JP2008107162A - センサ - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗性の湿度センサなどで得られる出力電圧の温度による変動を抑制し、湿度などの測定有効範囲を拡大できるようしたセンサの提供
【解決手段】このセンサは、湿度検出素子１０１と、抵抗値が異なる基準抵抗１０２〜１０４と、マルチプレクサ１０５と、温度検出部１２などを備える。湿度検出素子１０１は、湿度に応じて抵抗が変化し、かつその抵抗が温度依存性を有する。マルチプレクサ１０５は、温度検出部１２の検出温度に応じて、基準抵抗１０２〜１０４のうちの１つを選択し、この選択した基準抵抗と湿度検出素子１０１とで直列回路を形成させる。その直列回路には、所定の交流電圧が印加され、基準抵抗１０２と湿度検出素子１０１の共通接続部から出力電圧が取り出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗性の湿度センサやガスセンサなどのセンサに関し、特にダイナミックレンジを拡大するようにしたセンサに関する。

図８は、従来の抵抗性の湿度センサの一例を示す。
この湿度センサは、抵抗性の湿度検出素子１と基準抵抗２とが直列に接続された直列回路と、その直列回路の両端に接続されるスイッチ３、４と、ボルテージホロワ回路５と、を備えている。
このような構成からなる湿度センサでは、スイッチ３、４を切り替えることにより、湿度検出素子１と基準抵抗２からなる直列回路に所定の交流電圧が印加される。そして、湿度検出素子１と基準抵抗２の共通接続部の電圧（分圧電圧Ｖ）を、ボルテージホロワ回路５を介して出力電圧ＶＨとして取り出すようにしている。

次に、図８で示す湿度センサの具体的な動作例について説明する。
例えば、湿度検出素子１は、図９に示すような特性を有しており、その温度Ｔａが２５℃の場合に、湿度が３０％ＲＨでは抵抗値が６９４ｋΩになり、湿度が９０％ＲＨでは抵抗値が１．６８ｋΩになる。

さらに、湿度検出素子１は、温度特性を持っており、Ｔａ＝５℃における抵抗値は、３０％ＲＨでは４．９ＭΩ、９０％ＲＨでは５．３５ｋΩになる。また、Ｔａ＝４５℃における抵抗値は、３０％ＲＨでは１１５ｋΩ、９０％ＲＨでは０．９３ｋΩになる。
いま、基準抵抗２の抵抗値を３００ｋΩ、電源電圧ＶＣＣをＶＣＣ＝５Ｖとすると、Ｔａ＝２５℃において、湿度が３０％ＲＨ、９０％ＲＨの場合の分圧電圧Ｖは、以下の（１）、（２）式のようになる。

Ｖ(25)＝〔６９４／（６９４＋３００）〕×５＝３．４９〔Ｖ〕・・・（１）

Ｖ(25)＝〔１．６８／（１．６８＋３００）〕×５＝０．０３〔Ｖ〕・・・（２）

また、Ｔａ＝５℃において、湿度が３０％ＲＨ、９０％ＲＨの場合の分圧電圧Ｖは、以下の（３）、（４）式のようになる。

Ｖ(5)＝〔４９００／（４９００＋３００）〕×５＝４．７１〔Ｖ〕・・・（３）

Ｖ(5)＝〔５．３５／（５．３５＋３００）〕×５＝０．０９〔Ｖ〕・・・（４）

さらに、Ｔａ＝４５℃において、湿度が３０％ＲＨ、９０％ＲＨの場合の分圧電圧Ｖは、以下の（５）、（６）式のようになる。

Ｖ(45)＝〔１１５／（１１５＋３００）〕×５＝１．３９〔Ｖ〕・・・（５）

Ｖ(45)＝〔０．９３／（０．９３＋３００）〕×５＝０．０２〔Ｖ〕・・・（６）

ところで、図８の湿度センサにおいて、分圧電圧Ｖは、オペアンプからなるボルテージホロワ回路５に入力される。この場合に、オペアンプが単一電源タイプのときには、同相入力電圧範囲は０〜（ＶＣＣ−１．５Ｖ）程度であり、ＶＣＣ＝５Ｖの場合には、入力電圧の最大値は３．５Ｖとなる。

