JPS6341014B2 - - Google Patents
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- JPS6341014B2 JPS6341014B2 JP53163478A JP16347878A JPS6341014B2 JP S6341014 B2 JPS6341014 B2 JP S6341014B2 JP 53163478 A JP53163478 A JP 53163478A JP 16347878 A JP16347878 A JP 16347878A JP S6341014 B2 JPS6341014 B2 JP S6341014B2
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Landscapes
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は空調機、乾燥機あるいは食品調理器な
どの水分検出または温度検出などに利用される温
度・湿度検出装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a temperature/humidity detection device used for moisture detection or temperature detection in air conditioners, dryers, food cookers, and the like.
一般に、水分検出には感湿抵抗体素子などが使
用され、温度検出には熱電対やサーミスタなどが
使用される。感湿抵抗体は湿度に敏感に感応して
その抵抗値を変化させる特性を有し、湿度測定用
素子として、あるいは湿度調節用センサーとして
使用されている。周知のように感湿抵抗体は、吸
水性に優れるFe2O3、Al2O3などの金属酸化物か
らつくられている。一方各種の機器において、湿
度検出のみを行なえば足りる場合は少なく、ほと
んどの場合が湿度検出に加えて温度検出の必要が
ある。たとえば空調関係にあつては、快適温度と
健康湿度とを同時に制御する必要がある。このた
め従来は、温度・湿度検出に、温度検知素子と湿
度検知素子とを使用し、それぞれの回路を別個独
立に構成して二系統の回路構成を採ることにより
その要望に応えていた。したがつて回路構成が複
雑となり、しかもコストアツプが余儀なくされて
いた。 Generally, a moisture-sensitive resistor element or the like is used to detect moisture, and a thermocouple, thermistor, or the like is used to detect temperature. Humidity-sensitive resistors have the property of being sensitive to humidity and changing their resistance value, and are used as humidity measurement elements or humidity adjustment sensors. As is well known, moisture-sensitive resistors are made from metal oxides such as Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 that have excellent water absorption properties. On the other hand, in various types of equipment, there are few cases where it is sufficient to perform only humidity detection, and most cases require temperature detection in addition to humidity detection. For example, in air conditioning, it is necessary to simultaneously control comfortable temperature and healthy humidity. For this reason, conventionally, this demand has been met by using a temperature sensing element and a humidity sensing element to detect temperature and humidity, and configuring each circuit separately and independently to adopt a two-system circuit configuration. As a result, the circuit configuration has become complicated, and furthermore, costs have inevitably increased.
本発明の目的は、前記の欠点を無くするため、
単一で温度及び湿度の制御をすることのできる検
出装置を提供することにある。本発明では、イン
ピーダンス温度依存性とインピーダンス湿度依存
性とを示す誘電体が使用される。インピーダンス
温度依存性の一つの意味は、温度変化によつて容
量インピーダンスが変化する特性である。たとえ
ば温度上昇と共にインピーダンスが上昇あるいは
減少するという特性である。又他の意味は、周波
数によつて容量インピーダンスが変る特性であ
る。たとえば周波数が高くなれば容量インピーダ
ンスが下るという特性である。インピーダンス湿
度依存性の意味は、湿度変化によつて感湿抵抗を
主としたインピーダンスが変化するという特性で
ある。 The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks.
The object of the present invention is to provide a detection device that can control temperature and humidity with a single device. In the present invention, a dielectric material exhibiting impedance temperature dependence and impedance humidity dependence is used. One meaning of impedance temperature dependence is the characteristic that capacitive impedance changes with temperature change. For example, the impedance increases or decreases as the temperature increases. Another meaning is that the capacitive impedance changes depending on the frequency. For example, as the frequency increases, the capacitive impedance decreases. The meaning of impedance humidity dependence is that the impedance, mainly the humidity sensitive resistance, changes due to changes in humidity.
本発明の構成上の特徴は、叙上のような誘電体
からなり、この誘電体の電極面から温度と湿度と
の信号を検出した点にある。前記誘電体において
は、低周波領域でインピーダンスが高く、しかも
湿度変化によるインピーダンス変化が周波数によ
るものより支配的である。したがつて低周波領域
では感湿体としてこれを湿度検出に供することが
できる。又高周波領域では前記誘電体によるイン
ピーダンスが低くなり、しかも湿度変化によつて
温度検出が影響されない。たとえば温度変化によ
る誘電率の温度依存特性が支配的になる。したが
つて高周波領域ではこれを感温体として温度検出
に供することができる。すなわち前記誘電体によ
ると、低周波領域で湿度を検出し得、高周波領域
で温度を検出し得る。 The structural feature of the present invention is that it is made of a dielectric material as described above, and that temperature and humidity signals are detected from the electrode surface of this dielectric material. In the dielectric, impedance is high in a low frequency region, and impedance changes due to humidity changes are more dominant than changes due to frequency. Therefore, in the low frequency range, it can be used as a humidity sensing element to detect humidity. Further, in the high frequency range, the impedance due to the dielectric becomes low, and temperature detection is not affected by changes in humidity. For example, the temperature dependence of the dielectric constant due to temperature changes becomes dominant. Therefore, in the high frequency range, this can be used as a temperature sensor for temperature detection. That is, according to the dielectric, humidity can be detected in a low frequency range, and temperature can be detected in a high frequency range.
