DE102016117088A1

DE102016117088A1 - Apparatus for the capacitive determination of the moisture content and method for operating the apparatus

Info

Publication number: DE102016117088A1
Application number: DE102016117088.7A
Authority: DE
Inventors: Florian Krogmann; Adjan Kretz; Thomas Bürgler
Original assignee: Innovative Sensor Technology IST AG
Current assignee: Innovative Sensor Technology IST AG
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2018-03-15

Abstract

Sensoreinheit (2) für eine Vorrichtung (1) zur Bestimmung des Feuchtegehalts eines Mediums und entsprechende Vorrichtung (1) mit einem feuchtesensitiven Sensorelement (6) und einer Heizeinheit (7) zumindest zum teilweisen und zeitweisen Heizen des Sensorelements (6). Das Sensorelement (6) und/oder die Heizeinheit (7) sind derart ausgestaltet und/oder angeordnet, dass das Sensorelement (6) bei Beaufschlagung der Heizeinheit (7) mittels eines vorgebbaren Heizsignals eine Temperatur (T) innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereichs erreicht.Sensor unit (2) for a device (1) for determining the moisture content of a medium and corresponding device (1) with a moisture-sensitive sensor element (6) and a heating unit (7) for at least partial and temporary heating of the sensor element (6). The sensor element (6) and / or the heating unit (7) are configured and / or arranged such that the sensor element (6) reaches a temperature (T) within a predeterminable temperature range when the heating unit (7) is acted upon by means of a predefinable heating signal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoreinheit mit einem feuchtesensitiven Sensorelement und einer Heizeinheit sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtegehalts eines Mediums mit einer entsprechenden Sensoreinheit und mit einer Elektronikeinheit. Die Elektronikeinheit ist dazu ausgelegt, das Sensorelement mit einem Anregungssignal und die Heizeinheit mit einem Heizsignal zu beaufschlagen, sowie ein Messsignal von dem Sensorelement zu empfangen und dieses in Bezug auf den Feuchtegehalt, des Mediums auszuwerten. Bei dem Sensorelement handelt es sich beispielsweise um ein kapazitives Sensorelement. Bei dem Medium handelt es sich wiederum beispielsweise um ein Gas oder um eine Flüssigkeit. Mit einem entsprechenden Messgerät ist insbesondere die relative oder absolute Feuchte des Mediums bestimmbar.The present invention relates to a sensor unit with a moisture-sensitive sensor element and a heating unit and to a device for determining the moisture content of a medium with a corresponding sensor unit and with an electronic unit. The electronics unit is designed to supply the sensor element with an excitation signal and the heating unit with a heating signal, and to receive a measurement signal from the sensor element and to evaluate this with respect to the moisture content of the medium. The sensor element is, for example, a capacitive sensor element. Again, the medium is, for example, a gas or a liquid. With a corresponding measuring device, in particular the relative or absolute humidity of the medium can be determined.

Für Messgeräte zur Messung der Feuchtigkeit eines Mediums, ebenso wie bei Messgeräten zur Bestimmung der Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit, oder Gaskonzentration, werden im Stand der Technik häufig Sensoreinheiten verwendet, die mittels Dünnschicht- oder Dickschichttechniken hergestellt werden, und insbesondere auf ein Substrat aufgebrachte, elektrisch geeignet kontaktierte, Beschichtungen aufweisen. Kapazitive Sensoreinheiten sind beispielsweise in Form eines Kondensatorelements mit einem Dielektrikum, welches auf die Feuchtigkeit des Umgebungsmediums reagiert, ausgestaltet. Eine Sensoreinheit, mittels welcher sowohl eine Bestimmung der Temperatur als auch der Feuchte eines Umgebungsmediums möglich ist, sind beispielsweise aus den Dokumenten DE102007002593A1 oder DE102009026439A1 bekannt geworden.For measuring devices for measuring the moisture of a medium, as well as measuring devices for determining the temperature, flow velocity, or gas concentration, frequently used in the prior art sensor units, which are produced by thin-film or thick-film techniques, and in particular applied to a substrate, electrically suitable contacted, have coatings. Capacitive sensor units are designed, for example, in the form of a capacitor element with a dielectric, which reacts to the moisture of the ambient medium. A sensor unit, by means of which both a determination of the temperature and the humidity of an ambient medium is possible, are for example from the documents DE102007002593A1 or DE102009026439A1 known.

Zur Bestimmung der Feuchte eines Mediums sind unterschiedliche Messprinzipien aus dem Stand der Technik bekannt geworden. Bei einem kapazitiven Feuchtesensor mit einer Sensoreinheit in Form eines Kondensatorelements mit Dielektrikum wird der Feuchtegehalt des Mediums beispielsweise über die Kapazität, bzw. über die feuchteabhängigen Dielektrizitätskonstante, gemessen. Dazu wird die Sensoreinheit mit einem Wechselspannungssignal beaufschlagt. Eine Messung der Feuchte kann aber auch über das Streufeld eines Kondensators durchgeführt werden (z.B. DE 102 03 816 C1 oder DE 10 2004 050 345 A1 ).To determine the moisture of a medium different measuring principles have become known from the prior art. In a capacitive humidity sensor with a sensor unit in the form of a capacitor element with dielectric, the moisture content of the medium is measured, for example, via the capacitance or via the moisture-dependent dielectric constant. For this purpose, the sensor unit is supplied with an alternating voltage signal. However, a measurement of the moisture can also be carried out via the stray field of a capacitor (eg DE 102 03 816 C1 or DE 10 2004 050 345 A1 ).

Das kapazitive Messverfahren zur Bestimmung der Feuchte eines Mediums kann jedoch insbesondere im Bereich hoher relativer Feuchten problematisch werden. Es kann beispielsweise zu einer Aufsättigung des Sensorelements kommen, aber auch eine beginnende Kondensation und sich daraus ergebende Kurzschlüsse an den elektrischen Kontakten des Sensorelements können sich nachteilig auswirken und unter anderem eine erhöhte Messungenauigkeit oder auch das Auftreten von Fehlmessungen bedingen.However, the capacitive measuring method for determining the moisture of a medium can be problematic, especially in the range of high relative humidity. It may, for example, come to a saturation of the sensor element, but also an incipient condensation and resulting short circuits on the electrical contacts of the sensor element can adversely affect and inter alia, an increased measurement inaccuracy or the occurrence of incorrect measurements.

