JP2006234576A - 湿度センサ装置及びその自己診断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 周囲の湿度に応じて容量が変化するセンサ部100と、センサ部100の検出信号を処理して湿度に応じた信号を出力する信号処理部300とを備える湿度センサ装置500であって、センサ部100を加熱する加熱部200と、少なくとも自己診断を行う期間において、センサ部100の容量が所定の湿度における値となるように、加熱部200による加熱を制御する制御部400と、をさらに備える構成とした。これにより、自己診断(センサ装置の故障診断)を行うことができる。
【選択図】 図1
Description
(第1の実施の形態)
図1は、本実施形態の湿度センサ装置のうち、センサ部及び加熱部を説明するための拡大図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面における断面図である。尚、図1(a)においては、便宜上、検出電極、参照電極、及びヒータ電極を図示している。
保護膜150の上には、検出電極141,142及び検出電極141,142間を覆うように、例えばポリイミド系ポリマーからなる吸湿性を備えた感湿膜160が形成されている。感湿膜160は、ポリイミド系ポリマーの前駆体(ポリアミド酸)をスピンコート法や印刷法にて塗布後、加熱硬化することにより形成することができる。
Vs=(C1−C2)/Cf×V+Vr
このとき、周囲の湿度変化に応じて、参照部62の容量値C2は変化しないか、変化しても僅かであり、検出部61の容量値C1は変化する。従って、数式1に示される電圧Vsを検出することにより、湿度を検出することができる。
次に、本発明の第2の実施形態を、図4に基づいて説明する。図4は、本実施形態における湿度センサ装置のうち、センサ部及び加熱部を説明するための拡大平面図であり、第1の実施形態で示した図1(a)に対応している。尚、便宜上、検出電極、参照電極、及びヒータ電極を図示している。
次に、本発明の第3の実施形態を、図5に基づいて説明する。図5は、本実施形態における湿度センサ装置のうち、検出部周囲の拡大断面図であり、第1の実施形態で示した図2(a)に対応している。
次に、本発明の第4の実施形態を、図6に基づいて説明する。図6は、本実施形態における湿度センサ装置のうち、センサ部及び加熱部を説明するための拡大断面図である。
101・・・検出部
102・・・参照容量部
110・・・半導体基板
120・・・第1の絶縁膜
130・・・第2の絶縁膜
141,142・・・検出電極
143,144・・・参照電極
150・・・保護膜
160・・・感湿膜
200・・・加熱部
201・・・ヒータ電極(抵抗体)
300・・・信号処理部
310・・・C−V変換部
320・・・増幅部
400・・・制御部
500・・・湿度センサ装置
Claims (15)
- 周囲の湿度に応じて容量が変化するセンサ部と、
前記センサ部の検出信号を処理して前記湿度に応じた信号を出力する信号処理部と、を備える湿度センサ装置であって、
前記センサ部を加熱する加熱部と、
少なくとも自己診断を行う期間において、前記センサ部の容量が所定の湿度における値となるように、前記加熱部による加熱を制御する制御部と、をさらに備えることを特徴とする湿度センサ装置。 - 前記所定の湿度とは、略0%RHであることを特徴とする請求項1に記載の湿度センサ装置。
- 前記センサ部は、基板と、前記基板の表面上に離間して対向配置された一対の検出電極及び当該検出電極と検出電極間を覆うように前記基板上に設けられ、湿度に応じて比誘電率が変化する感湿膜を有する検出部と、前記検出電極と同一の平面上に設けられ、前記検出電極と略同一構成の一対の参照電極を有する参照容量部と、により構成され、
前記信号処理部は、前記検出部の容量値と前記参照容量部の容量値との容量差を電圧に変換するスイッチトキャパシタ構成のC−V変換部を備え、
前記加熱部は、前記基板に設けられた発熱素子であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の湿度センサ装置。 - 前記基板は半導体基板であり、
前記信号処理部は前記半導体基板に設けられ、
前記発熱素子は、前記信号処理部の一部として構成されていることを特徴とする請求項3に記載の湿度センサ装置。 - 前記発熱素子は、通電により発熱するヒータ電極としての抵抗体であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の湿度センサ装置。
- 前記抵抗体は、絶縁層を介して前記検出電極及び前記参照電極の下部に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の湿度センサ装置。
- 前記抵抗体は、前記感湿膜上に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の湿度センサ装置。
- 前記抵抗体は、透湿性を有していることを特徴とする請求項7に記載の湿度センサ装置。
- 前記抵抗体は、前記検出電極及び前記参照電極の対向部分と略同等の幅を有し、前記対向部分に対応して設けられていることを特徴とする請求項6〜8いずれか1項に記載の湿度センサ装置。
- 前記抵抗体は、前記検出電極及び前記参照電極と同一の平面上に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の湿度センサ装置。
- 前記抵抗体は、一対の前記検出電極間及び一対の前記参照電極間に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の湿度センサ装置。
- 前記発熱素子は、トランジスタ及びダイオードの少なくとも一方であることを特徴とする請求項4に記載の湿度センサ装置。
- 前記検出電極及び前記参照電極を覆うように前記基板上に形成された保護膜を備え、
前記感湿膜は前記保護膜上に設けられていることを特徴とする請求項3〜12いずれか1項に記載の湿度センサ装置。 - 周囲の湿度に応じて容量が変化するセンサ部と、前記センサ部の検出信号を処理して前記湿度に応じた信号を出力する信号処理部とを備える湿度センサ装置の自己診断方法であって、
前記センサ部の容量が所定の湿度における値となるように前記センサ部を加熱して、自己診断を行うことを特徴とする湿度センサ装置の自己診断方法。 - 前記所定の湿度とは、略0%RHであることを特徴とする請求項14に記載の湿度センサ装置の自己診断方法。
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