DE19504122C2 - Absolutfeuchtemesser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Absolutfeuchtemes­ ser.

Als Absolutfeuchtemesser, der zur Verwendung in verschiedenen Arten elektronischer Geräte, wie etwa Kopiermaschinen und Druckern, geeignet ist, ist einer bekannt, der auf der Wärme­ dissipation eines Thermistors beruht. Eine derartige herkömm­ liche Technik ist zum Beispiel in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Hei-4-50529, in einer speziel­ len Nummer des "Temperature/Humidity Meter Handbook" einer Zeitschrift "Transistor Technology", veröffentlicht am 1. Ja­ nuar 1988 (siehe "How absolute humidity meters are used" in Kapitel 2), und anderen veröffentlicht.

Ein derartiger Absolutfeuchtemesser verwendet den negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes eines Thermistor und umfaßt zwei Thermistoren. Einer der Thermistoren ist innerhalb eines zu messenden Gegenstands angeordnet, und der andere ist innerhalb einer geschlossenen Umgebung mit trockener Luft an­ geordnet. Die beiden Thermistoren sind miteinander in Reihe verbunden und selbsterwärmt. Eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Thermistoren, die dadurch bewirkt wird, daß die Wärme des einen der Thermistoren von dem zu messenden Gegen­ stand dissipiert wird, wird als eine Widerstandsdifferenz festgestellt, so daß ein Absolutfeuchtesignal aus einer Span­ nungsänderung, die der Widerstandsdifferenz entspricht, erhal­ ten wird. Der Wärmedissipationskoeffizient des einen Thermi­ stors ändert sich also mit der absoluten Feuchtigkeit, und der andere Thermistor besitzt einen festen Wärmedissipationskoef­ fizienten, der der trockenen Luft entspricht, so daß eine Wi­ derstandsdifferenz zwischen beiden Thermistoren als absolute Feuchtigkeit festgestellt werden kann. Der andere Thermistor dient zur Temperaturkompensation.

Jedoch besitzt der oben erwähnte, herkömmliche Feuchtig­ keitsmesser die folgenden Probleme.

Da zwei Thermistoren verwendet werden, werden die Wärme­ dissipationskoeffizienten durch Turbulenzen geändert, die in dem zu messenden Gegenstand vorhanden sind, was seinerseits die Meßgenauigkeit beeinträchtigt.

Änderungen in den Wärmedissipationskoeffizienten der beiden Thermistoren, lokale Temperaturdifferenzen und dergleichen be­ einträchtigen die Meßgenauigkeit.

Die Wärmedissipationskoeffizienten der beiden Thermistoren müssen bei sich ändernder Umgebungstemperatur gleich sein. Je­ doch ist es schwierig, Thermistoren auszuwählen, deren Wärme­ dissipationskoeffizienten gleich sind. Um die Differenz zwi­ schen den Wärmedissipationskoeffizienten auszugleichen, ist es notwendig, einen Temperaturausgleichsschaltkreis vorzusehen, der seinerseits den Schaltkreisaufbau verkompliziert.

Kleine Analogsignale müssen verarbeitet werden, was die Schaltkreise nicht nur kompliziert sondern auch teuer macht.

Weiter ist aus der DE 27 59 989 C2 ein Absolutfeuchtefühler bekannt, dessen Meßprinzip auf einer Widerstandsänderung einer porösen SiO₂-Schicht in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit be­ ruht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Absolut­ feuchtemesser zur Verfügung zu stellen, der nicht auf dem Wär­ medissipationskoeffizienten eines Thermistors basiert.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Absolutfeuchtemesser unter Verwendung nur eines Elements zur Verfügung zu stellen, der weniger durch Änderungen zwischen einzelnen Detektorelementen, lokale Temperaturunterschiede und dergleichen beeinflußt wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Absolutfeuchtemesser zur Verfügung zu stellen, der unter Ver­ wendung eine Detektorelements, dessen Impedanz sich mit der relativen Feuchtigkeit ändert, auch als Relativfeuchtemesser verwendet werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Absolutfeuchtemesser zur Verfügung zu stellen, der weniger durch Temperaturänderungen beeinflußt wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Absolutfeuchtemesser zur Verfügung zu stellen, der die Signal­ verarbeitung vereinfachen kann und billig hergestellt werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Absolutfeuchtemesser zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Reihe von Typen von Feuchtigkeitssensoren verwendet werden können.

Diese Aufgaben werden durch den in dem beigefügten Patentan­ spruch 1 definierten Absolutfeuchtemesser gelöst.

Insbesondere wird zum Lösen der obigen Aufgaben erfin­ dungsgemäß ein Absolutfeuchtemesser zur Verfügung gestellt, welcher umfaßt: einen Feuchtigkeitssensor; einen Impe­ danz-Frequenz-Wandlerschaltkreis; einen Zeitkonstanten- Steuerungs-Differenzierschaltkreis; einen Wellenform-Form­ schaltkreis; und einen Integrierschaltkreis. Die Impedanz des Feuchtigkeitssensors ändert sich exponentiell mit der relati­ ven Feuchtigkeit. Der Impedanz-Frequenz-Wandlerschaltkreis er­ zeugt ein Impulssignal, dessen Frequenz der Impedanz des Feuchtigkeitssensors entspricht. Der Zeitkonstanten- Steuerungs-Differenzierschaltkreis umfaßt einen Kondensator und ein spannungsgesteuertes, variables Impedanzelement, die miteinander in Reihe verbunden sind. Das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement besteht aus einem Element mit drei Anschlüssen mit Hauptelektroden und einer Steuerungselektrode und ändert seine Impedanz exponentiell mit der an die Steue­ rungselektrode angelegten Spannung und gibt ein differenzier­ tes Signal ab, das durch Differenzieren des Impulssignals über beide Anschlüsse der Hauptelektroden erhalten wird. Der Wel­ lenform-Formschaltkreis erhält das differenzierte Signal und gibt einen Impulszug aus, der durch eine Binärwertung des dif­ ferenzierten Signals durch eine vorgegebene Spannung erhalten wird. Der Integrierschaltkreis umfaßt einen ersten Integrier­ schaltkreis und einen zweiten Integrierschaltkreis, wobei der erste Integrierschaltkreis den eingegebenen Impulszug inte­ griert und eine durch die Integration erhaltene Spannung an die Steuerungselektrode des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements als Steuerungsspannung anlegt, und der zweite Integrierschaltkreis den Impulszug integriert und eine durch die Integration erhaltene Spannung als Relativfeuchtesignal ausgibt, wobei der Integrierschaltkreis ein Absolutfeuchtesi­ gnal dadurch erhält, daß er bewirkt, daß wenigstens einer der ersten und zweiten Integrierschaltkreise die Steuerungs­ spannung oder die Ausgangsspannung des Relativfeuchtesignals mit Änderungen in der Temperatur des Feuchtigkeitssensors steuert.

Vorzugsweise sind der Feuchtigkeitssensor, der Impedanz- Frequenz-Wandlerschaltkreis, der Zeitkonstanten-Steuerungs- Differenzierschaltkreis, der Wellenform-Formschaltkreis und der Integrierschaltkreis in einem einzigen Gehäuse enthalten.

Es wird bevorzugt, daß: der erste Integrierschaltkreis einen Widerstandsteiler-Schaltkreis und einen Kondensator umfaßt; der Widerstandsteiler-Schaltkreis einen festen Widerstand und einen variablen Impedanzschaltkreis umfaßt, dessen Impedanz sich mit der Temperatur ändert; der Kondensator parallel ent­ weder zum festen Widerstand oder zum variablen Impedanzschalt­ kreis angeordnet ist; und die Klemmenspannung des Kondensators die Steuerungsspannung ist. In einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel des ersten Integrierschaltkreises, umfaßt der varia­ ble Impedanzschaltkreis wenigstens ein Element aus einem Ther­ mistor des Typs mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (TC), einer Diode, einem Transistor und einem Thermistor des Typs mit einem positiven TC.

Es wird bevorzugt, daß: der zweite Integrierschaltkreis einen Widerstandsteiler-Schaltkreis und einen Kondensator umfaßt; der Widerstandsteiler-Schaltkreis einen festen Widerstand und einen Thermistor umfaßt; der Kondensator parallel entweder mit dem festen Widerstand oder dem Thermistor angeordnet ist; und die Klemmenspannung des Kondensators die Ausgangsspannung des Absolutfeuchtesignals ist. In einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel des zweiten Integrierschaltkreises, umfaßt der Ther­ mistor einen Thermistor des Typs mit einem negativen (TC) oder einen Thermistor des Typs mit einem positiven TC.

Es wird bevorzugt, daß: das spannungsgesteuerte, variable Im­ pedanzelement einen Transistor umfaßt; der Kollektor und der Emitter des Transistors die Hauptelektroden bilden; und dessen Basis die Steuerungselektrode bildet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des spannungsgesteuerten, variablen Impe­ danzelements werden zwei Transistoren verwendet, und diese beiden Transistoren bilden eine Darlington-Schaltung.