以上の説明からわかるように、抵抗性の湿度センサの場合には、湿度が同じであっても、温度（環境温度）の差異によって抵抗値が大きく変化する。このため、温度が０℃のように常温よりも低い場合には、分圧電圧Ｖ、すなわち、出力電圧ＶＨの幅が大きすぎてボルテージホロワ回路５がその機能を損なうおそれがある（（３）、（４）式参照）。また、温度が４５℃のように常温よりも高い場合には、出力電圧ＶＨの幅が小さくなって、ダイナミックレンジが狭くなるという不具合がある（（５）、（６）式参照）。
ところで、湿度センサを用いたバッテリの電解液の比重測定装置が知られている（特許文献１参照）。

この装置は、湿度センサと、ダイオードと、信号処理回路とを備えている。湿度センサは、湿度または液比重の変化と温度変化に応じてインピーダンスが変化する。ダイオードは、温度に応じてインピーダンスが変化する。信号処理回路は、湿度センサの出力の温度変動をダイオードの出力で補償して湿度または液比重相当信号を出力し、さらにダイオードの出力に基づいて温度相当信号を出力する。
しかし、特許文献１に開示される装置では、湿度センサの出力について、上記のように適切な値に変換できず、ダイナミックレンジが狭くなってしまうという不具合を解消することはできない。
特開平６−２７０１１号公報

そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、抵抗性の湿度センサなどで得られる出力電圧の温度による変動を抑制し、湿度などの測定有効範囲を拡大できるようしたセンサを提供することにある。

上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
第１の発明は、湿度に応じて抵抗が変化し、かつその抵抗が温度依存性を有する湿度検出素子と、抵抗値の異なる複数の基準抵抗と、前記湿度検出素子の使用環境温度に応じて前記複数の基準抵抗のうちの１つを選択し、この選択した基準抵抗と前記湿度検出素子とで直列回路を形成させる選択手段と、を備え、前記直列回路に所定の交流電圧を印加するとともに、前記基準抵抗と前記湿度検出素子の共通接続部から出力信号を取り出すようになっている。

第２の発明は、第１の発明において、前記湿度検出素子の使用環境温度を検出する温度センサをさらに備え、前記選択手段は、前記温度センサの検出温度によって前記複数の基準抵抗のうちの１つを選択するようになっている。
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記共通接続部からの出力信号に基づいて湿度を求める際に、前記選択手段で選択された基準抵抗に応じてその湿度を補正するようにした。

第４の発明は、第１の発明において、前記湿度検出素子の使用環境温度を検出する温度センサと、前記共通接続部からの出力信号と前記温度センサの出力信号とを選択的に出力するマルチプレクサと、前記マルチプレクサの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、をさらに備え、前記選択手段は、前記温度センサの出力信号を前記Ａ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル信号に基づいて前記複数の基準抵抗のうちの１つを選択するようになっている。

第５の発明は、第４の発明において、前記直列回路の共通接続部からの出力信号を前記Ａ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル信号に基づいて湿度を求める際に、前記選択手段で選択された基準抵抗に応じてその湿度を補正するようにした。
第６の発明は、湿度に応じて抵抗が変化し、かつその抵抗が温度依存性を有する湿度検出素子と、前記湿度検出素子の両端に接続され、その湿度検出素子に所望の交流電圧を印加させる第１および第２のＤ／Ａコンバータと、前記湿度検出素子に印加する前記交流電圧を、第１および第２のＤ／Ａコンバータの入力により調整し、この調整を前記湿度検出素子の使用環境温度に応じて行う電圧調整手段と、を備え、前記湿度検出素子と前記第１のＤ／Ａコンバータの共通接続部から出力信号を取り出すようになっている。

第７の発明は、第６の発明において、前記湿度検出素子の使用環境温度を検出する温度センサをさらに備え、前記電圧調整手段は、前記温度センサの検出温度によって前記印加電圧を調整するようになっている。
第８の発明は、第６または第７の発明において、前記共通接続部の出力信号は、前記温度センサの検出温度に応じて補正されるようになっている。