Um diesen Problematiken zu begegnen, werden häufig Heizeinheiten in die jeweiligen Messgeräte implementiert, wie beispielsweise in den in den Dokumenten US7062968B2 , US5837884 oder US4812615 beschriebenen Lösungen. In dieser Hinsicht ist ferner beispielsweise aus der EP0801302A1 ein Verfahren zum Ermitteln der absoluten Luftfeuchtigkeit mittels eines kapazitiven Sensors, eines Temperatursensors und mittels eines Heizelements bekannt geworden, bei welchem die Sensortemperatur bei Erreichen eines vorbestimmten Feuchtigkeitsgrenzwertes gezielt verändert wird. Ab diesem Feuchtigkeitsgrenzwerts wird in einem Heizmodus gearbeitet, bei welchem beispielsweise der Betriebsstrom des Temperatursensors auf eine konstante Sensorkapazität geregelt wird, so dass der kapazitive Sensor eine konstante relative Feuchte sieht. Um auf einfache Weise neben der Bestimmung der absoluten Luftfeuchtigkeit auch die relative Feuchte zuverlässig bestimmbar zu machen, ist aus der DE010335553A1 bekannt geworden, die Umgebungstemperatur aus der im Heizbetrieb erforderlichen Heizleistung und einer lokalen Sensoranordnungstemperatur anhand des jeweiligen Messstroms durch das Heizelement abzuleiten. Dies kann beispielsweise durch eine Sensoreinheit mit einem kapazitiven Feuchtesensorelement und einem Temperatursensorelement, welches gleichzeitig zum Heizen verwendbar ist, realisiert werden.To address these issues, heaters are often implemented in the respective meters, such as those in the documents US7062968B2 . US5837884 or US4812615 described solutions. In this regard, for example, from the EP0801302A1 a method for determining the absolute humidity by means of a capacitive sensor, a temperature sensor and by means of a heating element has become known, in which the sensor temperature is selectively changed upon reaching a predetermined moisture limit. From this moisture limit value is worked in a heating mode in which, for example, the operating current of the temperature sensor is controlled to a constant sensor capacity, so that the capacitive sensor sees a constant relative humidity. In order to be able to reliably determine not only the determination of the absolute humidity but also the relative humidity, the DE010335553A1 It has become known to derive the ambient temperature from the heating power required in heating operation and a local sensor arrangement temperature based on the respective measuring current through the heating element. This can be realized, for example, by a sensor unit having a capacitive humidity sensor element and a temperature sensor element which can be used simultaneously for heating.

Nachteilig an den genannten Lösungen ist, dass stets eine Steuerung oder Regelung der Heizeinheit notwendig ist. Eine Implementierung einer entsprechenden Steuer- oder Regeleinheit kann ggf. aufwendig sein, insbesondere für Applikationen, bei welchem das entsprechende Messgerät nahezu konstant im Hochfeuchtebereich (beispielsweise Gewächshäuser oder Käsekeller) betrieben wird.A disadvantage of the solutions mentioned is that always a control or regulation of the heating unit is necessary. An implementation of a corresponding control or regulation unit may possibly be complicated, in particular for applications in which the corresponding measuring device is operated almost constantly in the high-humidity range (for example greenhouses or cheese cellars).

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinheit, bzw. ein entsprechendes Messgerät anzugeben, mittels welchem die genannten Probleme im Bereich hoher relativer Feuchten auf besonders einfache Weise vermieden werden können.The present invention is therefore based on the object of specifying a sensor unit or a corresponding measuring device by means of which the aforementioned problems in the area of high relative humidity can be avoided in a particularly simple manner.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch das Sensorelement gemäß Anspruch 1 und durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 7.The object according to the invention is achieved by the sensor element according to claim 1 and by the device according to claim 7.

Bezüglich der Sensoreinheit wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch eine Sensoreinheit für eine Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtegehalts eines Mediums mit einem feuchtesensitiven Sensorelement und einer Heizeinheit zumindest zum teilweisen und zeitweisen Heizen des Sensorelements. Erfindungsgemäß sind das Sensorelement und/oder die Heizeinheit derart ausgestaltet und/oder angeordnet, dass das Sensorelement bei Beaufschlagung der Heizeinheit mittels eines vorgebbaren Heizsignals eine Temperatur innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereichs erreicht. Anstelle einer vergleichsweise aufwendigen Einheit zur Regelung oder Steuerung der Heizeinheit selbst wird also die Sensoreinheit von vorn herein derart ausgestaltet, dass bei Beaufschlagung der Heizeinheit mittels einer vorgebbaren Heizsignals automatisch eine Temperatur innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereichs erreicht wird. Daraus ergeben sich erhebliche Vereinfachen, sowohl für die Konstruktion der Sensoreinheit oder eines eine entsprechende Sensoreinheit umfassenden Messgeräts, als auch in Bezug auf den fortlaufenden Messbetrieb. Eine Betauung kann somit erfindungsgemäß auf einfache Art und Weise durch Beaufschlagung der Heizeinheit mittels des vorgebbaren Heizsignals effizient wieder von der Sensoreinheit entfernt werden. Außerdem können Dämpfe und/oder Gase, welche die Sensoreinheit nachteilig beeinflussen bzw. ihr schaden können mittels der Heizeinheit ausgeheizt werden.With respect to the sensor unit, the object underlying the invention is achieved by a sensor unit for a device for determining the moisture content of a medium with a moisture-sensitive sensor element and a Heating unit at least for partial and temporary heating of the sensor element. According to the invention, the sensor element and / or the heating unit are configured and / or arranged such that the sensor element reaches a temperature within a predeterminable temperature range when the heating unit is acted upon by means of a predefinable heating signal. Instead of a comparatively complex unit for controlling or controlling the heating unit itself, therefore, the sensor unit is designed from the outset in such a way that when the heating unit is acted upon by means of a predeterminable heating signal, a temperature within a predeterminable temperature range is automatically reached. This results in considerable simplification, both for the construction of the sensor unit or of a corresponding sensor unit comprehensive measuring device, as well as in relation to the continuous measurement operation. A condensation can thus be removed according to the invention in a simple manner by applying the heating unit by means of the predetermined heating signal again efficiently from the sensor unit. In addition, vapors and / or gases, which adversely affect the sensor unit or damage it can be baked by means of the heating unit.