Es wird bevorzugt, daß: der Zeitkonstanten-Steuerungs- Differenzierschaltkreis ein nicht-lineares Impedanzelement um­ faßt, dessen Impedanz sich exponentiell mit einer angelegten Spannung ändert; das nicht-lineare Impedanzelement mit der Hauptelektrode gegenüber der Hauptelektrode, mit der der Kon­ densator verbunden ist, verbunden ist; und das differenzierte Signal über beide Anschlüsse des spannungsgesteuerten, varia­ blen Impedanzelements und des nicht-linearen Impedanzelements, die miteinander in Reihe verbunden sind, ausgegeben wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Zeitkonstan­ ten-Steuerungs-Differenzierschaltkreises besteht das nicht- lineare Impedanzelement aus einer Diode, wobei die Anode der Diode mit der Hauptelektrode gegenüber der Hauptelektrode, mit der der Kondensator verbunden ist, verbunden ist.

Es wird bevorzugt, daß: der Zeitkonstanten-Steuerungs- Differenzierschaltkreis einen Impedanz-Einstellschaltkreis um­ faßt; und der Impedanz-Einstellschaltkreis parallel zu dem nicht-linearen Impedanzelement angeschlossen ist. In einem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel des Zeitkonstanten-Steue­ rungs-Differenzierschaltkreises umfaßt der Impedanz-Ein­ stellschaltkreis wenigstens einen Kondensator, einen Wider­ stand und eine Diode.

Es wird weiterhin bevorzugt, daß: der Zeitkonstanten- Steuerungs-Differenzierschaltkreis einen Steuerungsspannungs- Einstellschaltkreis umfaßt; und der Steuerungsspan­ nungs-Einstellschaltkreis das nicht-lineare Impedanzelement entsprechend einer Spannung, die durch Integration im ersten Integrierschaltkreis erhalten wird, vorspannt. In einem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel des Zeitkonstanten-Steuerungs- Differenzierschaltkreises umfaßt der Steuerungsspannungs- Einstellschaltkreis einen Transistor und einen festen Wider­ stand. Der Kollektor des Transistors ist mit dem Kondensator des ersten Integrierschaltkreises verbunden, und sein Emitter ist mit dem nicht-linearen Impedanzelement verbunden. Der fe­ ste Widerstand ist mit dem Emitter und der Basis des Transi­ stors verbunden.

Der Feuchtigkeitssensor ändert seine Impedanz exponentiell in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit, und der Impe­ danz-Frequenz-Wandlerschaltkreis erzeugt ein Impulssignal, dessen Frequenz der Impedanz des Feuchtigkeitssensors ent­ spricht. Daher kann ein Impulssignal, dessen Frequenz sich ex­ ponentiell in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit än­ dert, von dem Impedanz-Frequenz-Wandlerschaltkreis erhalten werden.

Der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis hat ei­ nen Kondensator und ein spannungsgesteuertes, variables Impe­ danzelement in Reihe miteinander geschaltet; das spannungsge­ steuerte, variable Impedanzelement besteht aus einem Element mit drei Anschlüssen mit Hauptelektroden und einer Steuerung­ selektrode; die Impedanz des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements ändert sich exponentiell mit der an die Steuerungselektrode angelegten Spannung; und ein differenzier­ tes Signal, das durch Differenzieren des Impulssignals erhal­ ten wird, wird über beide Anschlüsse der Hauptelektroden aus­ gegeben. Somit kann ein differenziertes Signal, dessen Zeit­ konstante sich exponentiell in Abhängigkeit von der sich än­ dernden Impedanz des spannungsgesteuerten, variablen Impedanz­ elements ändert, erhalten werden.

Der Wellenform-Formschaltkreis erhält das differenzierte Si­ gnal, dessen Zeitkonstante sich exponentiell in Abhängigkeit von der sich ändernden Impedanz des spannungsgesteuerten, va­ riablen Impedanzelements ändert, und gibt einen Im­ pulssignalzug aus, der durch eine Binärwertbildung des dif­ ferenzierten Signals mit einer vorgegebenen Spannung erhalten wird. Daher kann ein Impulssignalzug, mit einer Impulsbreite, die durch logarithmische Komprimierung der Impulsbreite des Impulssignals bezüglich der Frequenz erhalten wird, von dem Wellenform-Formschaltkreis erhalten werden. Als Ergebnis kann ein linearisiertes Relativfeuchtesignal durch Integration des Impulssignalzuges erhalten werden.

In dem Integrierschaltkreis integriert der erste Inte­ grierschaltkreis den eingegebenen Impulssignalzug und legt ei­ ne durch die Integration erhaltenen Spannung an die Steue­ rungselektrode des spannungsgesteuerten, variablen Impedanz­ elements als Steuerungsspannung an. Daher wird, wenn die Im­ pulsbreite des Impulssignalzugs zunimmt, um die Steuerungs­ spannung zu erhöhen, die Impedanz des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements erniedrigt. Als Ergebnis nimmt die Impulsbreite des Impulssignalzugs, der von dem Wellen­ form-Formschaltkreis erhalten wird, ab, wodurch die Zunahme der Steuerungsspannung kontrolliert wird. Wenn umgekehrt die Impulsbreite des Impulssignalzugs abnimmt, um die Steue­ rungsspannung zu erniedrigen, wird die Impedanz des span­ nungsgesteuerten, variablen Impedanzelements erhöht. Als Er­ gebnis nimmt die Impulsbreite des Impulssignalzugs, der von dem Wellenform-Formschaltkreis erhalten wird, zu, wodurch die Abnahme der Steuerungsspannung kontrolliert wird. Somit ist der erste Integrierschaltkreis mit dem Zeitkonstanten- Steuerungs-Differenzierschaltkreis rückgekoppelt, was den Im­ pulssignalzug stabilisiert. Als Ergebnis dieses Vorgangs kann die Linearität des Relativfeuchtesignals verbessert werden. In dem Integrierschaltkreis integriert der zweite Integrier­ schaltkreis den Impulssignalzug und gibt eine Spannung aus, die durch Integration des Relativfeuchtesignals erhalten wird. Daher kann von dem zweiten Integrierschaltkreis ein lineari­ siertes Relativfeuchtesignal erhalten werden.

Ein Absolutfeuchtesignal wird erhalten, indem bewirkt wird, daß wenigstens einer der ersten und zweiten Integrierschalt­ kreise die Steuerungsspannung oder die Ausgangsspannung des Relativfeuchtesignals entsprechend den Änderungen in der Tem­ peratur des Feuchtigkeitssensors steuert. Daher wird zum Bei­ spiel, wenn der erste Integrierschaltkreis die Steuerungsspan­ nung mit zunehmender Temperatur erniedrigt, die Impedanz des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements mit zunehmen­ der Temperatur erhöht, was seinerseits die Impulsbreite des Impulssignalzugs und damit die Ausgangsspannung des Relativ­ feuchtesignals erhöht. Der zweite Integrierschaltkreis erhöht linear die Ausgangsspannung des Relativfeuchtesignals mit zu­ nehmender Temperatur. Wenn die Ausgangsspannung des Relativ­ feuchtesignals durch die absolute Feuchtigkeit ersetzt wird, nimmt der Betrag der gesättigten Feuchtigkeit mit zunehmender Temperatur zu, und es ist notwendig, die Ausgangsspannung der relativen Feuchtigkeit mit zunehmender Temperatur zu erhöhen. Daher kann, wenn die Ausgangsspannung eines hochlinearen Rela­ tivfeuchtesignals in geeigneter Weise mit zunehmender Tempera­ tur erhöht wird, ein hochlineares Absolutfeuchtesignal erhal­ ten werden. Im Falle abnehmender Temperaturen, erhöht der er­ ste Integrierschaltkreis die Steuerungsspannung, und der zwei­ te Integrierschaltkreis erniedrigt die Ausgangsspannung des Relativfeuchtesignals.

Da, wie oben beschrieben, keine Notwendigkeit für eine Selbsterwärmung des Feuchtigkeitssensors besteht, kann ein Ab­ solutfeuchtemesser, der nicht den Wärmedissipati­ onskoeffizienten verwendet, erhalten werden. Als Ergebnis, ist der Absolutfeuchtemesser gegen Störungen resistent.

Da der Feuchtigkeitssensor außerdem aus einem einzigen Detek­ torelement erzeugt werden kann, kann ein Absolutfeuchtemesser, der weniger von Änderungen zwischen einer Mehrzahl von Detek­ torelementen und lokalen Temperaturunterschieden beeinflußt wird, erhalten werden. Zusätzlich ist kein Feuchtigkeitssensor für eine Temperaturkompensation notwendig, so daß keine Aus­ wahl von Detektorelementen mit ausgleichenden Eigenschaften notwendig ist, was die Herstellung von Absolutfeuchtemessern vereinfacht.

Da weiterhin der Integrierschaltkreis das Absolutfeuchtesignal durch Erhöhen der Ausgangsspannung des Relativfeuchtesignals bei zunehmender Temperatur erhält, kann auch ein Absolutfeuch­ temesser, der auch als Relativfeuchtemesser verwendet werden kann, erhalten werden.

Da außerdem kein Temperatur kompensierender Feuchtig­ keitssensor erforderlich ist, kann ein Absolutfeuchtesensor erhalten werden, der weniger von Temperaturänderungen beein­ flußt wird.