第９の発明は、湿度に応じて抵抗が変化し、かつその抵抗が温度依存性を有する湿度検出素子と、抵抗値の異なる複数の基準抵抗と、前記複数の基準抵抗を所定のタイミングで順次選択していき、この選択した基準抵抗と前記湿度検出素子とで直列回路を形成させる選択手段と、を備え、前記直列回路に所定の交流電圧を印加するとともに、その直列回路が形成されるたびに基準抵抗と湿度検出素子の共通接続部から出力信号を順次取り出し、この取り出した出力信号のうちの１つを前記湿度検出素子の使用環境温度に応じて選択するようになっている。

第１０の発明は、気体中に含まれる特定の成分ガスに応じて抵抗が変化し、かつ温度依存性を有するガス検出素子と、抵抗値の異なる複数の基準抵抗と、前記ガス検出素子の使用環境温度に応じて前記複数の基準抵抗のうちの１つを選択し、この選択した基準抵抗と前記ガス検出素子とで直列回路を形成させる選択手段と、を備え、前記直列回路に所定の電圧を印加するとともに、前記直列回路の共通接続部から出力信号を取り出すようになっている。
このような構成からなるセンサによれば、湿度検出素子などが温度特性を有し、湿度が同じであっても環境温度によって抵抗値が変動する場合に、この抵抗値の変動を抑制して出力電圧の変動を抑制できる。この結果、湿度の有効測定範囲を拡大できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明のセンサの第１実施形態の構成について、図１を参照して説明する。
この第１実施形態は、図１に示すように、湿度を検出するための湿度検出部１０と、温度を検出するための温度検出部１２と、各種の信号処理や制御などを行う制御回路１４とを備えている。

湿度検出部１０は、湿度検出素子（湿度センサ）１０１と、抵抗値がそれぞれ異なる複数の基準抵抗１０２〜１０４と、選択手段としてのマルチプレクサ１０５と、スイッチ１０６、１０７と、ボルテージホロワ回路１０８と、を備えている。
湿度検出素子１０１は、湿度に応じて抵抗が変化し、かつ、その抵抗が温度依存性を有するセンサからなり、例えば図９に示すような特性を有する。

この湿度検出素子１０１の一端側は、スイッチ１０７を介して接地あるいは電源ＶＣＣに接続されるようになっている。また、湿度検出素子１０１の他端側は、ボルテージホロワ回路１０８の＋入力端子に接続され、かつ、マルチプレクサ１０５を介して複数の基準抵抗１０２〜１０４のうちの１つと直列接続できるようになっている。
マルチプレクサ１０５は、複数の基準抵抗１０２〜１０４のうちの１つを選択し、この選択した抵抗と湿度検出素子１０１とを直列接続させ、直列回路を形成するようになっている。マルチプレクサ１０５の選択動作は、温度検出部１２の出力電圧から得られる温度に基づき、制御回路１４が行うようになっている。

複数の基準抵抗１０２〜１０４は、その各一端側がマルチプレクス回路１０５の各端子に接続され、その各他端側がスイッチ１０７を介して接地あるいは電源ＶＣＣに接続されるようになっている。
スイッチ１０６、１０７は、湿度検出部１０が湿度の検出をする際には、制御回路１４の制御によって切り換え動作を行うようになっている。従って、その切り換え動作により、マルチプレクス回路１０５で選択される基準抵抗１０２〜１０４のうちの１つと湿度検出素子１０１とで形成される直列回路（分圧回路）に対し、所望の交流電圧を印加するようになっている。

このため、その交流電圧は、選択された基準抵抗と湿度検出素子１０１で分圧（分割）され、湿度に応じた分圧電圧が得られるようになっている。その分圧電圧は、ボルテージホロワ回路１０８を介して制御回路１４に入力されるようになっている。
温度検出部１２は、感温素子としてのサーミスタ１２１と、基準抵抗１２２と、ボルテージホロワ回路１２３と、を備えている。

サーミスタ１２１と基準抵抗１２２とは直列接続され、その直列回路の基準抵抗１２２側が電源ＶＣＣに接続され、サーミスタ１２１側が接地されている。その直列回路の共通接続部はボルテージホロワ回路１２３の非反転入力端子に接続され、ボルテージホロワ回路１２３の出力電圧は制御回路１４に入力されるようになっている。
制御回路１４は、温度検出部１２の出力電圧から得られる温度に基づき、複数の基準抵抗１０２〜１０４のうちのから所定の１つを選択するために、マルチプレクサ１０５の選択動作を制御する。また、制御回路１４は、後述のように、湿度検出部１０の出力電圧から得られる湿度について補正したり、温度補償する。

