JPS63100353A - 湿度検出装置 - 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 本発明は湿度検出装置に関する。

（ロ）従来の技術 湿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、気体一固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れ、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号公報に開示された如き、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。

一方、本発明者等は、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
置として第３図に示す構造を、既センサベレット（１）
ヲ含む。こＱペレットは、それ１（自体特公昭５８−７
１７９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。ペレ
ット（υは、より具体的には、約４調角の平面を持つ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
のダイヤフラム（３）とを有する。ダイアフラム（３）
には拡散によりＰ型のピエゾ抵抗領域（４ａ）〜（４ｄ
）が形成されており、各領域に迎なる配線路（５１（５
１・・・が拡散や蒸１で形成されている。

ペレット（１）はその基部（２）においてヘッダ（６）
に接着され、ヘッダ（６）に植設されたリードピン（７
）＋７１・・・とペレットの配線路（５１（５１・・・
とを金属細線（８）が結ぶ。

感湿伸縮体（９）は、厚みが約数十μｍ乃至数百μｍの
ナイロンからなり、４こもセンサペレットのダイア７う
Ａ　（３）の表面に被着されている・従°て１９感湿伸
縮体（９）の伸縮はダイアフラム（３）を歪ませる。ゝ
！ヘッダ（６）に固定されたケースα０）はセンサペレ
ット（１）を包囲し、ケース０■の開口αＤと感湿伸縮
体（９）とを含む中央空間を除いて、ケースα０）とセ
ンサペレット（１）の表面との間にゲル状シリコンＣＪ
２ｒ’埋められている。

よって、感湿伸縮体（９）がケース開口αυを通じて測
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、それに応じてピエゾ抵抗領域（４
ａ）〜（４ｄ）の抵抗値が変化する。各ピエゾ抵抗領域
（４ａ）〜（４ｄ）は、通常の如く、リードピン（７）
（７１・・・を通じ外部にて抵抗ブリッジ結合され、こ
のブリフジの出力電圧値を読むことによりダイアフラム
（３）の歪度、即ち湿度を測定できる。

斯る構造によれば、−感湿伸縮体が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ナシ、シリコ
ンダイアフラム型圧力センサベレットがその伸縮を敏感
に電気信号に変換する。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記第３図の構造においては、しかし乍ら、圧力センサ
ペレットを利用するがために、シリコンダイアフラムは
、大気圧の変動によっても、その歪量が変化し、よって
測定湿度に誤差が生じる恐れがある。

に）問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決すべく、感湿伸縮体を被彦
した第１シリコンダイアフラムと、感湿伸縮体の被着さ
れていない第２シリコンダイアフラムと、上記第１、第
２のダイアフラムの歪［−１這気艦に変換する第１、第
２の変換手段と、上記第１変換手段の出力で第２変換手
段の出力を補正する補正手段とを具備する湿度検出装置
を提供するものである。

（ホ）実施例 第１図及び第２図に、本実施例装置の構造及び電気回路
図を示す。

第１図にて、第３図と同一部分には同一番号が付されて
いる７本実施例の最も大きな特徴として、センサペレッ
ト（１）には、第１、第２のシリコンダイアフラム（３
１（３＋が形成されていると共に、その各々にシリコン
ダイアフラムの歪量を電気量に変換するための第１ピエ
ゾ抵抗領域（４ａ）〜（４ｄ）及ており、更に、第１シ
リコンダイアフラム（３）の裏面に感ミＲ伸綿本（９）
が被着されている。尚、本実施例において、ヘッダ（６
）には、第１、第２の各シリコンダイアプラム［３１（
３１に対応して第１、第２の開口に■が設けられている
。

第２図にて、第１変換手段■は、第１ピエゾ抵抗領域（
４ａ）〜（４ｄ）を含むブリッジ回路からなり、第２変
換手段（３υは、第２ピエゾ抵抗領域（４ａ）〜（４ｄ
）を含むブリフジ回路からなろう補正手段図は、第１、
第２変換手段■Ｇｌｌの出力の差を出力る演算回路から
なる。

即ち、本実施例装置にあっては、第１変換手段■の出力
が測定雰囲気の湿度と大気圧との両者の情報を含むのに
対し、第２変換手段（３１１の出力は大気圧のみの情報
を含み、よって補正手段（功の出力は湿度のみ表わす。

尚、上記実施例では、第１、第２シリコンダイアフラム
（３１（３）は、同一のセンサペレット（１）内に形化 収されたが、装置の小早矛Ｓ要求されない場合には、夫
々個別のセンサペレットに設けられても良い。

又第１、第２友換手段Ｃｌ１ｉ（３υの出力は補正手段
■に入る前に、夫々温度補償されても良い。

（ト）発明の効果 本発明によれば、感湿伸縮体が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、第１変換手
段がその伸縮を敏感に電気信号に変換する。しかも、ｇ
２変換手段の出力により大気圧の影響が除かれ、従って
、本発明は、シリコンダイアフラム型圧力センサの構造
を利用しているにも拘らず、正確な湿度測定を可能にす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、夫々本発明実施例装置の断面図及
び′心気回路図、第３図Ａは既に提案された装置の断面
図、第３図Ｂは同要部侶面図である。 ｔａｌｔ３１・・・第１、第２シリコンダイアフラム、
（４す〜（４ｄ）、、、第１ピエゾ抵抗領域、（４ａ）
　〜（４ｄ）・・・第２ピエゾ抵抗領域、（９）・・・
感湿伸縮体、■・・・（４ａ）　〜（４ｄ）を含む第１
変換手段、（３１）−（４ａ　）〜（４ｄ）を含む第２
変換手段、■・・・補正手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感湿伸縮体を被着した第１シリコンダイアフラム
   と、感湿伸縮体の被着されていない第２シリコンダイア
   フラムと、上記第１、第２のダイアフラムの歪量を電気
   量に変換する第１、第２の変換手段と、上記第１変換手
   段の出力で第２変換手段の出力を補正する補正手段とを
   具備する湿度検出装置。