Da der Feuchtigkeitssensor außerdem seine Impedanz expo­ nentiell in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit än­ dert, und der Impedanz-Frequenz-Wandlerschaltkreis ein Im­ pulssignal erzeugt, dessen Frequenz der Impedanz des Feuch­ tigkeitssensors entspricht, ändert sich die Frequenz des Im­ pulssignals in einem großen Maße. Zusätzlich werden die Si­ gnale digital verarbeitet, was die Signalverarbeitung ver­ einfacht und daher einen preiswerten Absolutfeuchtemesser er­ möglicht.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Feuchtigkeitssensor, der Impedanz-Frequenz-Wandlerschaltkreis, der Zeitkon­ stanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis, der Wellenform- Formschaltkreis und der Integrierschaltkreis in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, kann ein Absolutfeuchtemesser, der nicht nur in der Größe verringert ist, sondern auch weniger von Temperaturunterschieden beeinflußt wird, da der Feuchtig­ keitssensor und der Integrierschaltkreis unter denselben Tem­ peraturbedingungen angeordnet sind, erhalten werden.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Widerstands- Teilerschaltkreis des ersten Integrierschaltkreises einen fe­ sten Widerstand und einen variablen Impedanzschaltkreis um­ faßt, dessen Impedanz sich mit der Temperatur ändert, und bei dem der Kondensator parallel entweder zum festen Widerstand oder zum variablen Impedanzschaltkreis angeordnet ist, so daß die Klemmenspannung des Kondensators die Steuerungsspannung wird, nimmt die Impedanz des variablen Impedanzschaltkreises mit zunehmender Temperatur zu oder ab, und die Steuerungsspan­ nung nimmt in Verbindung damit ab. Als Ergebnis kann ein Abso­ lutfeuchtesignal durch den zweiten Integrierschaltkreis durch Erhöhen der Ausgangsspannung des Relativfeuchtesignals bei zu­ nehmender Temperatur erhalten werden.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der variable Impe­ danzschaltkreis wenigstens ein Element von einem Thermistor des negativen TC-Typs, einer Diode und einem Transistor umfaßt und der Thermistor des negativen TC-Typs und so weiter paral­ lel mit dem Kondensator angeordnet sind, nehmen der Widerstand des Thermistors des negativen TC-Typs und die Impedanz der Di­ ode oder des Transistors im Betrieb mit zunehmender Temperatur ab, was dann die geteilte Spannung des Thermistors des negati­ ven TC-Typs und dergleichen erniedrigt und dadurch die Steue­ rungsspannung erhöht.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Widerstands-Tei­ lerschaltkreis des zweiten Integrierschaltkreises einen festen Widerstand und einen Thermistor umfaßt und der Kondensator parallel entweder mit dem festen Widerstand oder dem Thermi­ stor angeordnet ist, so daß die Klemmenspannung des Kondensa­ tors die Ausgangsspannung des Absolutfeuchtesignals wird, nimmt der Widerstand des Thermistors mit zunehmender Tempera­ tur ab oder zu. Als Ergebnis wird die Ausgangsspannung des Re­ lativfeuchtesignals erhöht, wodurch ermöglicht wird, daß über die beiden Klemmen des Kondensators ein Absolutfeuchtesignal erhalten wird.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Thermistor des Wider­ stands-Teilerschaltkreises aus einem Thermistor des negativen TC-Typs besteht und der Kondensator parallel zu dem festen Wi­ derstand angeordnet ist, nimmt die geteilte Spannung des fe­ sten Widerstands mit zunehmender Temperatur zu, was die Aus­ gangsspannung des Relativfeuchtesignals erhöht.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement zwei Transistoren umfaßt, bilden die beiden Transistoren eine Darlington-Schaltung; der Kollektor und der Emitter des Transistors bilden die Hauptelektroden und seine Basis bildet die Steuerungselektrode, wobei sich die Im­ pedanz des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements in großem Maße bei kleinen Änderungen in der Steuerungsspannung ändert. Als Ergebnis können Feuchtigkeitssensoren, deren Wi­ derstands-Änderungsrate klein ist, verwendet werden, was einen Absolutfeuchtemesser erzeugt, in dem eine große Anzahl ver­ schiedener Feuchtigkeitssensoren verwendet werden kann.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Zeitkonstanten- Steuerungs-Differenzierschaltkreis ein nicht-lineares Impe­ danzelement umfaßt, dessen Impedanz sich exponentiell mit ei­ ner angelegten Spannung ändert, ist das nicht-lineare Im­ pedanzelement mit der Hauptelektrode gegenüber der Haupt­ elektrode, mit der der Kondensator verbunden ist, verbunden, und das differenzierte Signal wird über beide Anschlüsse des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements und des nicht-linearen Impedanzelements, die miteinander in Reihe ver­ bunden sind, ausgegeben, wobei ein differenziertes Signal, dessen Zeitkonstante sich exponentiell mit der sich ändernden Impedanz des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelement und des nicht-linearen Impedanzelements ändert, erhalten wer­ den kann. Somit ergänzt das nicht-lineare Impedanzelement die Linearität, die mangelhaft war, wenn das herkömmliche, span­ nungsgesteuerte, variable Impedanzelement die Nichtlinearität des Feuchtigkeitssensors steuerte. Als Ergebnis dieses Vor­ gangs wird die Linearität der Ausgangsspannung des Relativ­ feuchtesignals verbessert, was eine weitere Verbesserung der Linearität der Ausgangsspannung des Absolutfeuchtesignals er­ möglicht.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement des Zeitkonstanten-Steue­ rungs-Differenzierschaltkreises aus einem Transistor besteht, besteht das nicht-lineare Impedanzelement aus einer Diode, und die Anode der Diode ist mit dem Emitter des Transistors ver­ bunden, der Kondensator ist mit dem Kollektor verbunden, und die Steuerungsspannung liegt an der Basis des Transistors an, wobei die Steuerungsspannung das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement und das nicht-lineare Impedanzelement rückkop­ pelt, was die Linearität des relativen Feuchtigkeitselements verbessert.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Impedanz-Einstel­ lungsschaltkreis des Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzier­ schaltkreises parallel zu dem nicht-linearen Impedanzelement angeordnet ist, kann die Impedanz des nicht-linearen Impe­ danzelements fein eingestellt werden. Als Ergebnis dieses Vor­ gangs kann die Linearität des Relativfeuchtesignals weiter verbessert werden.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Zeitkonstanten-Steue­ rungs-Differenzierschaltkreis einen Steuerungsspannungs- Einstellschaltkreis umfaßt, spannt der Steuerungsspan­ nungs-Einstellschaltkreis das nicht-lineare Impedanzelement entsprechend einer durch die Integration in dem ersten Inte­ grierschaltkreis erhaltenen Spannung vor, wodurch das Poten­ tial des nicht-linearen Impedanzelement, also das Potential der Hauptelektrode des spannungsgesteuerten, variablen Impe­ danzelements, das sich gegenüber der Hauptelektrode, mit der der Kondensator verbunden ist, befindet, erhöht wird, was im wesentlichen äquivalent zu einer Verringerung der geteilten Spannung ist, wenn der Widerstands-Teilerschaltkreis in dem ersten Integrierschaltkreis angeordnet ist. Daher kann ein breiter Einstellungsbereich für eine große Anzahl verschie­ dener Typen von Feuchtigkeitssensoren zur Verfügung gestellt werden.

In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Steuerungsspan­ nungs-Einstellungsschaltkreis einen Transistor und einen fe­ sten Widerstand umfaßt, ist der Kollektor des Transistors mit dem Kondensator des ersten Integrierschaltkreises verbunden, sein Emitter ist mit dem nicht-linearen Impedanzelement ver­ bunden, und der feste Widerstand ist mit dem Emitter und der Basis des Transistors verbunden, wodurch das nicht-lineare Im­ pedanzelement durch den durch den Transistor entsprechend der durch die Integration in dem ersten Integrierschaltkreis Span­ nung fließenden Strom vorgespannt wird, was seinerseits das Potential des nicht-linearen Impedanzelements erhöht.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Absolutfeuchtemesser zeigt, der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das Änderungen in der Impedanz eines Feuchtigkeitssensors zeigt.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Ausgangsspannung als Funktion der absoluten Feuchtigkeit zeigt, die von einem Relativfeuch­ temesser erhalten wird.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der abso­ luten Feuchtigkeit und der Ausgangsspannung des Absolutfeuch­ temessers nach der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das einen Absolutfeuchtemesser zeigt, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das einen Absolutfeuchtemesser zeigt, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 7 ist ein spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolut­ feuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 ist ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Ab­ solutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 ist ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Ab­ solutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 10 ist ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 11 ist ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 12 ist ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 13 ist ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 14 ist ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 15 ist ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der abso­ luten Feuchtigkeit und der Ausgangsspannung zeigt, wenn der in Fig. 15 gezeigte Schaltkreis verwendet wird.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Feuch­ tigkeitsmessers nach der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Feuchtigkeitssensor, das Bezugszeichen 2 einen Impedanz-Frequenz-Wandlerschaltkreis (hiernach als "z-f-Wandlerschaltkreis" bezeichnet), das Be­ zugszeichen 3 einen Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzier­ schaltkreis, das Bezugszeichen 4 einen Wellenform-Formschalt­ kreis, und das Bezugszeichen 5 einen Integrierschaltkreis.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das Änderungen in der Impedanz des Feuchtigkeitssensors zeigt. In Fig. 2 gibt die Abszisse die Umgebungstemperatur und die Ordinate die Impedanz an. Fig. 2 zeigt Änderungen in der Impedanz des Feuchtigkeitssensors, wenn sich die relative Luftfeuchtigkeit im Bereich von 30% bis 90% bei Umgebungstemperaturen von 5, 15, 25, 35 und 40°C än­ dert. Wie in Fig. 2 gezeigt, ändert sich die Impedanz Zs des Feuchtigkeitssensors 1 exponentiell in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit. Der Feuchtigkeitssensor 1 nach diesem Ausführungsbeispiel besteht aus einem hochmolekularen Material und weist eine niedrige Impedanz bei hoher Feuchtigkeit und eine hohe Impedanz bei niedriger Feuchtigkeit auf. Speziell liegt die Impedanz des Feuchtigkeitssensors 1 im Bereich von 10⁴ bis 10⁷ Ω.