Bei der Ausgestaltung der Sensoreinheit, also der Ausgestaltung und Anordnung des Sensorelements und der Heizeinheit können verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Neben der konkreten Realisierung des Sensorelements, beispielsweise als kapazitives Sensorelement, oder der Heizeinheit, beispielsweise ein Widerstandselement umfassend, spielen beispielsweise Überlegungen bezüglich der Geometrie und Dimensionierung der beiden Einheiten, oder zur Wahl geeigneter Materialien eine Rolle. Die Wärmeübertragung von der Heizeinheit zum Sensorelement kann ebenso betrachtet werden.In the configuration of the sensor unit, that is, the configuration and arrangement of the sensor element and the heating unit, various factors can be taken into account. In addition to the concrete realization of the sensor element, for example as a capacitive sensor element, or the heating unit, comprising for example a resistive element, for example considerations with regard to the geometry and dimensioning of the two units or the choice of suitable materials play a role. The heat transfer from the heating unit to the sensor element can also be considered.

In einer Ausgestaltung der Sensoreinheit sind die Heizeinheit und das Sensorelement gemeinsam auf einem Substrat oder Chip angeordnet. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere in Bezug auf die Wärmeübertragung von der Heizeinheit auf das Sensorelement vorteilhaft.In one embodiment of the sensor unit, the heating unit and the sensor element are arranged together on a substrate or chip. Such a configuration is particularly advantageous with respect to the heat transfer from the heating unit to the sensor element.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Sensoreinheit beinhaltet, dass die Heizeinheit ein Widerstandselement umfasst, und dass der elektrische Widerstand des Widerstandselements derart gewählt ist, dass bei Beaufschlagung der Heizeinheit mit dem vorgebbaren Heizsignal die Temperatur des Sensorelements innerhalb des vorgebbaren Temperaturbereichs liegt. Der Widerstand des Widerstandselements und das Heizsignal sind also passend aufeinander abgestimmt. Handelt es sich bei dem Heizsignal beispielsweise um eine im Wesentlichen zeitlich konstante Heizspannung, so ist der Widerstand der Heizeinheit so gewählt, dass bei Beaufschlagung der Heizeinheit mittels der Heizspannung für das Sensorelement der vorgebbare Temperaturbereich erreicht wird. Soll das Widerstandselement der Heizeinheit ferner zur Bestimmung der aktuellen Temperatur des Sensorelements oder der Umgebung dienen, können ferner Überlegungen zur Temperaturabhängigkeit des Widerstands des Widerstandselements bei dessen Ausgestaltung in Betracht gezogen werden.A preferred embodiment of the sensor unit includes that the heating unit comprises a resistance element, and that the electrical resistance of the resistance element is selected such that upon exposure of the heating unit with the predetermined heating signal, the temperature of the sensor element is within the predeterminable temperature range. The resistance of the resistive element and the heating signal are therefore matched to one another. If the heating signal is, for example, a substantially constant heating voltage, the resistance of the heating unit is selected so that the temperature range which can be predetermined is reached when the heating unit is acted upon by the heating voltage for the sensor element. Further, if the resistance element of the heating unit is to serve to determine the current temperature of the sensor element or the environment, consideration may be given to considerations of the temperature dependence of the resistance of the resistance element in its design.

Es ist von Vorteil, wenn das Widerstandselement zumindest teilweise eine mäanderförmige Struktur aufweist. Ebenso ist es von Vorteil, wenn das Widerstandselement im Wesentlichen aus Platin, einer Platin-Nickel-Legierung oder aus einer Nickel-Chrom-Legierung besteht.It is advantageous if the resistance element has at least partially a meandering structure. Likewise, it is advantageous if the resistance element consists essentially of platinum, a platinum-nickel alloy or a nickel-chromium alloy.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Sensoreinheit weist das Sensorelement einen Eigenerwärmungskoeffizienten auf, derart, dass bei Beaufschlagung der Heizeinheit mit dem vorgebbaren Heizsignal die Temperatur des Sensorelements innerhalb des vorgebbaren Temperaturbereichs liegt. Es werden also gemäß dieser Ausgestaltung der Eigenerwärmungskoeffizient des Sensorelements und das Heizsignal passend aufeinander abgestimmt.In a further preferred embodiment of the sensor unit, the sensor element has a self-heating coefficient, such that when the heating unit is acted upon by the predefinable heating signal, the temperature of the sensor element is within the predeterminable temperature range. Thus, according to this embodiment, the self-heating coefficient of the sensor element and the heating signal are matched to one another.

Es ist von Vorteil, wenn der vorgebbare Temperaturbereich im Wesentlichen zwischen 100°C und 140°C liegt. Mit diesem Temperaturbereich kann eine Aufsättigung des Sensorelements oder auch eine beginnende Kondensation sicher vermieden werden, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass die Sensoreinheit nicht durch erhöhte Hitzeentwicklung beschädigt wird.It is advantageous if the predeterminable temperature range is substantially between 100 ° C and 140 ° C. With this temperature range, a saturation of the sensor element or an incipient condensation can be reliably avoided, while ensuring that the sensor unit is not damaged by increased heat development.

Bei dem Sensorelement handelt es sich bevorzugt um eine in einem Dünn- oder Dickschichtverfahren hergestellte Struktur aus mindestens zwei Elektroden und einer dielektrischen Zwischenschicht, also um ein kapazitives Sensorelement. Alternativ können die beiden Elektroden jedoch auch als interdigitale Strukturen ausgestaltet Es kann sich bei dem Sensorelement aber auch um einen zwischen mindestens zwei Elektroden angeordneten Kristall mit einer Perowskit-Struktur, insbesondere Bariumtitanat oder Blei-Zirkonat-Titanat, handeln.The sensor element is preferably a structure produced in a thin or thick-film method comprising at least two electrodes and a dielectric intermediate layer, that is to say a capacitive sensor element. Alternatively, however, the two electrodes may also be designed as interdigitated structures. The sensor element may also be a crystal arranged between at least two electrodes with a perovskite structure, in particular barium titanate or lead zirconate titanate.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtegehalts eines Umgebungsmediums mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit nach zumindest einer der genannten Ausgestaltungen, und mit einer Elektronikeinheit. Die Elektronikeinheit ist zumindest dazu ausgestaltet,

– das Sensorelement mit einem Anregesignal zu beaufschlagen, vom Sensorelement ein Messsignal zu empfangen und dieses in Bezug auf den Feuchtegehalt des Umgebungsmediums auszuwerten, und
– die Heizeinheit mit dem vorgebbaren Heizsignal zu beaufschlagen.