次に、このような構成からなる第１実施形態の動作例について、図１を参照して説明する。
ここで、基準抵抗１０２〜１０４は抵抗値がＲ１、Ｒ２、Ｒ３であり、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係にあるものとする。また、湿度検出素子１０１は、図９に示すような特性を有しているものとする。

温度検出部１２は、湿度検出部１０の湿度検出素子１０１が使用される環境温度に応じた電圧を出力し、その出力電圧ＶＴが制御回路１４に入力される。
いま、サーミスタ１２１の抵抗値がＲＴ、基準抵抗１２２の抵抗値がＲ４、電源の電圧がＶＣＣとすると、出力電圧ＶＴは次の（７）式のようになる。

ＶＴ＝〔ＲＴ／（Ｒ４＋ＲＴ）〕×ＶＣＣ・・・（７）

制御回路１４は、温度検出部１２の出力電圧ＶＴに基づいて温度（環境温度）を求め、この求めた温度に従ってマルチプレクス回路１０５の切り換え接点を所定の位置に切り換え、複数の基準抵抗１０２〜１０４のうちの１つを選択する。
例えば、その求めた環境温度が所定の常温範囲に属する場合には、抵抗値Ｒ２からなる基準抵抗１０３が選択される。その環境温度が常温範囲よりも低い所定の低温範囲に属する場合には、抵抗値Ｒ３からなる基準抵抗１０４が選択される。また、その環境温度が常温範囲よりも高い所定の高温範囲に属する場合には、抵抗値Ｒ１からなる基準抵抗１０２が選択される。

図１に示すように、マルチプレクス回路１０５によって抵抗値Ｒ１の基準抵抗１０２が選択された場合には、この選択された基準抵抗１０２と湿度検出素子１０１の直列回路が形成される。そして、湿度検出部１０の出力電圧ＶＨは、次の（８）式のようになる。

ＶＨ＝〔ＲＨ／（Ｒ１＋ＲＨ）〕×ＶＣＣ・・・（８）

ここで、ＲＨは湿度検出素子１０１の湿度に応じた抵抗値である。
このように、環境温度が高温のときには、湿度検出素子１０１の抵抗値ＲＨが常温の場合よりも相対的に小さくなる（図９参照）。そこで、低い抵抗値Ｒ１の基準抵抗１０２を選択するようにしたので、（８）式からわかるように、中間の抵抗値Ｒ２の基準抵抗１０３を選択した場合に比べて出力電圧ＶＨの低下を抑えることができる。
逆に、環境温度が低温のときには、湿度検出素子１０１の抵抗値ＲＨが常温の場合よりも相対的に大きくなる（図９参照）。そこで、高い抵抗値Ｒ３の基準抵抗１０４を選択するようにしたので、中間の抵抗値Ｒ２を選択した場合に比べて出力電圧ＶＨの低下を抑えることができる。

このように第１実施形態では、（８）式で得られる出力電圧ＶＨに基づいて湿度を求めるが、そのときに選択されている基準抵抗１０２〜１０４が異なる。このため、その湿度を求める際に、その選択されている基準抵抗に基づき、その求めた湿度を補正する必要がある。この補正は、制御回路１４によって行なわれる。例えばこの補正は、その基準抵抗１０２〜１０４に応じて予め補正値を求めておき、その補正値を使用してテーブル処理などで行うようにすれば良い。

さらに、第１実施形態では、湿度検出素子１０１の抵抗値には温度依存性があるので（図９参照）、その補正した湿度に対してさらに温度補償する必要がある。この温度補償は、上記のように制御回路１４が求めた温度に基づいて行うようにしている。
以上説明したように、第１実施形態によれば、湿度検出素子１０１が温度特性を有し、湿度が同じであっても環境温度によって抵抗値が変動する場合に、この抵抗値の変動を抑制して出力電圧ＶＨの変動を抑制できる。この結果、湿度の有効測定範囲（ダイナミックレンジ）を拡大できる。

（第２実施形態）
本発明のセンサの第２実施形態の構成について、図２を参照して説明する。
この第２実施形態は、図２に示すように、湿度を検出するための湿度検出部１０と、温度を検出するための温度検出部１２と、アナログマルチプレクサ２０と、Ａ／Ｄコンバータ２２と、各種の処理や制御を行うマイクロコンピュータ２４と、を備えている。