Der z-f-Wandlerschaltkreis 2 erzeugt ein Impulssignal S1, des­ sen Frequenz der Impedanz Zs des Feuchtigkeitssensors 1 ent­ spricht. Wenn die Impedanz Zs niedrig ist, ist die Frequenz hoch, wohingegen die Frequenz niedrig ist, wenn die Impedanz Zs hoch ist.

Der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis 3 umfaßt einen Kondensator 31 und ein spannungsgesteuertes, variables Impedanzelement 32. Der Kondensator 31 ist in Reihe mit dem spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelement angeordnet. Das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement 32 besteht aus einem Element mit drei Anschlüssen mit Hauptelektroden 321, 322 und einer Steuerungselektrode 323, und seine Impedanz Zt ändert sich exponentiell in Abhängigkeit von einer an die Steuerungselektrode 323 angelegten Steuerungsspannung Vc. Der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis 3 gibt ein differenziertes Signal S2 aus, welches ein Signal ist, das durch Differenzieren des Impulssignals S1 über beide Anschlüs­ se der Hauptelektroden 321, 322 des spannungsgesteuerten, va­ riablen Impedanzelements 32 erhalten wird. Das spannungsge­ steuerte, variable Impedanzelement 32 besteht im allgemeinen aus einem Transistor 320, wobei der Kollektor und der Emitter des Transistors 320 die Hauptelektroden 321, 322 und seine Ba­ sis die Steuerungselektrode 323 bilden.

Der Wellenform-Formschaltkreis 4 erhält das differenzierte Si­ gnal S2 und gibt einen Impulssignalzug S3, der durch eine Bi­ närwertung des differenzierten Signals S2 mit einer vorgegebe­ nen Spannung erhalten wird.

Der Integrierschaltkreis 5 umfaßt einen ersten Inte­ grierschaltkreis 51 und einen zweiten Integrierschaltkreis 52. Der erste Integrierschaltkreis 51 integriert den eingegebenen Impulssignalzug S3 und legt eine durch die Integration erhal­ tene Spannung an die Steuerungselektrode 323 des spannungsge­ steuerten, variablen Impedanzelements 32 als Steuerungsspan­ nung Vc an. Der zweite Integrierschaltkreis 52 integriert den Impulssignalzug S3 und gibt eine durch die Integration erhal­ tene Spannung als Relativfeuchtesignal S4 aus, das die relati­ ve Feuchtigkeit bei einer bestimmten Temperatur angibt. Der Integrierschaltkreis 5 erzeugt dadurch ein Absolutfeuchtesi­ gnal S5, daß er bewirkt, daß wenigstens einer der ersten und zweiten Integrierschaltkreise 51 und 52 die Steuerungsspannung Vc oder die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals S4 mit zunehmender Temperatur steuert. Insbesondere erzeugt der erste Integrierschaltkreis 51 das Absolutfeuchtesignal S5 durch Verringern der Steuerungsspannung Vc bei zunehmender Temperatur, wodurch die Impulsbreite des Impulssignalzuges S3 größer als die Impulsbreite des Relativfeuchtemessers gemacht wird und wodurch die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuchtesi­ gnals S4 erhöht wird. Der zweite Integrierschaltkreis 52 er­ zeugt das Absolutfeuchtesignal S5, indem er bewirkt, daß ein Thermistor 522 und ein Kondensator 523 den Impulssignalzug S3 integrieren, um das Relativfeuchtesignal S4 zu erzeugen, und bewirkt, daß der Thermistor 522 und ein fester Widerstand 521 die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals S4 mit zu­ nehmender Temperatur um ein Widerstands-Teilerverhältnis erhö­ hen. Im Falle einer abnehmenden Temperatur erhöht der erste Integrierschaltkreis 51 die Steuerungsspannung Vc, und der zweite Integrierschaltkreis 52 verringert die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals S4, das die relative Feuchtigkeit bei einer bestimmten Temperatur angibt.

Da der Feuchtigkeitssensor 1 seine Impedanz Zs exponentiell in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit ändert und der z-f-Wandlerschaltkreis 2 ein Impulssignal S1 erzeugt, dessen Frequenz der Impedanz Zs des Feuchtigkeitssensors 1 ent­ spricht, wie oben beschrieben wurde, kann von dem z-f-Wandlerschaltkreis 2 ein Impulssignal S1 erhalten werden, dessen Frequenz sich exponentiell in Abhängigkeit von der re­ lativen Feuchtigkeit ändert.

Der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis 3 ist so ausgeführt, daß: der Kondensator 31 in Reihe mit dem span­ nungsgesteuerten, variablen Impedanzelement 32 angeordnet ist; das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement 32 aus einem Element mit drei Anschlüssen besteht, das Hauptelektroden 321 und 322 und eine Steuerungselektrode 323 besitzt; die Impedanz Zt sich exponentiell in Abhängigkeit von der an der Steuerung­ selektrode anliegenden Steuerungsspannung Vc ändert; und das differenzierte Signal S2, das durch Differenzieren des Impuls­ signals S1 erhalten wird, über die beiden Anschlüsse der Haup­ telektroden 321, 322 ausgegeben wird. Daher kann ein differen­ ziertes Signal S2 erhalten werden, dessen Zeitkonstante sich mit der sich ändernden Impedanz des spannungsgesteuerten, va­ riablen Impedanzelements 32 und sich somit exponentiell än­ dert.

Der Wellenform-Formschaltkreis ist derart ausgeführt, daß: das differenzierte Signal S2, dessen Zeitkonstante sich exponenti­ ell ändert, empfangen wird; und ein Impulssignalzug S3, der durch Binärwertung des differenzierten Signals S2 mit einer vorgegebenen Spannung erhalten wird, ausgegeben wird. Daher kann ein Impulssignalzug S3 mit einer Impulsbreite, die durch logarithmische Komprimierung der Impulsbreite des Impuls­ signals S1 bezüglich der Frequenz erhalten wird, von dem Wel­ lenform-Formschaltkreis 4 erhalten werden. Als Ergebnis kann durch die Integration des Impulssignalzugs S3 ein linearisier­ tes Relativfeuchtesignal erhalten werden.

Der erste Integrierschaltkreis 51 integriert den eingegebenen Impulssignalzug S3 und legt die durch die Integration erhalte­ ne Spannung als Steuerungsspannung Vc an die Steuerungselek­ trode 323 des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements 32 an. Daher verringert, wenn die Impulsbreite des Impuls­ signalzuges S3 zunimmt, um die Steuerungsspannung Vc zu erhö­ hen, der erste Integrierschaltkreis 51 die Impedanz Zt des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements 32. Als Er­ gebnis wird die Impulsbreite des Impulssignalzugs S3, der von dem Wellenform-Formschaltkreis 4 erhalten wird, verringert, wodurch eine Zunahme der Steuerungsspannung Vc kontrolliert wird. Umgekehrt erhöht, wenn die Impulsbreite des Impuls­ signalzuges S3 abnimmt, um die Steuerungsspannung Vc zu ver­ ringern, der erste Integrierschaltkreis 51 die Impedanz Zt des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements 32. Als Er­ gebnis wird die Impulsbreite des Impulssignalzugs S3, der von dem Wellenform-Formschaltkreis 4 erhalten wird, vergrößert, wodurch eine Abnahme der Steuerungsspannung Vc kontrolliert wird. Das bedeutet, daß der erste Integrierschaltkreis 51 den Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis 3 zurückkop­ pelt, was den Impulssignalzug S3 stabilisiert und somit die Linearität des Relativfeuchtesignals verbessert.

Der zweite Integrierschaltkreis 52 integriert den Im­ pulssignalzug S3 und gibt die durch die Integration erhaltene Spannung Vr als Feuchtigkeitssignal S4 aus, das die relative Feuchtigkeit bei einer bestimmten Temperatur angibt. Daher kann von dem zweiten Integrierschaltkreis eine linearisierte Relativfeuchte-Ausgangsspannungs-Charakteristik erhalten wer­ den.

