
造されるため、完全に同一の特性を有するものを得るこ
とは困難であるが、固定抵抗（２）を付加することによ
り、ある程度まで素子の特性のバラツキを緩和すること
ができるのである。
湿度検出装置のｉｘが簡単になるとともに、湿度検出精
度も向上する。さらに、感湿素子ごとの直線の傾きのバ
ラツキも縮小され、より１度特性の揃った湿度検出装置
を得ることができる。すなわら、感湿素子は、個々に製
造されるため、完全に同一の特性を有するものを得るこ
とは困難であるが、固定抵抗（２）を付加することによ
り、ある程度まで素子の特性のバラツキを緩和すること
ができるのである。
以上、本発明の詳細な説明を行ったが、Ｈ−ＬｏｇＲ曲
線が下側に凸の場合は、固定抵抗を感湿素子に並列に接
続すれば同様な効果を得ることができる。
線が下側に凸の場合は、固定抵抗を感湿素子に並列に接
続すれば同様な効果を得ることができる。
第４図は、その場合の回路図である。固定抵抗が（２）
が感湿素子（１）に並列に接続されている伯は、第１図
に示した場合と同様である。この様な感湿特性を有する
感湿体として、例えば、Ｔ ｉ ０２系のセラミックが
あげられ、その−例を示す。出発原料として、Ｔ ｉ
０２９０ｍｏ １％。
が感湿素子（１）に並列に接続されている伯は、第１図
に示した場合と同様である。この様な感湿特性を有する
感湿体として、例えば、Ｔ ｉ ０２系のセラミックが
あげられ、その−例を示す。出発原料として、Ｔ ｉ
０２９０ｍｏ １％。
Ｃｒ２０３１０ｍｏ １％を混合し、１０００’Ｃ。
２時間の条件で焼成、研磨により直径１Ｑｍｍ、厚みＱ
、５ｍｍの円板状試料を得た。次いでこの試料の両面に
酸化ルテニウムペーストを印刷・焼付けし直径８ｍｍの
電極とした。さらに、白金リードを電極に焼付けた後、
亜リン酸トリエチルと０．２ｍｏ１％濃度硝酸銅溶液を
等量温合した溶液に、前記試料を浸漬し含浸処理を行な
い、その後、試わ［を５５０ ”ｃ ３０分間加熱処理
して感湿素子（１）をｊｑた。
、５ｍｍの円板状試料を得た。次いでこの試料の両面に
酸化ルテニウムペーストを印刷・焼付けし直径８ｍｍの
電極とした。さらに、白金リードを電極に焼付けた後、
亜リン酸トリエチルと０．２ｍｏ１％濃度硝酸銅溶液を
等量温合した溶液に、前記試料を浸漬し含浸処理を行な
い、その後、試わ［を５５０ ”ｃ ３０分間加熱処理
して感湿素子（１）をｊｑた。
第５図に、固定抵抗（２）なしの場合（曲線Ａ）、固定
抵抗Ｒｓ＝６１４にΩの場合（曲線Ｂ）、Ｒｓ＝３００
０にΩの場合（曲線Ｃ） ＲＳ＝１．５にΩの場合（曲線Ｄ）の場合について、抵
抗と湿度の関係を示す。固定抵抗がない場合は、相対湿
度１０％で２６４０にΩ、５０％で３０．５にΩ、９０
％で１．７にΩであった。曲線Ｂがほぼ直線となり、固
定抵抗が小さすぎると、かえって湿度検出感度が悪くな
ってしまう（曲線Ｄ）ことがわかる。
抵抗Ｒｓ＝６１４にΩの場合（曲線Ｂ）、Ｒｓ＝３００
０にΩの場合（曲線Ｃ） ＲＳ＝１．５にΩの場合（曲線Ｄ）の場合について、抵
抗と湿度の関係を示す。固定抵抗がない場合は、相対湿
度１０％で２６４０にΩ、５０％で３０．５にΩ、９０
％で１．７にΩであった。曲線Ｂがほぼ直線となり、固
定抵抗が小さすぎると、かえって湿度検出感度が悪くな
ってしまう（曲線Ｄ）ことがわかる。
第１図は、本発明の湿度検出装置を示す回路概略図、第
２図は、本発明に係る感湿素子を示す断面図、第３図は
、感湿素子の湿度−抵抗曲線図、第４図は、湿度検出装
置を示す回路概略図、第５図は、感湿素子の湿度−抵抗
曲線図。 １・・・感湿素子、２・・・固定抵抗 （７３１７）代理人 弁理士 則近憲佑（ばか１名）第
１ 図 第 ２ 図 ／ｅ 第 ３ 図 相対４痕（〃） 第 ４ 図 Ｒ′ 第 ５ 図 ＠袢ン頂６９ 幌ン
２図は、本発明に係る感湿素子を示す断面図、第３図は
、感湿素子の湿度−抵抗曲線図、第４図は、湿度検出装
置を示す回路概略図、第５図は、感湿素子の湿度−抵抗
曲線図。 １・・・感湿素子、２・・・固定抵抗 （７３１７）代理人 弁理士 則近憲佑（ばか１名）第
１ 図 第 ２ 図 ／ｅ 第 ３ 図 相対４痕（〃） 第 ４ 図 Ｒ′ 第 ５ 図 ＠袢ン頂６９ 幌ン
Claims (2)
- （１）湿度の変化を感湿体の電気的抵抗値の変化で検出
する湿度検出装置において、湿度（Ｈ）の増加に伴いそ
の電気抵抗値（Ｒ）が単調に減少し、ＨをＸ軸、Ｌｏｇ
ＲをＹ軸としたときＨ−ＬｏｇＲ曲線が上側に凸の特性
を有する感湿体を用い、かつ、前記感湿体に直列に接続
された固定抵抗（ＲＳ）との合成抵抗（Ｒｘ）を測定し
、ＬｏｇＲｘから湿度を検出するように構成されたこと
を特徴とする湿度検出装置。 - （２）前記固定抵抗の電気抵抗値（Ｒｓ）が検出湿度範
囲の最低湿度での前記感湿体の電気抵抗値（Ｒ１）を上
限とし、最高湿度の電気抵抗値（Ｒ２）を下限とする範
囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の湿度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18540984A JPS6165149A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 湿度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18540984A JPS6165149A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 湿度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165149A true JPS6165149A (ja) | 1986-04-03 |
| JPH0524452B2 JPH0524452B2 (ja) | 1993-04-07 |
Family
ID=16170286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18540984A Granted JPS6165149A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 湿度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6165149A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102353699A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-02-15 | 宁波奥克斯空调有限公司 | 采用方波对湿度传感器进行采样的方法 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP18540984A patent/JPS6165149A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102353699A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-02-15 | 宁波奥克斯空调有限公司 | 采用方波对湿度传感器进行采样的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0524452B2 (ja) | 1993-04-07 |
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