すなわち、この第２実施形態は、湿度検出部１０および温度検出部１２の各出力をマイクロコンピュータ２４で処理するために、その間にアナログマルチプレクサ２０とＡ／Ｄコンバータ２２を配置するようにしたものである。
従って、この第２実施形態は、湿度検出部１０および温度検出部１２の構成は図１に示す第１実施形態の構成と同様である。そこで、同一の構成要素には同一符号を付してその説明はできるだけ省略し、第２実施形態に固有の構成、動作などについて説明する。

アナログマルチプレクサ２０は、湿度検出部１０の出力電圧ＶＨと温度検出部１２の出力電圧ＶＴを選択的に出力するようになっている。アナログマルチプレクサ２０から出力される出力電圧ＶＨまたは出力電圧ＶＴはアナログ信号である。そこで、Ａ／Ｄコンバータ２２は、そのアナログ信号を所定のデジタル信号に変換するようになっている。Ａ／Ｄコンバータ２２で変換されたデジタル信号は、マイクロコンピュータ２４に入力されるようになっている。
マイクロコンピュータ２４は、ＣＰＵやメモリなどを有し、後述のように所定の演算処理などを行うようになっている。また、マイクロコンピュータ２４は、スイッチ１０６、１０７の切り換え制御、マルチプレクサ１０５の選択制御、およびアナログマルチプレクサ２０の選択制御などを行うようになっている。

次に、このような構成からなる第２実施形態の動作例について、図２を参照して説明する。
まず、温度検出部１２の出力電圧ＶＴが、アナログマルチプレクサ２０を経てＡ／Ｄコンバータ２２でデジタル信号に変換され、この変換されたデジタル信号がマイクロコンピュータ２４に取り込まれてそのメモリに記憶される。

マイクロコンピュータ２４は、その取り込んだデジタル信号に基づいて温度を求め、この求めた温度が予め定めてある常温範囲、低温範囲、および高温範囲のうちのいずれに属するかを判定する。そして、この判定結果に基づいてマルチプレクサ１０５の選択動作を制御する。
すなわち、その温度が常温範囲に属する場合には、マルチプレクサ１０５は中抵抗値の基準抵抗１０３を選択する。また、温度データが低温範囲に属する場合には高抵抗値の基準抵抗１０４を選択し、温度データが高温範囲に属する場合には低抵抗値の基準抵抗１０２を選択する。

この結果、マルチプレクサ１０５により基準抵抗１０２〜１０４のうちの１つが選択される。これにより、湿度検出部１０の出力電圧ＶＨが、アナログマルチプレクサ２０を経てＡ／Ｄコンバータ２２でデジタル信号に変換され、このデジタル信号がマイクロコンピュータ２４に取り込まれてそのメモリに記憶される。
さらに、マイクロコンピュータ２４は、その取り込んだデジタル信号に基づいて湿度を求める。さらには、その求めた湿度を選択されている基準抵抗に基づいて補正したり、あるいはその補正した湿度を温度補償する。この点の処理は、第１実施形態の場合と同様である。

以上のように、この第２実施形態によれば、第１実施形態の作用、効果に加えて、以下の効果が得られる。すなわち、第２実施形態では、アナログマルチプレクサ２０とＡ／Ｄコンバータ２２を設けるようにしたので、マイクロコンピュータ２４で湿度検出部１０および温度検出部１２の各出力電圧を処理できて便宜である。

（第３実施形態）
本発明のセンサの第３実施形態の構成について、図３を参照して説明する。
この第３実施形態は、図１に示す第１実施形態の湿度検出部１０、または図２に示す第２実施形態の湿度検出部１０を、図３に示す湿度検出部１０Ａに置き換えるようにしたものである。

湿度検出部１０Ａは、図３に示すように、図１または図２の湿度検出部１０に増幅回路１０９を追加したものである。増幅回路１０９は、オペアンプ（演算増幅器）ＯＰと、入力抵抗ＲＳと、帰還抵抗ＲＦとからなる。この増幅回路１０９は、入力抵抗ＲＳと帰還抵抗ＲＦの各値を任意に設定することにより、所望の利得を得ることができる。
このような構成からなる第３実施形態によれば、第１および第２実施形態の作用、効果に加えて、以下の効果が得られる。すなわち、例えば、第２実施形態に適用した場合には、Ａ／Ｄコンバータ２２に供給される入力電圧として十分な電圧変化（感度）が得られる。