Die Fig. 3 und 4 sind Diagramme, die das Konzept des Abso­ lutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung zeigen. Fig. 3 zeigt die Ausgangsspannung, die von dem Relativfeuchtemesser erhalten wird, in einer Beziehung zwischen der absoluten Feuchtigkeit und der Ausgangsspannung mit der Temperatur bei einer gemessen Feuchtigkeit als Parameter. Die relative Feuch­ tigkeit ändert sich von 1% bis 90%. Die Abszisse gibt die ab­ solute Feuchtigkeit an, und die Ordinate gibt die Ausgangs­ spannung an. Da der Betrag der Sättigungsfeuchtigkeit mit zu­ nehmender Temperatur zunimmt, wird die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals S4, das die relative Feuchtigkeit bei einer bestimmten Temperatur angibt, so eingestellt, daß sie mit zunehmender Temperatur zunimmt. Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der absoluten Feuchtigkeit und der Ausgangsspannung im Falle einer weiteren Zunahme der Ausgangs­ spannung Vr des Relativfeuchtesignals S4 mit zunehmender Tem­ peratur zeigt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, nimmt im Falle des Ersetzens der Aus­ gangsspannung der relativen Feuchtigkeit durch die absolute Feuchtigkeit, der Betrag der Sättigungsfeuchtigkeit mit zuneh­ mender Temperatur zu. Daher ist es notwendig, die Aus­ gangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals mit zunehmender Temperatur zu erhöhen. Während die Zunahmerate der Ausgangs­ spannung Vr mit zunehmender Temperatur in dem Beispiel der Fig. 3 nicht ausreicht, wenn die Ausgangsspannung Vr des Rela­ tivfeuchtesignals S4 mit zunehmender Temperatur noch weiter zunehmen soll, werden Änderungen aufgrund von Temperatur­ schwankungen in der gemessen Ausgangsspannung unterdrückt, um dadurch eine Linearisierung der Beziehung, wie in Fig. 4 ge­ zeigt, zu ermöglichen. Als Ergebnis kann durch geeignetes Er­ höhen der Ausgangsspannung Vr eines hochlinearen Relativfeuch­ tesignals S4 mit zunehmender Temperatur ein hochlineares Abso­ lutfeuchtesignal S5 erhalten werden.

Der Integrierschaltkreis 5 erhält das Absolutfeuchtesignal S5, indem bewirkt wird, daß wenigstens einer der ersten und zwei­ ten Integrierschaltkreise 51 und 52 die Steuerungsspannung Vc oder die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals S4 mit zunehmender Temperatur steuert. Daher wird zum Beispiel, wenn der erste Integrierschaltkreis 51 die Steuerungsspannung Vc mit zunehmender Temperatur erniedrigt, die Impedanz Zt des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements 32 mit zuneh­ mender Temperatur erhöht, was seinerseits die Impulsbreite des Impulssignalzugs S3 und damit die Ausgangsspannung Vr des Re­ lativfeuchtesignals S4, das die relative Feuchtigkeit bei ei­ ner bestimmten Temperatur angibt, erhöht. Der zweite Inte­ grierschaltkreis 52 erhöht linear die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals S4 mit zunehmender Temperatur. Im Falle abnehmender Temperaturen, erhöht der erste Integrierschalt­ kreis 51 die Steuerungsspannung Vc, und der zweite Integrier­ schaltkreis 52 erniedrigt die Ausgangsspannung Vr des Relativ­ feuchtesignals S4, das die relative Feuchtigkeit bei einer be­ stimmten Temperatur angibt. Als Ergebnis dieses Vorgangs wird die Ausgangsspannung Vr eines hochlinearen Relativfeuchtesi­ gnals S4 auf geeignete Weise mit steigender Temperatur erhöht, so daß ein hochlineares Absolutfeuchtesignal S5 erhalten wer­ den kann.

Da, wie oben beschrieben, keine Notwendigkeit für eine Selbsterwärmung des Feuchtigkeitssensors 1 besteht, kann ein Absolutfeuchtemesser, der nicht den Wärmedissipati­ onskoeffizienten verwendet, erhalten werden. Als Ergebnis ist der Absolutfeuchtemesser gegen Störungen resistent.

Da der Feuchtigkeitssensor 1 außerdem aus einem einzigen De­ tektorelement erzeugt werden kann, kann ein Absolutfeuchtemes­ ser, der weniger von Änderungen zwischen einer Mehrzahl von Detektorelementen und lokalen Temperaturunterschieden beein­ flußt wird, erhalten werden. Zusätzlich ist kein Feuchtig­ keitssensor für eine Temperaturkompensation notwendig, so daß keine Auswahl von Detektorelementen mit ausgleichenden Eigen­ schaften notwendig ist, was die Herstellung von Absolutfeuch­ temessern vereinfacht.

Außerdem erhöht der Integrierschaltkreis 5 die Ausgangsspan­ nung Vr des Relativfeuchtesignals S4, das die relative Feuch­ tigkeit bei einer bestimmten Temperatur angibt, mit zunehmen­ der Temperatur, um ein Absolutfeuchteausgangssignal S5 zu er­ halten. Daher kann ein Absolutfeuchtemesser, der auch als Re­ lativfeuchtemesser verwendet werden kann, erhalten werden.

Weiterhin ist kein Temperatur kompensierender Feuchtig­ keitssensor notwendig. Daher wird ein Absolutfeuchtemesser er­ halten, der weniger von Temperaturänderungen beeinflußt wird.

Außerdem ändert sich die Impedanz Zs des Feuchtigkeitssensors 1 exponentiell in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit, und der z-f-Wandlerschaltkreis 2 erzeugt ein Impulssignal S1, dessen Frequenz der Impedanz des Feuchtigkeitssensors 1 ent­ spricht. Daher ändert sich die Frequenz des Impulssignals S1 in einem großen Maße. Zusätzlich werden die Signale digital verarbeitet, was seinerseits die Signalverarbeitung verein­ facht und daher ermöglicht, daß ein preiswerter Absolutfeuch­ temesser erhalten wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Feuch­ tigkeitssensor 1, der z-f-Wandlerschaltkreis 2, der Zeitkon­ stanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis 3, der Wellen­ form-Formschaltkreis 4 und der Integrierschaltkreis 5 in einem nicht gezeigten, einzigen Gehäuse angeordnet. Daher kann ein Absolutfeuchtemesser erhalten werden, der nicht nur eine ge­ ringe Größe besitzt sondern auch weniger von Tem­ peraturänderungen beeinflußt wird, da der Feuchtigkeitssensor 1 und der Integrierschaltkreis unter denselben Tempera­ turbedingungen angeordnet sind. Diese Komponenten können in diesem Ausführungsbeispiel in einem Gehäuse von 11 × 27 × 6 mm an­ geordnet werden, so daß dieses Ausführungsbeispiel in einer großen Vielfalt von elektronischen Vorrichtungen verwendet werden kann.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der erste Inte­ grierschaltkreis 51 einen Widerstands-Teilerschaltkreis 51A und einen Kondensator 513. Der Widerstands-Teilerschaltkreis 51A umfaßt einen festen Widerstand 511 und einen variablen Im­ pedanzschaltkreis 512, dessen Impedanz sich mit der Temperatur ändert. Der variable Impedanzschaltkreis 512 ist aus einem Thermistor aufgebaut. Der Kondensator 513 ist parallel entwe­ der zum festen Widerstand 512 oder zum variablen Impedanz­ schaltkreis 512 angeordnet, so daß die Klemmenspannung des Kondensators 513 die Steuerungsspannung Vc wird. Somit nimmt der Widerstand des Thermistors 512 mit zunehmender Temperatur zu oder ab, was seinerseits die geteilte Spannung des festen Widerstands 511 oder die geteilte Spannung des Thermistors 512 verringert, wodurch die Steuerungsspannung Vc abnimmt. Als Er­ gebnis kann die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals S4 durch den zweiten Integrierschaltkreis 52 mit zunehmender Temperatur erhöht werden. Auch wenn der feste Widerstand 511 in der Zeichnung als variabler Widerstand gezeigt ist, ist der variable Widerstand 511 vorgesehen, um das Widerstands-Tei­ lungsverhältnis fein einzustellen, und dient daher als fester Widerstand nach der Feineinstellung.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, umfaßt der va­ riable Impedanzschaltkreis 512 speziell einen Thermistor des negativen TC-Typs, und der Kondensator 513 ist parallel zu dem Thermistor 512 des negativen TC-Typs angeordnet. Der Wider­ stand des Thermistors 512 des negativen TC-Typs nimmt mit zu­ nehmender Temperatur ab. Als Ergebnis nimmt die geteilte Span­ nung des Thermistors 512 des negativen TC-Typs mit zunehmender Temperatur ab, was seinerseits die Steuerungsspannung Vc ver­ ringert.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der zweite Inte­ grierschaltkreis 52 einen Widerstands-Teilerschaltkreis 52A und einen Kondensator 523. Der Widerstands-Teilerschaltkreis 52A umfaßt einen festen Widerstand 521 und einen Thermistor 522. Der Kondensator 523 ist parallel entweder zum festen Wi­ derstand 521 oder zum Thermistor 522 angeordnet, so daß die Klemmenspannung des Kondensators 523 das Absolutfeuchtesignal S5 wird. Somit nimmt der Widerstand des Thermistors 522 mit zunehmender Temperatur zu oder ab, was seinerseits die geteil­ te Spannung des festen Widerstands 521 oder die geteilte Span­ nung des Thermistors 522 erhöht. Als Ergebnis wird die Aus­ gangsspannung Vr des Relativfeuchtesignals S4 mit zunehmender Temperatur erhöht, wodurch ermöglicht wird, daß das Absolut­ feuchtesignal S5 erhalten wird. Auch wenn der feste Widerstand 521 in der Zeichnung als variabler Widerstand gezeigt ist, ist der variable Widerstand 521 vorgesehen, um das Wider­ stands-Teilungsverhältnis fein einzustellen, und dient als fe­ ster Widerstand nach der Feineinstellung.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, besteht der Thermistor 522 speziell aus einem Thermistor des negativen TC-Typs, und der Kondensator 523 ist parallel zu dem festen Widerstand 521 angeordnet. Als Ergebnis nimmt die geteilte Spannung des festen Widerstands 521 mit zunehmender Temperatur zu, was seinerseits die Ausgangsspannung Vr des Relativfeuch­ tesignals S4 erhöht, wodurch das Absolutfeuchtesignal S5 zur Verfügung gestellt wird.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Absolut­ feuchtemesser zeigt, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist. In Fig. 5 bezeichnen dieselben Be­ zugszeichen wie die in Fig. 1 gleiche Teile und Komponenten.