The object underlying the invention is further achieved by a device for determining the moisture content of an ambient medium with a sensor unit according to the invention according to at least one of said embodiments, and with an electronic unit. The electronics unit is at least configured to

To apply a start signal to the sensor element, to receive a measurement signal from the sensor element and to evaluate this with respect to the moisture content of the ambient medium, and
- To apply the heating unit with the predetermined heating signal.

Dabei ist es von Vorteil, wenn eine Heizleistung des Heizsignals im Wesentlichen im Bereich von Milli-Watt liegt.It is advantageous if a heating power of the heating signal is substantially in the range of milli-watts.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung beinhaltet, dass das vorgebbare Heizsignal, insbesondere eine vorgebbare Heizspannung, ein im Wesentlichen zeitlich konstantes Signal ist, oder dass das vorgebbare Heizsignal einen Wert innerhalb eines vorgebbaren Bereichs aufweist. Im Falle eines im Wesentlichen zeitlich konstanten Heizsignals kann es sich vorteilhaft um eine durch einen Ausgang einer Komponente der Elektronikeinheit vorgegebenes Signal handeln. Im Falle eines Heizsignals innerhalb eines vorgebbaren Bereichs dagegen gibt es innerhalb des vorgebbaren Bereichs die Möglichkeit, das Heizsignal gezielt zu beeinflussen. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere für bestimmte Applikationsbedingungen für den Betrieb des jeweiligen Messgeräts vorteilhaft.A preferred embodiment of the device includes that the predeterminable heating signal, in particular a predefinable heating voltage, is a substantially constant time signal, or that the predeterminable heating signal has a value within a predeterminable range. In the case of a substantially constant heating signal, it can advantageously be a signal given by an output of a component of the electronic unit. In the case of a heating signal within a predeterminable range, however, within the predeterminable range there is the possibility of influencing the heating signal in a targeted manner. Such a configuration is particularly advantageous for certain application conditions for the operation of the respective measuring device.

In einer Ausgestaltung ist die Elektronikeinheit dazu ausgestaltet ist, das vorgebbare Heizsignal derart einzustellen, dass die Temperatur des Sensorelements innerhalb des vorgebbaren Temperaturbereichs liegt.In one embodiment, the electronics unit is configured to set the presettable heating signal such that the temperature of the sensor element is within the predeterminable temperature range.

Es ist von Vorteil, wenn die Elektronikeinheit zumindest einen ASIC, insbesondere mit einem steuerbaren digitalen Ausgang, aufweist, wobei die Heizeinheit mittels des ASIC mit dem vorgebbaren Heizsignal beaufschlagbar ist. Alternativ kann auch eine separate Versorgungseinheit zur Beaufschlagung der Heizeinheit mit dem Heizsignal vorgesehen sein.It is advantageous if the electronics unit has at least one ASIC, in particular with a controllable digital output, wherein the heating unit can be acted upon by the predeterminable heating signal by means of the ASIC. Alternatively, a separate supply unit for acting on the heating unit may be provided with the heating signal.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Elektronikeinheit dazu ausgestaltet, die Temperatur des Sensorelements zu erfassen. Im Falle einer Heizeinheit in Form eines Widerstandselements kann die Elektronikeinheit beispielsweise dazu ausgestaltet sein, den Widerstand des Widerstandselements zu ermitteln, und aus dem Widerstand die Temperatur zu bestimmen. Hierzu kann der zeitliche Verlauf des Widerstands des Heizelements als Funktion der Temperatur in Form einer Referenzkurve in der Elektronikeinheit hinterlegt sein, wobei die Temperatur aus einem Vergleich des ermittelten Widerstandes mit einem entsprechenden Referenzwiderstand der Referenzkurve ermittelt wird. Alternativ kann die Vorrichtung jedoch auch über einen Temperatursensor verfügen. Die Temperatur des Sensorelements kann im Falle einer variablen Heizleistung innerhalb eines vorgebbaren Bereichs zur geeigneten Einstellung der Heizleistung verwendet werden.According to a further embodiment of the device, the electronics unit is configured to detect the temperature of the sensor element. In the case of a heating unit in the form of a resistance element, the electronic unit may be designed, for example, to determine the resistance of the resistance element, and to determine the temperature from the resistance. For this purpose, the time profile of the resistance of the heating element as a function of the temperature in the form of a reference curve in the electronics unit be deposited, wherein the temperature is determined from a comparison of the determined resistance with a corresponding reference resistance of the reference curve. Alternatively, however, the device may also have a temperature sensor. The temperature of the sensor element can be used in the case of a variable heating power within a predeterminable range for the appropriate adjustment of the heating power.

Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung beinhaltet, dass die Vorrichtung einen Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur des Umgebungsmediums aufweist, und dass die Elektronikeinheit die Temperatur bei der Bestimmung des Feuchtegehalts berücksichtigt. Beispielsweise sind dann, beispielsweise innerhalb der Elektronikeinheit, mehrere Kennlinien hinterlegt, welche jeweils einer bestimmten Temperatur oder einem Temperaturbereich zugeordnet sind. In Abhängigkeit der gemessenen Temperatur ist dann die passende Kennlinie auswählbar und an Hand dieser der Feuchtegehalt bestimmbar.A further embodiment of the device includes that the device has a temperature sensor for determining the temperature of the ambient medium, and that the electronic unit takes into account the temperature in the determination of the moisture content. For example, then, for example, within the electronic unit, several characteristics are stored, which are each assigned to a specific temperature or a temperature range. Depending on the measured temperature, the appropriate characteristic curve can then be selected and the moisture content can be determined on the basis of this.

In einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist ein Schaltelement vorgesehen, mittels welchem ein Heizvorgang der Heizeinheit steuerbar ist.In one embodiment of the device, a switching element is provided, by means of which a heating process of the heating unit is controllable.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung ein Gehäuse umfasst, welches dazu dient, zumindest die Sensoreinheit zumindest teilweise gegenüber der Umgebung abzuschirmen.Furthermore, it is advantageous if the device comprises a housing which serves to at least partially shield the sensor unit from the environment.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1–3 näher erläutert. Es zeigt:The invention will be described below with reference to FIGS 1 - 3 explained in more detail. It shows:

1 eine schematische Darstellung eines kapazitiven Feuchtesensors gemäß Stand der Technik, 1 a schematic representation of a capacitive humidity sensor according to the prior art,

2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit, und 2 a schematic representation of a sensor unit according to the invention, and

3 eine schematische Darstellung der Verschaltung des Sensorelements und der Heizeinheit mit der Elektronikeinheit. 3 a schematic representation of the interconnection of the sensor element and the heating unit with the electronic unit.

In 1 ist ein kapazitiver Feuchtesensor 1 mit einer Sensoreinheit 2 umfassend ein feuchtesensitives Sensorelement 6, welches oberhalb einer Heizeinheit 7 [hier nicht separat eingezeichnet] angeordnet ist, und einen Temperatursensor 3 dargestellt, welcher zur Bestimmung der relativen Feuchte des Umgebungsmediums, in der Regel der Umgebungsluft, dient, gezeigt. Der Temperatursensor 3 ist hier gemeinsam mit dem feuchtesensitiven Sensorelement 6 auf einem Substrat 8 angeordnet. Alternativ können das feuchtesensitive Sensorelement 6 und eine temperatursensitive Schicht des Temperatursensors 3 aber auch übereinander in einer Sandwichkonstruktion angeordnet sein, wie beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE102009026439A1 beschrieben, und in der Ausgestaltung gemäß 2 gezeigt. In weiteren Ausgestaltungen kann der Temperatursensor 3 ferner auch separat vom Sensorelement 6 ausgeführt sein. Es sei darauf verwiesen, dass der Temperatursensor 3 für die vorliegende Erfindung aber nicht zwingend notwendig ist.In 1 is a capacitive humidity sensor 1 with a sensor unit 2 comprising a moisture-sensitive sensor element 6 which is above a heating unit 7 [not shown here separately] is arranged, and a temperature sensor 3 shown, which serves to determine the relative humidity of the ambient medium, usually the ambient air, shown. The temperature sensor 3 is here together with the moisture-sensitive sensor element 6 on a substrate 8th arranged. Alternatively, the moisture-sensitive sensor element 6 and a temperature-sensitive layer of the temperature sensor 3 but also be arranged one above the other in a sandwich construction, as for example in the published patent application DE102009026439A1 described, and in the embodiment according to 2 shown. In further embodiments, the temperature sensor 3 furthermore also separate from the sensor element 6 be executed. It should be noted that the temperature sensor 3 but not mandatory for the present invention.

Der hier beispielhaft dargestellte Feuchtesensor 1 ist in Dünnschicht- oder Dickschichttechnik hergestellt. Prinzipiell ist die Erfindung jedoch für beliebige, insbesondere auf dem kapazitiven Messprinzip beruhende, Feuchtesensoren anwendbar. Das Sensorelement 6 kann beispielsweise auch als Würfel aus einem Material mit Perowskit-Struktur, beispielsweise Bariumtitanat oder Blei-Zirkonat-Titanat, ausgestaltet sein, wobei zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Würfels jeweils mit einer Elektrode beschichtet sind. Im Gegensatz zu den typischen Schichtdicken der Dünn- oder Dickschichttechnik im Bereich von einigen Hundert Nanometern bis Mikrometern, allenfalls auch einigen Millimetern, liegen die Abmessungen eines derartigen Kristallwürfels in der Größenordnung von einem Kubikzentimeter.The humidity sensor exemplified here 1 is produced in thin-film or thick-film technology. In principle, however, the invention is applicable to any, especially based on the capacitive measuring principle, humidity sensors. The sensor element 6 For example, it can also be designed as a cube made of a material having a perovskite structure, for example barium titanate or lead zirconate titanate, wherein two opposite side surfaces of the cube are each coated with an electrode. In contrast to the typical layer thicknesses of the thin or thick-film technique in the range of a few hundred nanometers to micrometers, possibly even a few millimeters, the dimensions of such a crystal cube on the order of one cubic centimeter.

Das feuchtesensitive Sensorelement 6 und der Temperatursensor 3 sind über elektrische Zuleitungen 5 mit einer Elektronikeinheit 4 verbunden, welche Elektronikeinheit 4 beispielsweise einen Mikrocontroller umfasst. Beispielhaft sind hier zwei Zuleitungen zur Kontaktierung des Temperatursensors 3 und zwei Zuleitungen zur Kontaktierung des feuchtesensitiven Sensorelements 6 gezeigt. Aber auch beliebige andere Ausgestaltung zur elektrischen Kontaktierung einzelner Komponenten der Sensoreinheit 2 mit der Elektronikeinheit 4 sind möglich und fallen unter die vorliegende Erfindung. Die Elektronikeinheit 4 stellt im Prinzip die Steuer- und Auswerteeinheit des Feuchtesensors 1 dar. Zur Aufnahme eines Messsignals, aus welchem ein Wert für die Kapazität des Sensorelements 6 und somit ein Messwert für den Feuchtegehalt ermittelbar ist, beaufschlagt die Elektronikeinheit 4 das Sensorelement 6 mit einem elektrischen Anregungssignal, in der Regel in Form einer elektrischen Wechselspannung, vorzugsweise in Form eines Sinus oder eines Rechtecksignals. Es kann sich aber auch um eine Überlagerung mehrerer harmonischer Signale unterschiedlicher Frequenzen handeln, wobei beispielsweise eine Frequenz dominiert.The moisture-sensitive sensor element 6 and the temperature sensor 3 are via electrical leads 5 with an electronics unit 4 connected, which electronic unit 4 for example, includes a microcontroller. By way of example, here are two leads for contacting the temperature sensor 3 and two leads for contacting the moisture-sensitive sensor element 6 shown. But also any other configuration for electrical contacting of individual components of the sensor unit 2 with the electronics unit 4 are possible and fall under the present invention. The electronics unit 4 basically represents the control and evaluation unit of the humidity sensor 1 For receiving a measurement signal, from which a value for the capacitance of the sensor element 6 and thus a measured value for the moisture content can be determined, applied to the electronic unit 4 the sensor element 6 with an electrical excitation signal, usually in the form of an electrical alternating voltage, preferably in the form of a sine or a rectangular signal. But it can also be a superposition of several harmonic signals of different frequencies, for example, a frequency dominates.