（第４実施形態）
本発明のセンサの第４実施形態の構成について、図４を参照して説明する。
この第４実施形態は、図４に示すように、湿度を検出するための湿度検出部１０Ｂと、温度を検出するための温度検出部１２と、アナログマルチプレクサ２０と、Ａ／Ｄコンバータ２２と、各種の処理や制御を行うマイクロコンピュータ２４と、を備えている。

すなわち、この第４実施形態は、図２に示す第２実施形態の湿度検出部１０を図４に示す湿度検出部１０Ｂに置き換えたものである。
したがって、この第４実施形態の構成は、湿度検出部１０Ｂ以外の構成は、図２に示す第２実施形態の構成と基本的に同様である。そこで、同一の構成要素には同一符号を付してその説明はできるだけ省略し、第４実施形態に固有の構成、動作などについて、２実施形態の構成、動作と比較しながら説明する。

図２に示す第２実施形態の湿度検出部１０は、マルチプレクサ１０５で選択される１つの基準抵抗と湿度検出素子１０１で直列回路を形成し、この直列回路にスイッチ１０６、１０７を切り換えることにより所望の交流電圧を印加し、その直列回路の共通接続部の電圧を取り出すようにしている。
これに対して、図４に示す第４実施形態の湿度検出部１０Ｂは、湿度検出素子１０１の両端に２つのＤ／Ａコンバータ１１１、１１２を直列に接続し、そのＤ／Ａコンバータ１１１、１１２の出力電圧を湿度検出素子１０１に印加し、Ｄ／Ａコンバータ１１１と湿度検出素子１０１の共通接続部の電圧を取り出すようにしている。

Ｄ／Ａコンバータ１１１、１１２は、デジタル信号を入力し、このデジタル信号に応じて図５のＶ（Ａ）、Ｖ（Ｂ）に示すような交流電圧に変換する。このＤ／Ａコンバータ１１１、１１２に入力されるデジタル信号のパターンは例えば３つあり、これらはマイクロコンピュータ２４に含まれるメモリ（不揮発性メモリ）にあらかじめ格納されている。
マイクロコンピュータ２４は、温度検出部１２の出力電圧ＶＴに基づいて得られるデジタル信号に基づいて温度を求め、この求めた温度が所定の常温範囲、低温範囲、および高温範囲のうちのいずれに属するかを判定する。そして、この判定結果に基づいてＤ／Ａコンバータ１１１、１１２に入力するデジタル信号のパターンを３つのうちから選択する。さらに、その選択したパターンのデジタル信号をメモリから読み出し、Ｄ／Ａコンバータ１１１、１１２の入力側に供給する。

この結果、検出温度が常温範囲に属する場合には、Ｄ／Ａコンバータ１１１、１１２からの出力電圧は、例えば図５のＶ（Ａ）、Ｖ（Ｂ）に示すようになる。また、その温度が低温範囲に属する場合には、図５のＶ（Ａ）、Ｖ（Ｂ）よりもそのレベルが低くなる。さらに、その温度が高温範囲に属する場合には、図５のＶ（Ａ）、Ｖ（Ｂ）よりもそのレベルが高くなる。

さらに、マイクロコンピュータ２４は、湿度検出部１０の出力電圧ＶＨに基づいて得られるデジタル信号に基づいて湿度を求める。さらに、その求めた湿度を選択されている基準抵抗に基づいて補正し、あるいはその補正した湿度を温度補償する。
以上の説明によれば、第４実施形態の湿度検出部１０Ｂは、図１や図２に示す湿度検出部１０と実質的に同様の動作をすることになる。

（第５実施形態）
本発明のセンサの第５実施形態の構成について、図６を参照して説明する。
図２に示す第２実施形態では、マイクロコンピュータ２４が、温度検出部１０からの出力電圧ＶＴに基づいて環境温度を求め、その温度が予め定めてある常温範囲、低温範囲、および高温範囲のうちのいずれに属するかを判定し、この判定結果に基づいてマルチプレクサ１０５の選択動作を制御するようにした。