In dem ersten Integrierschaltkreis 51 besteht der Thermistor 512 aus einem Thermistor des positiven TC-Typs, und der Kon­ densator 513 ist parallel zu dem festen Widerstand 511 ange­ ordnet. Der Widerstand des Thermistors 512 des positiven TC-Typs nimmt mit zunehmender Temperatur zu. Als Ergebnis nimmt, wenn der Widerstand des Thermistors des positiven TC-Typs mit zunehmender Temperatur zunimmt, die geteilte Span­ nung des festen Widerstands 511 ab, was seinerseits die Steue­ rungsspannung Vc erniedrigt.

In dem zweiten Integrierschaltkreis 52 besteht der Thermistor 522 aus einem Thermistor des positiven TC-Typs, und der Kon­ densator 523 ist parallel zu dem Thermistor 522 des positiven TC-Typs angeordnet. Als Ergebnis nimmt die geteilte Spannung des Thermistors 522 des positiven TC-Typs mit zunehmender Tem­ peratur zu, was seinerseits die Ausgangsspannung Vr des Rela­ tivfeuchtesignals S4 erhöht, wodurch das Absolutfeuchtesignal S5 erzeugt wird.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Absolut­ feuchtemessers zeigt, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist. In Fig. 6 bezeichnen dieselben Be­ zugszeichen wie die in Fig. 1 gleiche Teile und Komponenten.

Der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis 3 umfaßt ein nicht-lineares Impedanzelement 33, dessen Impedanz Zd sich exponentiell mit einer angelegten Spannung ändert. Ein An­ schluß des nicht-linearen Impedanzelements 33 ist mit der Hauptelektrode 322 verbunden, die gegenüber der Hauptelektrode 321 ist, mit der der Kondensator 31 verbunden ist, und der an­ dere Anschluß ist geerdet. Der Zeitkonstan­ ten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis 3 gibt das differen­ zierte Signal S2 über beide Anschlüsse des spannungsgesteu­ erten, variablen Impedanzelements 32 und des nicht-linearen Impedanzelements 33 aus, die miteinander in Reihe geschaltet sind. In diesem Ausführungsbeispiel kann ein differenziertes Signals S2, dessen Zeitkonstante sich mit der sich ändernden Impedanz des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements 32 und des nicht-linearen Impedanzelements 33 ändert und sich somit exponentiell ändert, erhalten werden. Somit stellt das nicht-lineare Impedanzelement 33 eine Linearität her, die man­ gelhaft war, als nur das herkömmliche, spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement 32 die Nichtlinearität des Feuchtig­ keitssensors 1 korrigierte. Als Ergebnis dieses Vorgangs kann die Linearität der Ausgangsspannung des Relativfeuchtesignals weiter bezüglich des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 verbes­ sert werden, was seinerseits ermöglicht, daß die Linearität der Ausgangsspannung des Absolutfeuchtesignals weiter verbes­ sert wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Zeitkonstan­ ten-Steuerungs-Differenzierschaltkreises 3 besteht das span­ nungsgesteuerte, variable Impedanzelement 32 aus dem Transi­ stor 320, und das nicht-lineare Impedanzelement 33 besteht aus einer Diode 331. Eine Siliziumdiode, eine Schott­ ky-Sperrschichtdiode oder dergleichen kann als Diode 331 ver­ wendet werden. Die Anode der Diode 331 ist mit dem Emitter 322 des Transistors 320 verbunden. Der Kondensator 31 ist mit dem Kollektor des Transistors 320 verbunden. Die Steuerungsspan­ nung Vc wird an die Basis 323 des Transistors 320 angelegt. Da die Beziehung zwischen der Basisspannung und dem Emitterstrom des Transistors 320 in diesem Ausführungsbeispiel exponentiell ist, ändert sich die Impedanz Zt des Transistors 320 im Be­ trieb ebenfalls exponentiell in Abhängigkeit von der an der Basis anliegenden Steuerungsspannung. Da die Beziehung zwi­ schen der Vorwärtsspannung und dem Vorwärtsstrom der Diode 331 exponentiell ist, ändert sich die Impedanz Zd der Diode 331 im Betrieb ebenfalls exponentiell. Als Ergebnis koppelt das Anle­ gen der Steuerungsspannung Vc den Transistor 320 und die Diode 331 zurück, wodurch die Linearität des Absolutfeuchtesignals S5 verbessert wird.

Der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis 3 umfaßt einen Impedanz-Einstellschaltkreis 34. Der Impedanz- Einstellschaltkreis 34 ist parallel mit dem nicht-linearen Im­ pedanzelement 33 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ver­ ringert der Impedanz-Einstellschaltkreis die zusammengesetzte Impedanz, wenn die Impedanz Zd durch das nicht-lineare Element auf einen zu großen Wert korrigiert wird, was seinerseits eine geeignete Korrektur erlaubt. Als Ergebnis dieses Vorgangs kann die Linearität des Absolutfeuchtesignals S5 weiter verbessert werden.

In einem Ausführungsbeispiel, in dem der Impedanz-Ein­ stellschaltkreis 34 aus einem Kondensator besteht, kann die Impedanz Zd des nicht-linearen Impedanzelements 33 entspre­ chend der Frequenz des z-f-Wandlerschaltkreises eingestellt werden.

In einem Ausführungsbeispiel, in dem der Impedanz-Ein­ stellschaltkreis 34 aus einem Widerstand (nicht gezeigt) be­ steht, kann die Impedanz Zd des nicht-linearen Impedanzele­ ments 33 unabhängig von der Frequenz eingestellt werden.

In einem Ausführungsbeispiel, in dem der Impedanz-Ein­ stellschaltkreis 34 aus einer Diode (nicht gezeigt) besteht, kann die Impedanz Zd des nicht-linearen Impedanzelements 33 auf einen Wert gleich dem Kehrwert einer ganzen Zahl, die die Anzahl der angeschlossenen Dioden ist, eingestellt werden.

Fig. 7 ist ein spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolut­ feuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung. In Fig. 7 be­ zeichnen dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 5 und 6 gleiche Teile und Komponenten.

Der z-f-Wandlerschaltkreis 2 umfaßt einen Schmitt-Trigger 21, einen Puffer 22, einen Widerstand 23, einen Thermistor 24, ei­ nen Kondensator 25 und einen Kondensator 26. Der Feuchtig­ keitssensor 1, der Thermistor 24 und der Kondensator 25 sind miteinander in Reihe geschaltet. Ein Anschluß des Feuchtig­ keitssensors 1, der ein Anschluß des Reihenschaltkreises ist, ist mit dem Eingangsanschluß des Schmitt-Triggers 21 verbun­ den, und ein Anschluß des Kondensators 25, der der andere An­ schluß des Reihenschaltkreises ist, ist mit dem Ausgangsan­ schluß des Puffers 22 verbunden. Der Schmitt-Trigger 21 und der Puffer 22 bestehen aus ICs, wie etwa aus CMOS- oder TTL-ICs. Der Thermistor 24 kompensiert Änderungen aufgrund von Temperaturschwankungen in der Impedanz Zs des Feuchtigkeits­ sensors 1. Der Kondensator 25 blockiert den Fluß des Gleich­ stroms. Der Puffer 22 verringert die Ausgangsimpedanz des Schmitt-Triggers 21 und formt die Wellenformen. Ein Anschluß des Widerstands 23 ist mit dem Eingangsanschluß des Schmitt-Triggers 21 verbunden, und sein anderer Anschluß ist mit dem Ausgangsanschluß des Puffers 22 verbunden. Ein An­ schluß des Kondensators 26 ist mit dem Eingangsanschluß des Schmitt-Triggers 21 verbunden. Als Ergebnis dieser Anordnung wird der z-f-Wandlerschaltkreis 2 durch die Beziehung zwischen den Impedanzen des Feuchtigkeitssensors 1, des Widerstands 23, des Thermistors 24 und der Impedanz des Kondensators 26 in Os­ zillationen versetzt und gibt ein Ausgangssignal S1 aus, des­ sen Frequenz sich mit der Impedanz des Feuchtigkeitssensors 1 ändert.