このようにして本発明は、湿度変化を周波数依
存性のない低周波領域で検出し、温度変化を、前
記湿度検出の動作周波数の最大周波数よりも高周
波領域で検出し得る温度・湿度検出装置を提供す
るものである。 In this manner, the present invention provides a temperature/humidity detection device capable of detecting humidity changes in a low frequency region with no frequency dependence and detecting temperature changes in a frequency region higher than the maximum frequency of the operating frequency of the humidity detection. This is what we provide.
以下本発明をその実施例に基づき説明する。第
１図において、１は素子、２は誘電体、３，３は
電極である。素子１は次の工程により好ましいも
のが得られた。 The present invention will be explained below based on examples thereof. In FIG. 1, 1 is an element, 2 is a dielectric, and 3, 3 are electrodes. A preferable element 1 was obtained through the following steps.
出発原料としてBaCO3：10モル、TiO2：50モ
ル、SrCO3：40モルを湿式で混合し、これを乾燥
して粉末とした。次にこの粉末原料を４×４×
0.25mmに成形した（成形圧力750Kg／cm3）。その
後、この成形体を温度1250℃で焼成した。電極と
しては良導体のRuO2を選定し、得られた焼成体
（誘電体）２にRuO2グレーズ化電極の一対の電極
３，３を取り付けた。これを供試素子として、両
電極３，３間の湿度特性、温度特性及び周波数−
インピーダンス特性をそれぞれ調査した。これら
の結果を第２図、第３図及び第４図に示した。な
お電極としてRuO2電極以外にAg、Ag−Pd、
Ni、Au、In、Al、Cu電極を使用しても同様の特
性結果が得られた。 As starting materials, 10 moles of BaCO 3 , 50 moles of TiO 2 , and 40 moles of SrCO 3 were wet mixed and dried to form a powder. Next, add this powder raw material to 4×4×
It was molded to 0.25 mm (molding pressure 750 Kg/cm 3 ). Thereafter, this molded body was fired at a temperature of 1250°C. RuO 2 , which is a good conductor, was selected as the electrode, and a pair of RuO 2 glazed electrodes 3, 3 were attached to the obtained fired body (dielectric) 2. Using this as a test element, the humidity characteristics, temperature characteristics, and frequency between both electrodes 3 and 3.
The impedance characteristics of each were investigated. These results are shown in FIGS. 2, 3, and 4. In addition to RuO 2 electrodes, Ag, Ag-Pd,
Similar characteristic results were obtained using Ni, Au, In, Al, and Cu electrodes.
第２図によれば、たとえば低周波領域（100Hz）
では相対湿度変化によつて感湿抵抗変化を主とし
たインピーダンスが変化し、また温度変化ではイ
ンピーダンス変化に影響していないことがわか
る。 According to Figure 2, for example, the low frequency region (100Hz)
It can be seen that changes in relative humidity cause changes in impedance, mainly due to changes in humidity-sensitive resistance, and changes in temperature do not affect impedance changes.
第３図によれば、たとえば高周波領域（500K
Hz）の場合、温度変化によつて容量成分を主とし
たインピーダンスが変化し、湿度変化ではほとん
どインピーダンス変化に影響していないことがわ
かる。 According to Figure 3, for example, the high frequency region (500K
Hz), it can be seen that impedance, mainly the capacitance component, changes due to temperature change, and humidity change has almost no effect on impedance change.
第４図によれば、低周波領域では湿度変化で素
子のインピーダンスは影響するが高周波領域では
ほとんど影響していないことがわかる。そして、
印加周波数を高く変えたとき、素子のインピーダ
ンスの成分は、抵抗成分主体から、容量成分主体
へと変化する。 According to FIG. 4, it can be seen that changes in humidity affect the impedance of the element in the low frequency range, but have almost no effect in the high frequency range. and,
When the applied frequency is increased, the impedance component of the element changes from being mainly a resistive component to being mainly a capacitive component.
第２図〜第４図に示した結果から、前記供試素
子によると単一で湿度検出及び温度検出の双方を
行なうことができると判断することができる。
又、湿度検出を低周波領域で、温度検出を高周波
領域でそれぞれ行なうことができると判断するこ
とができる。 From the results shown in FIGS. 2 to 4, it can be determined that the test element can perform both humidity detection and temperature detection with a single device.
Further, it can be determined that humidity detection can be performed in a low frequency region and temperature detection can be performed in a high frequency region.