図６に示す第５実施形態は、マイクロコンピュータ２４のそのような機能の一部を、切り換え制御回路３０に行わせるようにしたものである。このため、この第５実施形態は、図２に示す第２実施形態に切り換え制御回路３０を追加するようにしたものである。
従って、第５実施形態は、切り換え制御回路３０以外の構成は、図２に示す第２実施形態の構成と基本的に同様である。そこで、同一の構成要素には同一符号を付してその説明はできるだけ省略し、第５実施形態に固有の構成、動作などについて説明する。

切り換え制御回路３０は、この第５実施形態の動作中に、例えば、湿度検出素子１０１が基準抵抗１０２、基準抵抗１０３、および基準抵抗１０４の順序で接続するように、アナログマルチプレクサ２０の切り換え制御を所定のタイミングで行う。また、このときには、湿度検出部１０の各出力電圧がＡ／Ｄコンバータ２２に入力されるように、アナログマルチプレクサ２０の切り換え制御を行う。これらの制御が終了すると、温度検出部１２の出力電圧がＡ／Ｄコンバータ２２に入力されるように、アナログマルチプレクサ２０の切り換え制御を行う。また、切り換え制御回路３０は、これらの一連の制御を周期的に行う。

この結果、湿度検出素子１０１が基準抵抗１０２との接続時には、その接続による湿度検出部１０の出力電圧ＶＨ１が、図７（Ａ）のタイミングでＡ／Ｄコンバータ２２に入力される。また、湿度検出素子１０１が基準抵抗１０３、１０４との接続時には、その各接続による湿度検出部１０の各出力電圧ＶＨ２、ＶＨ３が、図７（Ｂ）、（Ｃ）のタイミングでＡ／Ｄコンバータ２２に入力される。さらに、温度検出部１２の出力電圧ＶＴは、図７（Ｄ）のタイミングでＡ／Ｄコンバータ２２に入力される。

マイクロコンピュータ２４は、湿度検出部１０の出力電圧ＶＨ１、ＶＨ２、ＶＨ３に基づいて得られるデジタル信号を順次取り込んでメモリに記憶し、さらに温度検出部１２の出力電圧ＶＴに基づいて得られるデジタル信号を取り込りこんでメモリに記憶する。そして、その出力電圧ＶＴに基づいて得られるデジタル信号から温度を求め、この温度によって出力電圧ＶＨ１、ＶＨ２、ＶＨ３に係るデジタル信号のうちから所定の一つを選択し、この選択したデジタル信号により湿度を求める。
さらに、マイクロコンピュータ２４は、その求めた湿度を選択された出力電圧（この出力電圧に係る基準抵抗）に基づいて補正し、あるいはその補正した湿度を温度補償する。
以上のように、この第５実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を実現することができる。

（その他の実施形態）
上記の各実施形態では、湿度検出素子１０１を用いて湿度を検出する、湿度センサに適用した場合について説明した。
しかし、本発明のセンサは、湿度センサのみならず、気体中に含まれる特定の成分ガスを検出する、抵抗性であって温度依存性のあるガスセンサにも適用することができる。

この場合には、上記の各実施形態において、湿度検出素子１０１を、気体中に含まれる特定の成分ガスに応じて抵抗が変化し、かつその抵抗が温度依存性を有するガス検出素子に置き換えれば良い（図１〜図４、図６参照）。
このように、本発明のセンサは、湿度センサやガスサンサのように、測定量（湿度やガス）を抵抗に変換し、かつ温度依存性を有する抵抗性センサであれば、各種のセンサに適用可能である。

本発明のセンサの第１実施形態の構成を示す回路図である。 本発明のセンサの第２実施形態の構成を示す回路図である。 本発明のセンサの第３実施形態の構成を示す回路図である。 本発明のセンサの第４実施形態の構成を示す回路図である。 その第４実施形態のＤ／Ａコンバータの出力波形例を示す図である。 本発明のセンサの第５実施形態の構成を示す回路図である。 その第５実施形態のＡ／Ｄコンバータの入力電圧のタイミングの一例を示す図である。 従来のセンサの構成を示す回路図である。 湿度検出素子（湿度センサ）の湿度−抵抗特性を一例を示す図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ・・・湿度検出部、１２・・・温度検出部、１４・・・制御回路、２０・・・アナログマルチプレクサ、２２・・・Ａ／Ｄコンバータ、２４・・・マイクロコンピュータ、３０・・・切り換え制御回路、１０１・・・湿度検出素子（湿度センサ）、１０２〜１０４・・・基準抵抗、１０５・・・マルチプレクサ、１０６、１０７・・・スイッチ、１０８・・・ボルテージホロワ回路、１０９・・・増幅回路、１１１、１１２・・・Ｄ／Ａコンバータ