Der Wellenform-Formschaltkreis 4 besteht aus einem Puffer 41. Ein IC, wie etwa ein CMOS- oder TTL-IC, wird als Puffer ver­ wendet. Der Puffer 41 führt eine Binärwertung des differen­ zierten Signals S2 mit einer als Schwellwert vorgegebenen Spannung durch und gibt den Impulssignalzug S3 aus.

Fig. 8 zeigt ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des erfindungsgemäßen Absolutfeuchtemessers. In Fig. 8 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 7 gleiche Teile und Kompo­ nenten. Ein Widerstand 27 ist mit einem Widerstand 28 in Reihe geschaltet, und beide Anschlüsse des Reihenschaltkreises sind mit dem Eingangssignal des Schmitt-Triggers 21 beziehungsweise dem Ausgangsanschluß des Puffers 22 verbunden. Ein Kondensator 29 ist mit einem Anschluß mit einem Knoten der Reihenschaltung zwischen dem Widerstand 27 und dem Widerstand 28 verbunden, und sein anderer Anschluß ist geerdet. Entsprechend dieser An­ ordnung wird eine Wechselspannungskomponente, die in einem Im­ pulssignal enthalten ist, von dem Kondensator 29 überbrückt, so daß die Impedanz über beide Anschlüsse des Reihenschalt­ kreises, der aus dem Widerstand 27 und dem Widerstand 28 be­ steht, auf einem hohen Pegel gehalten werden kann. Dies ver­ hindert eine Abnahme der zusammengesetzten Impedanz des Rei­ henschaltkreises, der aus dem Widerstand 27 und dem Widerstand 28 besteht, die parallel mit dem Feuchtigkeitssensor 1 ange­ schlossen sind, was seinerseits dem z-f-Wandler 2 ermöglicht, effizient eine Änderung im Widerstand des Feuchtigkeitssensors 1 in ein Impulssignal S1 umzuwandeln.

Fig. 9 zeigt ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolutfeuchtemesser nach der vorliegenden Erfindung. Dieser Schaltkreis ist im Hinblick auf eine Verwendung des Feuchtig­ keitsmessers sowohl als Relativfeuchtemesser als auch als Ab­ solutfeuchtemesser entworfen. In Fig. 9 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie diejenigen in Fig. 8 gleiche Teile und Kom­ ponenten. Ein Schalter 531 ist mit einem festen Widerstand 524 verbunden, wenn das Meßgerät als Relativfeuchtemesser verwen­ det wird, während der Schalter 531 mit dem Thermistor 522 ver­ bunden ist, wenn das Meßgerät als Absolutfeuchtemesser verwen­ det wird. Schalter 532 und 533 werden geöffnet, wenn das Meß­ gerät als Relativfeuchtemesser verwendet wird, während die Schalter 532 und 533 geschlossen werden, wenn das Meßgerät als Absolutfeuchtemesser verwendet wird. Als Ergebnis dieser An­ ordnung kann das Meßgerät entweder als Relativfeuchtemesser oder als Absolutfeuchtemesser verwendet werden, indem nur die Schalter 531 auf 533 umgelegt werden. Jeder der Schalter 531 bis 533 kann aus einem Auswahlschalter, einem analogen Multi­ plexer oder dergleichen bestehen.

Fig. 10 zeigt ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des erfindungsgemäßen Absolutfeuchtemessers. In Fig. 10 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 6 und 8 gleiche Teile und Komponenten. Der variable Impedanzschaltkreis 512 besteht aus einer Diode D1. Da die Impedanz der Diode D1 im Betrieb mit zunehmender Temperatur abnimmt, nimmt die geteilte Spannung der Diode D1 ab, was seinerseits die Steuerungsspan­ nung Vc verringert.

Fig. 11 zeigt ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des erfindungsgemäßen Absolutfeuchtemessers. In Fig. 11 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 6 und 8 gleiche Teile und Komponenten. Der variable Impedanzschaltkreis 512 besteht aus einem Reihenschaltkreis, der aus einem Thermistor TH1 des negativen TC-Typs und einer Diode D1 besteht. Da die Impedanz des Thermistors TH1 des negativen TC-Typs und der Di­ ode D1 im Betrieb mit zunehmender Temperatur abnimmt, nimmt die geteilte Spannung des Thermistors TH1 des negativen TC-Typs und der Diode D1 ab, was seinerseits die Steuerungs­ spannung Vc verringert.

Fig. 12 zeigt ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des erfindungsgemäßen Absolutfeuchtemessers. In Fig. 12 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 6 und 8 gleiche Teile und Komponenten. Der variable Impedanzschaltkreis 512 umfaßt einen Transistor TR1 und einen festen Widerstand R2. Der Kollektor des Transistors TR1 ist mit dem festen Wider­ stand 511 verbunden, und sein Emitter ist geerdet. Ein An­ schluß des festen Widerstands R2 ist mit der Basis des Transi­ stors TR1 verbunden, und sein anderer Anschluß ist geerdet. Der Kondensator 513 ist parallel mit dem Kollektor und dem Emitter des Transistors TR1 verbunden. Da die Impedanz des Transistors TR1 im Betrieb bei zunehmender Temperatur abnimmt, nimmt die geteilte Spannung des Transistors TR1 ab, was sei­ nerseits die Steuerungsspannung Vc verringert.

Fig. 13 zeigt ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des erfindungsgemäßen Absolutfeuchtemessers. In Fig. 13 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 6 und 8 gleiche Teile und Komponenten. Der Zeitkonstanten-Steuerungs- Differenzierschaltkreis 3 umfaßt einen Steuerungsspan­ nungs-Einstellschaltkreis 35. Der Steuerungsspannungs- Einstellschaltkreis 35 spannt das nicht-lineare Impedanzele­ ment 33 entsprechend der durch Integration im ersten Inte­ grierschaltkreis 51 erhaltenen Steuerungsspannung Vc vor. Ins­ besondere umfaßt der Steuerungsspannungs-Einstellschaltkreis 35 einen Transistor TR2 und einen festen Widerstand R3. Das nicht-lineare Impedanzelement 33 besteht aus einer Diode 331. Der Kollektor des Transistors TR2 ist mit dem Kondensator 513, der den ersten Integrierschaltkreis 51 bildet, verbunden, und sein Emitter ist mit der Diode 331 verbunden. Der feste Wider­ stand R3 ist mit dem Emitter und der Basis des Transistors TR2 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Diode 331 von dem durch den Transistor TR2 fließenden Strom vorgespannt, und das Potential der Anode der Diode 331, also das Potential des Emitters 331 des Transistors 320, nimmt zu, was im wesent­ lichen gleichbedeutend mit einer Abnahme der geteilten Span­ nung ist, wenn der Widerstands-Teilerschaltkreis 51A (siehe Fig. 8) in dem ersten Integrierschaltkreis 51 angeordnet ist. Daher ist dieses Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, daß es einen breiten Einstellungsbereich für eine große Anzahl verschiedener Typen von Feuchtigkeitssensoren zur Verfügung stellt.

Fig. 14 zeigt ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des erfindungsgemäßen Absolutfeuchtemessers. In Fig. 14 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 gleiche Teile und Kompo­ nenten. Der in Fig. 14 gezeigte Feuchtigkeitssensor 14 weist im Vergleich mit dem Feuchtigkeitssensor der Fig. 2 eine kleine Widerstandsänderungsrate bezüglich der relativen Temperatur auf. Die Widerstandsänderungsrate bezüglich der relativen Feuchtigkeit wird außerdem verringert. Als Ergebnis kann in der zuvor erwähnten Schaltkreisanordnung die Ausgangsspannung ver­ ringert werden, wenn die relative Feuchtigkeit hoch ist, was seinerseits die Linearität der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der absoluten Feuchtigkeit verringert kann.

Fig. 15 zeigt ein weiteres spezielles Schaltkreisdiagramm des Absolutfeuchtemessers nach der vorliegenden Erfindung, und Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der absoluten Feuchtigkeit und der Ausgangsspannung im Falle der Verwendung des in Fig. 15 gezeigten Schaltkreises zeigt. Fig. 16 zeigt ei­ nen Fall, in dem die Umgebungstemperatur 45°C beträgt. Der die einfach gepunktete Linie angezeigte Bereich ist ein ±2 g/m³ Fehlerbereich. In Fig. 15 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie diejenigen in den Fig. 1, 6, und 8 gleiche Teile und Komponenten. Der mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Feuchtig­ keitssensor besteht aus dem in Fig. 14 gezeigten Feuchtigkeits­ sensor. Das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement 320 umfaßt zwei Transistoren 320a und 320b, die eine Darling­ ton-Schaltung bilden. Entsprechend dieser Anordnung ändert sich die Impedanz Zt des spannungsgesteuerten, variablen Impedanze­ lements 320 selbst bei geringen Änderungen in der Steuerungs­ spannung Vc in einem großen Maße. Als Ergebnis wird die Linea­ rität der Ausgangsspannung erhöht, wenn die relative Feuchtig­ keit hoch ist, wie in Fig. 16 gezeigt, selbst wenn ein Feuch­ tigkeitssensor verwendet wird, dessen Widerstandsänderungsrate bezüglich der relativen Feuchtigkeit gering ist. Auch wenn es nicht in der Zeichnung gezeigt ist, kann eine derart hohe Line­ arität, die in dem durch die einfach gepunktete Linie angegebe­ nen Bereich liegt (siehe Fig. 16), selbst bei Umge­ bungstemperaturen von 5, 15, 25, 35°C erhalten werden.