Ein kapazitives Sensorelement 6 eines Feuchtesensors 1 verfügt über eine spezifische Grundkapazität, welche die Kapazität bei Standardbedingungen für Temperatur und Feuchte (23°C und 30% rF) bezeichnet. Der Wert dieser Grundkapazität unterliegt auf Grund von Streuungen für charakteristische Parameter des Sensorelements 6 ggf. ebenfalls starken Streuungen.A capacitive sensor element 6 a humidity sensor 1 has a specific basic capacity, which indicates the capacity at standard conditions of temperature and humidity (23 ° C and 30% RH). The value of this basic capacitance is subject to variations in characteristic parameters of the sensor element 6 possibly also strong variations.

Im Falle eines kapazitiven Feuchtesensors 1, wie im Falle der 1, lässt sich die Kapazität des Sensorelements 6 mathematisch folgendermaßen darstellen: C(RH, T)C₀·(RH, T) wobei RH die relative Feuchte, T die Temperatur, C₀ die Grundkapazität und g eine Funktion bezeichnen. Um über diese Formel bei bekannter Temperatur T die Kapazität C eindeutig einem Feuchtegehalt zuordnen zu können, ist die Kenntnis der sogenannten spezifischen Grundkapazität C₀ erforderlich. Diese, für ein spezielles Sensorelement intrinsische, Größe beschreibt die Kapazität bei Standardbedingungen für Temperatur und Feuchte. Dabei ist zu beachten, dass der Wert dieser Grundkapazität auf Grund von Streuungen charakteristischer Parameter des Sensorelements 6 ggf. starken Streuungen unterliegt.In the case of a capacitive humidity sensor 1 as in the case of 1 , the capacity of the sensor element can be reduced 6 mathematically represent as follows: C (RH, T) C ₀ · (RH, T) where RH is the relative humidity, T the temperature, C ₀ the basic capacity and g a function. In order to be able to unambiguously assign the capacity C to a moisture content using this formula at a known temperature T, it is necessary to know the so-called specific basic capacity C ₀ . This variable, intrinsic to a particular sensor element, describes the capacity at standard conditions of temperature and humidity. It should be noted that the value of this basic capacity due to variations of characteristic parameters of the sensor element 6 possibly subject to strong dispersion.

2 illustriert in schematischer Darstellung eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 2 in einer sogenannten Sandwichkonstruktion. Auf ein Substrat 8, welches beispielsweise aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Glas, oxidiertem Silizium oder Siliziumoxid gefertigt sein kann, ist ein Heizelement 7 aufgebracht, welches mit zwei elektrischen Zuleitungen zur Verbindung der Heizeinheit 7 mit der Elektronikeinheit 4 versehen ist [hier nicht separat gezeigt]. Darauf folgt eine isolierende Zwischenschicht 9, auf welcher ein kapazitives, feuchtesensitives Sensorelement 6 angeordnet ist. Das Sensorelement 6 umfasst, übereinander angeordnet, eine Grundelektrode 10 mit einem ersten Kontakt [nicht gezeigt] für eine erste Zuleitung zur Verbindung mit der Elektronikeinheit 4, eine feuchteempfindliche, dielektrische Zwischenschicht 11, und eine zweite, sogenannte Deckelelektrode 12, welche einen Kontakt [nicht gezeigt] für eine zweite Zuleitung zur Verbindung mit der Elektronikeinheit 4 aufweist. Die Deckelektrode ist insbesondere zumindest teilweise feuchtedurchlässig. Bei der dielektrischen Zwischenschicht 11 handelt es sich beispielsweise um ein Polymer. Die Elektroden 10 12 bilden einen Kondensator, dessen Kapazität von der Dielektrizitätskonstanten, auch Permittivität genannt, der dazwischen liegenden Zwischenschicht 11 abhängt. Da die Permittivität eines Mediums ferner von dem Feuchtegehalt der Umgebung abhängig ist, ist die Kapazität ein Maß für die relative Feuchte bei der vorliegenden Umgebungstemperatur. 2 Illustrates a schematic representation of an embodiment of a sensor unit according to the invention 2 in a so-called sandwich construction. On a substrate 8th , which may be made of alumina, zirconia, glass, oxidized silicon or silicon oxide, for example, is a heating element 7 applied, which with two electrical leads for connecting the heating unit 7 with the electronics unit 4 is provided [not shown separately]. This is followed by an insulating intermediate layer 9 , on which a capacitive, moisture-sensitive sensor element 6 is arranged. The sensor element 6 comprises, one above the other, a base electrode 10 with a first contact [not shown] for a first lead for connection to the electronics unit 4 , a moisture-sensitive dielectric interlayer 11 , and a second, so-called cover electrode 12 comprising a contact [not shown] for a second supply line for connection to the electronics unit 4 having. The cover electrode is in particular at least partially moisture-permeable. In the dielectric interlayer 11 it is for example a polymer. The electrodes 10 12 form a capacitor whose capacitance is called the dielectric constant, also called permittivity, of the intervening intermediate layer 11 depends. Further, since the permittivity of a medium is dependent on the moisture content of the environment, the capacity is a measure of the relative humidity at the ambient temperature present.

Bei der Heizeinheit 7 handelt es sich um ein Widerstandselement, beispielsweise in Form einer mäanderförmigen Platinschicht. Aber auch andere Ausgestaltungen de Heizeinheit sind denkbar.At the heating unit 7 it is a resistance element, for example in the form of a meandering platinum layer. But other embodiments of the heating unit are conceivable.