Claims (10)

1. 湿度に応じて抵抗が変化し、かつその抵抗が温度依存性を有する湿度検出素子と、
   抵抗値の異なる複数の基準抵抗と、
   前記湿度検出素子の使用環境温度に応じて前記複数の基準抵抗のうちの１つを選択し、この選択した基準抵抗と前記湿度検出素子とで直列回路を形成させる選択手段と、を備え、
   前記直列回路に所定の交流電圧を印加するとともに、前記基準抵抗と前記湿度検出素子の共通接続部から出力信号を取り出すようになっていることを特徴とするセンサ。
2. 前記湿度検出素子の使用環境温度を検出する温度センサをさらに備え、
   前記選択手段は、前記温度センサの検出温度によって前記複数の基準抵抗のうちの１つを選択するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 前記共通接続部からの出力信号に基づいて湿度を求める際に、前記選択手段で選択された基準抵抗に応じてその湿度を補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ。
4. 前記湿度検出素子の使用環境温度を検出する温度センサと、
   前記共通接続部からの出力信号と前記温度センサの出力信号とを選択的に出力するマルチプレクサと、
   前記マルチプレクサの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、をさらに備え、
   前記選択手段は、前記温度センサの出力信号を前記Ａ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル信号に基づいて前記複数の基準抵抗のうちの１つを選択するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
5. 前記直列回路の共通接続部からの出力信号を前記Ａ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換したデジタル信号に基づいて湿度を求める際に、前記選択手段で選択された基準抵抗に応じてその湿度を補正することを特徴とする請求項４に記載のセンサ。
6. 湿度に応じて抵抗が変化し、かつその抵抗が温度依存性を有する湿度検出素子と、
   前記湿度検出素子の両端に接続され、その湿度検出素子に所望の交流電圧を印加させる第１および第２のＤ／Ａコンバータと、
   前記湿度検出素子に印加する前記交流電圧を、第１および第２のＤ／Ａコンバータの入力により調整し、この調整を前記湿度検出素子の使用環境温度に応じて行う電圧調整手段と、を備え、
   前記湿度検出素子と前記第１のＤ／Ａコンバータの共通接続部から出力信号を取り出すようになっていることを特徴とするセンサ。
7. 前記湿度検出素子の使用環境温度を検出する温度センサをさらに備え、
   前記電圧調整手段は、前記温度センサの検出温度によって前記印加電圧を調整するようになっていることを特徴とする請求項６に記載のセンサ。
8. 前記共通接続部の出力信号は、前記温度センサの検出温度に応じて補正されるようになっていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のセンサ。
9. 湿度に応じて抵抗が変化し、かつその抵抗が温度依存性を有する湿度検出素子と、
   抵抗値の異なる複数の基準抵抗と、
   前記複数の基準抵抗を所定のタイミングで順次選択していき、この選択した基準抵抗と前記湿度検出素子とで直列回路を形成させる選択手段と、を備え、
   前記直列回路に所定の交流電圧を印加するとともに、その直列回路が形成されるたびに基準抵抗と湿度検出素子の共通接続部から出力信号を順次取り出し、この取り出した出力信号のうちの１つを前記湿度検出素子の使用環境温度に応じて選択するようになっていることを特徴とするセンサ。
10. 気体中に含まれる特定の成分ガスに応じて抵抗が変化し、かつ温度依存性を有するガス検出素子と、
    抵抗値の異なる複数の基準抵抗と、
    前記ガス検出素子の使用環境温度に応じて前記複数の基準抵抗のうちの１つを選択し、この選択した基準抵抗と前記ガス検出素子とで直列回路を形成させる選択手段と、を備え、
    前記直列回路に所定の電圧を印加するとともに、前記直列回路の共通接続部から出力信号を取り出すようになっていることを特徴とするセンサ。

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