JP2006038591A - 湿度センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】湿度センサ10と温度センサ20とを同一の素子形成基板1に集積化した複合センサ素子Aを備えている。湿度センサ10は、第1の下部電極11と、第1の多孔質構造部12と、第1の表面電極13とで構成され、温度センサ20は、第2の下部電極21と、第2の多孔質構造部22と、第2の表面電極23とで構成されている。第1の下部電極11と第2の下部電極21とは構成材料および膜厚を同じとしてあり、第1の表面電極13と第2の表面電極23とは構成材料および膜厚を同じとしてある。第1の多孔質構造部12と第2の多孔質構造部22とは同一構造であって、素子形成基板1の一表面側に成膜したノンドープの多結晶シリコン層に対して陽極酸化処理および酸化処理を行うことにより形成されている。
【選択図】 図1
Description
この発明によれば、周囲温度にかかわりなく湿度を高精度に求めることができる。
本実施形態の湿度センサ装置は、図1(a)に示すように、周囲湿度に応じて抵抗値が変化する湿度センサ10と、湿度センサ10の周囲温度に応じて抵抗値が変化する温度センサ20とを備えており、湿度センサ10が周囲湿度に対応した電流値(アナログ信号)を出力し、温度センサ20が周囲温度に対応した電流値(アナログ信号)を出力する。
本実施形態の湿度センサ装置の基本構成は実施形態1と略同じであって、複合センサ素子Aにおける温度センサ20の第2の表面電極23の周囲を、耐湿性を有する材料(例えば、エポキシ樹脂など)からなる保護部24により覆っている点に特徴がある。なお、保護部24の材料は、エポキシ樹脂に限らず、金属などを採用可能であるが、熱伝導率の高い材料を採用することが望ましい。他の構成は実施形態1と同じなので図示および説明を省略する。
本実施形態の湿度センサ装置では、実施形態1にて説明した複合センサ素子Aにおける湿度センサ10を抵抗Rs、温度センサ20を抵抗Reとして、図10に示すように、抵抗Rsと抵抗Reとの直列回路と、第1の定抵抗R1と第2の定抵抗R2との直列回路とを並列接続したブリッジ回路を備えており、ブリッジ回路に直流電源Edから定電圧を印加したときの抵抗Rsと抵抗Reとの接続点と定抵抗R1,R2同士の接続点との間の出力値(電位差)Voutを増幅回路(図示せず)により増幅してA/D変換器(図示せず)を用いてディジタル値に変換した後にマイクロコンピュータからなる信号処理部(図示せず)に入力するように構成してあり、信号処理部に、A/D変換器からの入力(つまり、ブリッジ回路の出力)に基づいて湿度を演算する演算手段を設けてある。
1 素子形成基板
2 分離部
10 湿度センサ
11 第1の下部電極
12 第1の多孔質構造部
13 第1の表面電極
20 温度センサ
21 第2の下部電極
22 第2の多孔質構造部
23 第2の表面電極
Claims (8)
- 第1の下部電極と第1の表面電極との間に第1の多孔質構造部が設けられ周囲湿度に応じて抵抗値が変化する湿度センサと、湿度センサの周囲温度に応じて抵抗値が変化する温度センサとを備え、温度センサを利用して温度補正された湿度に応じた出力を発生する湿度センサであって、温度センサを、第2の下部電極と第2の表面電極との間に第2の多孔質構造部が設けられた構成とし、湿度センサと温度センサとを同一の素子形成基板に集積化してなることを特徴とする湿度センサ装置。
- 前記第1の下部電極と前記第2の下部電極とが前記素子形成基板の一表面上に同一材料且つ同一膜厚で形成され、前記第1の多孔質構造部と前記第2の多孔質構造部とが同一構造であり、前記第1の表面電極と前記第2の表面電極とが同一材料且つ同一膜厚で形成されてなることを特徴とする請求項1記載の湿度センサ装置。
- 前記温度センサは、前記第2の表面電極が耐湿性を有する保護部により覆われてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の湿度センサ装置。
- 前記湿度センサは、前記第1の表面電極が前記第1の多孔質構造部の一部の表面を露出可能な形状に形成されてなることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の湿度センサ装置。
- 前記湿度センサが、前記第1の表面電極と前記第1の下部電極との間に駆動用の定電圧を入力として与えることにより前記第1の表面電極と前記第1の下部電極との間に流れる電流値を出力するものであり、前記温度センサの出力値を用いて前記湿度センサの出力値に温度補正を行う演算手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の湿度センサ装置。
- 前記湿度センサが、前記第1の表面電極と前記第1の下部電極との間に駆動用の定電流を入力として与えることにより前記第1の表面電極と前記第1の下部電極との間の電位差を出力するものであり、前記温度センサの出力値を用いて前記湿度センサの出力値に温度補正を行う演算手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の湿度センサ装置。
- 前記湿度センサを間欠駆動する間欠駆動手段と、前記湿度センサが駆動されていない期間に、前記第1の表面電極と前記第1の下部電極との間に駆動時とは逆極性の入力を与えることで前記湿度センサに吸着した水分を除去させるリセット手段とを備えることを特徴とする請求項5または請求項6記載の湿度センサ装置。
- 前記湿度センサと前記温度センサとの直列回路と、第1の定抵抗と第2の定抵抗との直列回路とを並列接続したブリッジ回路を備え、前記ブリッジ回路に定電圧を印加したときの前記湿度センサと前記温度センサとの接続点と定抵抗同士の接続点との間の出力値に基づいて湿度を演算する演算手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の湿度センサ装置。
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US9417200B2 (en) | 2011-11-18 | 2016-08-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Moisture concentration detecting device |
CN117705199A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 四川芯音科技有限公司 | 一种高性能mems温湿度传感器 |
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