Erfindungsgemäß sind die Heizeinheit 7 und das Sensorelement derart ausgestaltet und/oder angeordnet sind, dass das Sensorelement 6 bei Beaufschlagung der Heizeinheit 7 mittels eines vorgebbaren Heizsignals eine Temperatur T innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereichs erreicht. Bevorzugt handelt es sich bei dem Sensorelement 6 um ein kapazitives Sensorelement 6, während die Heizeinheit 7 bevorzugt ein Widerstandselement mit einem elektrischen Widerstand R umfasst. Dann werden insbesondere die Größe bzw. die Dimensionierung des Sensorelements 6 und der elektrische Widerstand R der Heizeinheit 7 geeignet aneinander angepasst, derart dass bei einem vorgebbaren Heizsignal, insbesondere einer Heizspannung, die Temperatur T des Sensorelements 6 einen Wert in einem vorgebbaren Temperaturbereich, beispielsweise zwischen 100°C und 140°C erreicht. Dabei ist der Widerstand R des Heizelements insbesondere im Falle einer Beaufschlagung des Heizelements 7 mit einer industrieüblichen Versorgungsspannung, beispielsweise 3.3V, 5V, 10V oder auch 12V, oder einer durch die Elektronikeinheit 4 vorgegebene Versorgungsspannung derart gewählt, dass das Sensorelement eine Temperatur T aus dem vorgegebenen Temperaturbereich erreicht. Dabei kann ferner der Eigenerwärmungskoeffizient E des Sensorelements 6 geeignet gewählt sein, bzw. der Widerstand R des Heizelements 7 ferner in Bezug auf den Eigenerwärmungskoeffizienten E des Sensorelements 6 geeignet gewählt sein.According to the invention, the heating unit 7 and the sensor element are configured and / or arranged such that the sensor element 6 when charging the heating unit 7 reaches a temperature T within a predeterminable temperature range by means of a predefinable heating signal. The sensor element is preferably 6 around a capacitive sensor element 6 while the heating unit 7 preferably comprises a resistance element with an electrical resistance R comprises. Then, in particular, the size or dimensioning of the sensor element 6 and the electrical resistance R of the heating unit 7 suitably adapted to each other, such that at a predeterminable heating signal, in particular a heating voltage, the temperature T of the sensor element 6 reaches a value in a predeterminable temperature range, for example between 100 ° C and 140 ° C. In this case, the resistance R of the heating element is in particular in the case of a loading of the heating element 7 with an industry-standard supply voltage, for example 3.3V, 5V, 10V or even 12V, or one through the electronics unit 4 predetermined supply voltage selected such that the sensor element reaches a temperature T from the predetermined temperature range. In this case, furthermore, the self-heating coefficient E of the sensor element 6 be suitably selected, or the resistance R of the heating element 7 Further, with respect to the self-heating coefficient E of the sensor element 6 be suitably chosen.

Der Eigenerwärmungskoeffizient E ist grundsätzlich eine Funktion der Geometrie und des Materials des Sensorelements 6. Es gilt im Falle einer Heizspannung U beispielsweise T = U²/(E·R), wobei T die gewünschte Temperaturerhöhung des Sensorelements 6 zur Erreichung des vorgegebenen Temperaturbereichs ist. Die Spannung U ist beispielsweise durch die Elektronikeinheit 4 oder durch die Versorgungsspannung 15 der Vorrichtung 1 vorgegebenen. Dann können der Widerstand R und der Eigenerwärmungskoeffizient geeignet aneinander angepasst werden.The self-heating coefficient E is basically a function of the geometry and the material of the sensor element 6 , In the case of a heating voltage U, for example, T = U ² / (E * R) applies, where T is the desired temperature increase of the sensor element 6 to reach the predetermined temperature range. The voltage U is, for example, by the electronic unit 4 or by the supply voltage 15 the device 1 predetermined. Then, the resistance R and the self-heating coefficient can be suitably matched to each other.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung für die elektrische Ansteuerung der einzelnen Elemente einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 2 und einer geeigneten Elektronikeinheit 4. Die Elektronikeinheit 4 umfasst hier beispielhaft ein ASIC 13, welcher der Steuerung des Feuchtesensors 1, der Auswertung des vom Sensorelement 6 empfangenen Messsignals und der Beaufschlagung der Heizeinheit 7 mittels eines geeigneten Heizsignals dient. 3 shows an inventive embodiment for the electrical control of the individual elements of a sensor unit according to the invention 2 and a suitable electronics unit 4 , The electronics unit 4 here includes an example ASIC 13 , which controls the humidity sensor 1 , the evaluation of the sensor element 6 received measuring signal and the application of the heating unit 7 by means of a suitable heating signal.

Die Elektronikeinheit 4 ist mittels einer industrieüblichen Versorgungsspannung 15, hier 5V, über die Zuleitungen 5, welche ebenfalls die Heizeinheit 7 elektrisch kontaktieren, mit elektrischer Energie gespeist. Mittels des Schaltelements 14, welches durch den ASIC 13 über die Zuleitung 5a gesteuert wird, kann ein Heizvorgang des Sensorelements 6 gestartet werden, beispielsweise in periodischen Zeitintervallen vorgebbarer Dauer.The electronics unit 4 is by means of an industry standard supply voltage 15 , here 5V, over the supply lines 5 , which is also the heating unit 7 electrically contact, fed with electrical energy. By means of the switching element 14 , which through the ASIC 13 over the supply line 5a is controlled, a heating operation of the sensor element 6 be started, for example, in periodic time intervals of predeterminable duration.

Das ASIC 13 dient hier ebenfalls der Beaufschlagung des Sensorelements 6 mit einem elektrischen Anregungssignal und zum Empfangen eines elektrischen Messsignals, welches mittels des ASIC 13 in Bezug auf den Feuchtegehalt ausgewertet wird.The ASIC 13 here also serves to act on the sensor element 6 with an electrical excitation signal and for receiving an electrical measurement signal, which by means of the ASIC 13 evaluated in terms of moisture content.