Dies ermöglicht auch die Verwendung eines Feuchtigkeitssensors mit einer niedrigen Widerstandsänderungsrate, was seinerseits einen Absolutfeuchtemesser ermöglicht, in dem eine große An­ zahl verschiedener Typen von Feuchtigkeitssensoren verwendet werden kann.

Wie im vorstehenden beschrieben, kann die Erfindung folgende Vorteile bringen:

Ein Absolutfeuchtemesser wird zur Verfügung gestellt, der nicht auf dem Wärmedissipationskoeffizienten eines Thermistors basiert.

Ein Absolutfeuchtemesser wird zur Verfügung gestellt, der durch Verwendung nur eines Elements weniger durch Änderungen zwischen einzelnen Detektorelementen, lokale Temperaturunter­ schiede und dergleichen beeinflußt wird.

Ein Absolutfeuchtemesser wird zur Verfügung gestellt, der un­ ter Verwendung eine Detektorelements, dessen Impedanz sich mit der relativen Feuchtigkeit ändert, auch als Relativfeuchtemes­ ser verwendet werden kann.

Ein Absolutfeuchtemesser wird zur Verfügung gestellt, der we­ niger durch Temperaturänderungen beeinflußt wird.

Ein Absolutfeuchtemesser wird zur Verfügung gestellt, der die Signalverarbeitung vereinfachen kann und billig hergestellt werden kann.

Ein Absolutfeuchtemesser wird zur Verfügung gestellt, mit dem eine Reihe von Typen von Feuchtigkeitssensoren verwendet wer­ den können.

Claims (16)

1. Absolutfeuchtemesser mit
einem Feuchtigkeitssensor (1) mit einer Impedanz, die sich exponentiell mit der relativen Feuchtigkeit ändert;
einem Impedanz-Frequenz-Wandlerschaltkreis (2), der ein Impulssignal, dessen Frequenz der Impedanz des Feuchtigkeitssensors entspricht, erzeugt;
einem Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis(3), der einen Kondensator (31) und ein spannungsgesteuertes, variables Impedanzelement (32), die miteinander in Reihe verbunden sind, umfaßt, wobei das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement aus einem Element mit drei Anschlüssen mit Hauptelektroden (321, 322) und einer Steuerungselektrode (323) besteht und seine Impedanz sich exponentiell mit der an die Steuerungselektrode angelegten Spannung ändert und ein differenziertes Signal abgibt, das durch Differenzieren des Impulssignals über beide Anschlüsse der Hauptelektroden erhalten wird;
einem Wellenform-Formschaltkreis (4), der mit dem Ausgang des Zeitkonstanten- Steuerungs-Differenzierschaltkreises verbunden ist, um ein Impulssignal auszugeben, wenn das differenzierte Signal einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt; und
einem Integrierschaltkreis (5) mit einem ersten Integrierschaltkreis (51) und einem zweiten Integrierschaltkreis (52), wobei der erste Integrierschaltkreis mit dem Ausgang des Wellenform-Formschaltkreises verbunden ist, um den eingegebenen Impulszug zu integrieren und eine durch die Integration erhaltene Spannung an die Steuerungselektrode (323) des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements (32) als Steuerungsspannung anzulegen, und der zweite Integrierschaltkreis mit dem Ausgang des Wellenform-Formschaltkreises verbunden ist, um den Impulszug zu integrieren und eine durch die Integration erhaltene Spannung als Relativfeuchtesignal auszugeben;
wobei wenigstens einer der ersten und zweiten Integrierschaltkreise ein Temperaturfühlelement enthält, das in enger Beziehung zu dem Feuchtigkeitssensor angeordnet ist, zur Überwachung der Temperatur und von Temperaturänderungen an der Lage des Feuchtigkeitssensors zur Steuerung der Steuerungsspannung oder der Ausgangsspannung des Relativfeuchtesignals entsprechend den Änderungen in der Temperatur des Feuchtigkeitssensors, um ein Absolutfeuchtesignal zu erhalten.

2. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitssensor (1), der Impedanz-Frequenz-Wandlerschaltkreis (2), der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis (3), der Wellenform-Formschaltkreis (4) und der Integrierschaltkreis (5) in einem einzigen Gehäuse enthalten sind.

3. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Integrierschaltkreis einen Widerstandsteiler-Schaltkreis (511, 512) und einen Kondensator (513) umfaßt; der Widerstandsteiler-Schaltkreis einen festen Widerstand (511) und einen variablen Impedanzschaltkreis (512) umfaßt, dessen Impedanz sich mit der Temperatur ändert; der Kondensator (513) parallel entweder mit dem festen Widerstand oder dem variablen Impedanzschaltkreis angeordnet ist; und die Klemmenspannung des Kondensators als Steuerungsspannung an die Steuerungselektrode des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements angelegt wird.

4. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der variable Impedanzschaltkreis (512) wenigstens ein Element eines Thermistors (TH1) des Typs mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (TC), einer Diode (D1), eines Transistors (TR1) und eines Thermistors (512) des Typs mit einem positiven TC umfaßt.

5. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Integrierschaltkreis einen Widerstandsteiler-Schaltkreis (521, 522)) und einen Kondensator (523) umfaßt; der Widerstandsteiler-Schaltkreis einen festen Widerstand (521) und einen Thermistor (522) umfaßt; der Kondensator (523) parallel entweder mit dem festen Widerstand (521) oder dem Thermistor (522) angeordnet ist; und die Klemmenspannung des Kondensators (523) die Ausgangsspannung des Absolutfeuchtesignals ist.

6. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermistor (522) aus einem Thermistor des Typs mit einem negativen TC oder einem Thermistor des Typs mit einem positiven TC besteht.

7. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement (32) einen Transistor (320) umfaßt; der Kollektor (321) und der Emitter (322) des Transistors die Hauptelektroden bilden; und dessen Basis (323) die Steuerungselektrode bildet.

8. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das spannungsgesteuerte, variable Impedanzelement zwei Transistoren (320a, 320b) in Form einer Darlington-Schaltung umfaßt.

9. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis (3) ein nicht-lineares Impedanz­ element (33) umfaßt, dessen Impedanz sich exponentiell mit einer angelegten Spannung ändert; das nicht-lineare Impedanzelement (33) mit der Hauptelektrode (322), die der Hauptelektrode (321), mit der der Kondensator (31) verbunden ist, gegenüberliegt, verbunden ist; und der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis das differenzierte Signal über beide Anschlüsse des spannungsgesteuerten, variablen Impedanzelements (32) und des nicht-linearen Impedanzelements (33), die miteinander in Reihe verbunden sind, ausgibt.

10. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, das nicht-lineare Impedanzelement (33) aus einer Diode (331) besteht, wobei die Anode der Diode mit der Hauptelektrode (322), die der Hauptelektrode (321), mit der der Kondensator (31) verbunden ist, gegenüberliegt, verbunden ist.

11. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis (3) einen Impedanz-Einstellschaltkreis (35) umfaßt; und der Impedanz-Einstellschaltkreis parallel zu dem nicht-linearen Impedanzelement (33) angeschlossen ist.

12. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, der Impedanz-Einstellschaltkreis (35) aus einem Kondensator besteht.

13. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis (3) einen Impedanz-Einstellschaltkreis (35) umfaßt; und der Impedanz-Einstellschaltkreis parallel zu dem nicht-linearen Impedanzelement (33) angeschlossen ist.

14. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, der Impedanz-Einstellschaltkreis (35) aus einem Kondensator besteht.

15. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkonstanten-Steuerungs-Differenzierschaltkreis (3) einen Steuerungsspannungs-Einstellschaltkreis (35) umfaßt; und der Steuerungsspannungs- Einstellschaltkreis das nicht-lineare Impedanzelement (33) entsprechend einer Spannung, die durch Integration im ersten Integrierschaltkreis (51) erhalten wird, vorspannt.

16. Absolutfeuchtemesser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungsspannungs-Einstellschaltkreis (35) einen Transistor (TR2) und einen festen Widerstand (R3) umfaßt, wobei der Kollektor des Transistors mit dem Kondensator (513) des ersten Integrierschaltkreises (51) verbunden und sein Emitter mit dem nicht-linearen Impedanzelement (33) verbunden ist, und der feste Widerstand (R3) mit dem Emitter und der Basis des Transistors verbunden ist.