第５図は温度・湿度検出回路例を示している。
f1は低周波入力信号源（100Hz）、f2は高周波入力
信号源（500KHz）、Ｚは温度・湿度制御素子、Ｓ
は周波数切換スイツチ、Ｒは検出抵抗（たとえば
5kΩ）である。この回路において、温度検出は
500KHz、湿度検出は100Hzの各信号で検出する。
湿度あるいは温度には検出抵抗Ｒの両端の電圧信
号が対応する。この場合、入力周波数を切換える
かわりに、入力信号として方形波を用い、検出抵
抗Ｒの両端電圧の高さを湿度検出、時間応答を温
度検出に対応させることもできる。なお前記実施
例における供試素子では、温度１〜150℃、相対
湿度１〜100％の範囲の検出が可能であつた。 FIG. 5 shows an example of a temperature/humidity detection circuit.
f 1 is the low frequency input signal source (100Hz), f 2 is the high frequency input signal source (500KHz), Z is the temperature/humidity control element, S
is a frequency selection switch, R is a detection resistor (for example,
5kΩ). In this circuit, temperature detection is
500KHz, humidity detection is detected with each signal of 100Hz.
A voltage signal across the detection resistor R corresponds to humidity or temperature. In this case, instead of switching the input frequency, a square wave can be used as the input signal, and the height of the voltage across the detection resistor R can be used to detect humidity, and the time response can be made to correspond to temperature detection. Note that the test element in the above example was able to detect temperatures in the range of 1 to 150°C and relative humidity in the range of 1 to 100%.
以上詳述したように本発明に係る温度・湿度検
出装置によると、周波数を低周波領域と高周波領
域との間で切換えるだけで、同一誘電体の電極面
から湿度と温度との信号を検出することができる
ので、回路を単純化することができコストダウン
を図ることができる。なお、本発明において温度
検出あるいは湿度検出に対応する周波数はその誘
電体のインピーダンス値により適宜選定されるべ
きである。 As detailed above, according to the temperature/humidity detection device according to the present invention, humidity and temperature signals can be detected from the electrode surface of the same dielectric material simply by switching the frequency between the low frequency region and the high frequency region. Therefore, the circuit can be simplified and costs can be reduced. In the present invention, the frequency corresponding to temperature detection or humidity detection should be appropriately selected depending on the impedance value of the dielectric.
第１図は本発明の温度・湿度検出部分の斜視
図、第２図は相対湿度−インピーダンス特性図、
第３図は温度−インピーダンス特性図、第４図は
周波数−インピーダンス特性図、第５図は温度・
湿度制御回路図である。
１……素子、２……誘電体、３……電極。
Fig. 1 is a perspective view of the temperature/humidity detection part of the present invention, Fig. 2 is a relative humidity-impedance characteristic diagram,
Figure 3 is a temperature-impedance characteristic diagram, Figure 4 is a frequency-impedance characteristic diagram, and Figure 5 is a temperature-impedance characteristic diagram.
It is a humidity control circuit diagram. 1... Element, 2... Dielectric, 3... Electrode.
Claims (1)
ンピーダンス湿度依存性とを示す誘電体に一対の
電極を設けてなる素子と低周波信号源及び高周波
信号源とからなり、湿度検知には周波数依存性の
ない低周波領域で前記一対の電極間のインピーダ
ンス変化を検出し、温度検知には前記湿度検出の
動作周波数の最大周波数より高い周波数領域でイ
ンピーダンス変化を検出し、前記それぞれのイン
ピーダンス検知で、温度・湿度を検知する温度・
湿度検出装置。1 Consists of an element consisting of a pair of electrodes on a dielectric material that exhibits capacitive impedance temperature dependence and resistive impedance humidity dependence, and a low frequency signal source and a high frequency signal source, and has no frequency dependence for humidity detection. The impedance change between the pair of electrodes is detected in a low frequency region, and for temperature detection, the impedance change is detected in a frequency region higher than the maximum operating frequency of the humidity detection. Temperature to detect
Humidity detection device.
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP16347878A JPS5591101A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Temperature and humidity control element |
| US06/107,183 US4319485A (en) | 1978-12-28 | 1979-12-26 | Temperature·humidity detecting apparatus |
| CA342,757A CA1132368A (en) | 1978-12-28 | 1979-12-28 | Temperature-humidity detecting element and detecting apparatus using the element |
| DE7979105393T DE2962487D1 (en) | 1978-12-28 | 1979-12-28 | Temperature-humidity detecting apparatus |
| EP79105393A EP0013030B1 (en) | 1978-12-28 | 1979-12-28 | Temperature-humidity detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16347878A JPS5591101A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Temperature and humidity control element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5591101A JPS5591101A (en) | 1980-07-10 |
| JPS6341014B2 true JPS6341014B2 (en) | 1988-08-15 |
Family
ID=15774630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16347878A Granted JPS5591101A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Temperature and humidity control element |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5591101A (en) |
Families Citing this family (3)
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| JP6967390B2 (en) * | 2017-08-02 | 2021-11-17 | ニッタ株式会社 | Sensor sheet |
-
1978
- 1978-12-28 JP JP16347878A patent/JPS5591101A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5591101A (en) | 1980-07-10 |
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