In der Ausgestaltung gemäß 3 handelt es sich bei dem Heizsignal insbesondere um ein zeitlich konstantes, durch die Versorgungsspannung 15 vorgegebenes, Signal. Alternativ kann die Elektronikeinheit 4 jedoch auch dazu ausgestaltet sein, das vorgebbare Heizsignal geeignet einzustellen. In diesem Falle kann sie beispielsweise eine Regeleinheit [hier nicht gezeigt] umfassen. Letztere Ausgestaltung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn mit veränderlichen Applikationsbedingungen für das Sensorelement, beispielsweise im Falle eines strömenden Mediums, gerechnet werden muss, oder im Falle, dass Eigenerwärmungskoeffizienten einzelner Komponenten der Vorrichtung 1, insbesondere der Elektronikeinheit 4, zu berücksichtigen sind.In the embodiment according to 3 in particular, the heating signal is a constant over time due to the supply voltage 15 predetermined signal. Alternatively, the electronics unit 4 However, also be configured to suitably set the predetermined heating signal. In this case, it may include, for example, a control unit [not shown here]. The latter embodiment may be particularly advantageous when variable application conditions for the sensor element, for example in the case of a flowing medium, must be expected, or in the event that self-heating coefficients of individual components of the device 1 , in particular the electronics unit 4 , to take into account.

In einer weiteren hier nicht gezeigten Ausgestaltung wird parallel zur Bestimmung der Feuchte die Temperatur des Sensorelements 6 bestimmt. Wenn in einer solchen Ausgestaltung ferner die Heizeinheit mit einem variablen Heizsignal beaufschlagbar ist, kann die aktuelle Temperatur des Sensorelements 6 der Regelung des Heizsignals dienen.In another embodiment, not shown here, the temperature of the sensor element is parallel to the determination of the moisture 6 certainly. If in such an embodiment, furthermore, the heating unit can be acted upon by a variable heating signal, the current temperature of the sensor element can 6 serve the control of the heating signal.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Feuchtesensor humidity sensor
22: Sensoreinheit sensor unit
33: Temperatursensor temperature sensor
44: Elektronikeinheit electronics unit
55: Elektrische Zuleitungen, Electrical leads,
5a5a: Zuleitungen zu einem Schaltelement Supply lines to a switching element
66: Feuchtesensitives Sensorelement Moisture-sensitive sensor element
77: Heizeinheit heating unit
88th: Substrat substratum
99: Isolierende Zwischenschicht Insulating intermediate layer
1010: Grundelektrode base electrode
1111: Dielektrische, feuchtesensitive Zwischenschicht Dielectric, moisture-sensitive intermediate layer
1212: Deckelelektrode cover electrode
1313: ASIC ASIC
1414: Schaltelement switching element
1515: Versorgungsspannung supply voltage
TT: Temperatur temperature
CC: Kapazität capacity
Ee: Eigenerwärmungskoeffizient Self-heating coefficient

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007002593 A1 [0002]
DE 102009026439 A1 [0002, 0030]
DE 10203816 C1 [0003]
DE 102004050345 A1 [0003]
US 7062968 B2 [0005]
US 5837884 [0005]
US 4812615 [0005]
EP 0801302 A1 [0005]
DE 010335553 A1 [0005]

Claims

Sensor unit ( 2 ) for a device ( 1 ) for determining the moisture content of a medium with a moisture-sensitive sensor element ( 6 ) and a heating unit ( 7 ) at least for partial and temporary heating of the sensor element ( 6 ), characterized in that the sensor element ( 6 ) and / or the heating unit ( 7 ) are configured and / or arranged such that the sensor element ( 6 ) upon application of the heating unit ( 7 ) reaches a temperature (T) within a predeterminable temperature range by means of a predeterminable heating signal.

Sensor unit ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the heating unit ( 7 ) and the sensor element ( 6 ) together on a substrate ( 2 ) or chip are arranged.

Sensor unit ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the heating unit ( 7 ) comprises a resistance element, and that the electrical resistance (R) of the resistance element is selected such that when the heating unit is acted upon ( 7 ) with the predeterminable heating signal, the temperature (T) of the sensor element ( 6 ) is within the predeterminable temperature range.

Sensor unit ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor element ( 6 ) has a self-heating coefficient (E), such that when the heating unit is acted upon ( 7 ) with the predeterminable heating signal, the temperature (T) of the sensor element ( 6 ) is within the predeterminable temperature range.

Sensor unit ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the predeterminable temperature range is substantially between 100 ° C and 140 ° C.

Sensor unit ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor element ( 6 ) around a structure made of a thin or thick film process from at least two electrodes ( 10 . 12 ) and a dielectric interlayer ( 11 ).

Contraption ( 1 ) for determining the moisture content of an ambient medium with a sensor unit ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, and with an electronic unit ( 4 ), which electronic unit ( 4 ) is at least configured to - the sensor element ( 6 ) to apply a start signal from the sensor element ( 6 ) receive a measurement signal and evaluate it in relation to the moisture content of the ambient medium, and - the heating unit ( 7 ) to be supplied with the predetermined heating signal.

Contraption ( 1 ) according to claim 7, characterized in that a heating power of the heating signal is substantially in the range of milli-watts.

Contraption ( 1 ) according to claim 7 or 8, characterized in that the predeterminable heating signal, in particular a predetermined heating voltage, is a substantially constant time signal, or that the heating signal has a value within a predeterminable range.

Device according to at least one of claims 7-9, characterized in that the electronic unit ( 4 ) is configured to set the presettable heating signal such that the temperature of the sensor element ( 6 ) is within the predeterminable temperature range.

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electronic unit ( 4 ) at least one ASIC ( 13 ), in particular with a controllable digital output, wherein the heating unit ( 7 ) can be acted upon by the ASIC with the predetermined heating signal.

Contraption ( 1 ) according to at least one of claims 6-9, characterized in that the electronic unit ( 4 ) is adapted to the temperature of the sensor element ( 6 ) capture.

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) a temperature sensor ( 3 ) for determining the temperature of the ambient medium, and that the electronic unit ( 4 ) takes the temperature into account when determining the moisture content.

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a switching element ( 14 ) is provided, by means of which a heating process of the heating unit ( 7 ) is controllable.

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a housing is provided, which serves at least the sensor unit ( 2 ) shield at least partially from the environment.