JP2011047868A - 熱式湿度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で機械的に堅牢な熱式湿度センサを提供する。
【解決手段】本発明による熱式湿度センサの検出素子１は、シリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板にダイアフラム２（架橋構造部）を形成し、そのダイアフラム２に、温度検出抵抗体４、５、６、７と、その温度検出抵抗体を取り囲むように配置した発熱抵抗体３を設ける。そして、温度検出抵抗体４、５、６、７の出力に基づいて湿度を検出する。これにより、ダイアフラム２から平板基板に逃げる熱が湿度計測に与える誤差を小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は熱式湿度センサに係り、例えば自動車のような振動の多い環境で使用される熱式湿度センサに関する。

湿度センサとして、空気中の水蒸気量によって高温体からの放熱量が変化することを利用した熱式湿度センサがある（例えば特許文献１を参照）。

特開平８−１８４５７６号公報

特許文献１に示される、空気中の水蒸気量によって高温体からの放熱量が変化することを利用した熱式湿度センサでは、高温体からの熱が支持部を伝わり熱伝導によって逃げることで計測誤差が増加する課題がある。この課題に対して前記従来例ではシリコン基板に架橋構造体を形成し、前記架橋構造体の支持部を狭くすることで熱伝導による熱逃げを低減していた。

しかし、前記架橋構造体の支持部を狭くすると、架橋構造体の支持部の機械的強度が低下してしまう。特に、自動車の様な振動の多い環境で使用する場合、架橋構造体の支持部の機械的強度は重要になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は前記架橋構造体の支持部から逃げる熱が湿度計測に誤差を与えないようにすることで前記架橋構造体の支持部を広く丈夫にすることを可能にして、自動車の様な振動の多い環境でも使用できる高精度で機械的に堅牢な熱式湿度センサを提供することにある。

上記課題を解決する本発明の熱式湿度センサは、温度センサと、その温度センサを間に介在させて互いに対向する２つの発熱位置で発熱する発熱体と、温度センサの出力に基づいて湿度を検出する湿度検出手段を有することを特徴としている。

本発明によれば、発熱体の２つの発熱位置の間の温度は、空気への放熱によって決まり、ダイアフラム部（架橋構造体）の支持部から逃げる熱が湿度計測に与える誤差を小さくすることができる。したがって、ダイアフラム部の支持部を広くしてその機械的強度を増加させることができ、自動車の様な振動の多い環境でも使用できる高精度で振動に強い熱式湿度センサを提供できる。

第１の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図。 図１のＡ−Ａ’線断面図。 図１のＡ−Ａ’線断面における温度分布図。 第１の実施例の熱式湿度センサの駆動回路。 第２の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図。 第２の実施例の熱式湿度センサの駆動回路図。 第３の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図。 第４の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図。 第５の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図。 第６の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の第１の実施例である熱式湿度センサを図１、２、３、４により説明する。なお、図１は第１の実施例の熱式湿度センサの検出素子１の平面図、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図、図３は図１のＡ−Ａ’線断面における温度分布図、図４は第１の実施例の熱式湿度センサの駆動回路図である。

まず、本熱式湿度センサの検出素子１の構成を図１、２により説明する。検出素子１はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板１６に絶縁膜１４、１５を形成し、平板基板１６を裏面からエッチングすることで絶縁膜１４、１５の下部に空間を形成し、平板基板１６にダイアフラム２を形成する。ダイアフラム２は絶縁膜１４、１５で構成される薄膜の架橋構造体であり、絶縁膜１４、１５の熱伝導率が小さいことからダイアフラム２は熱絶縁部として機能する。

ダイアフラム２には、所定の温度に加熱されるループ状の発熱体である発熱抵抗体３と、発熱抵抗体３に囲まれた内側に温度センサとして温度検出抵抗体４、５、６、７が形成されている。発熱抵抗体３は、温度検出抵抗体４、５、６、７の周りを取り囲むように、矩形状に連続して配置された４本の直線状部分３ａ〜３ｄからなり、直線状部分３ａと３ｂが設けられている位置、および、直線状部分３ｃと３ｄが設けられている位置が、それぞれ、温度センサを間に介在させて互いに対向する２つの発熱位置となる。

なお、発熱抵抗体３は、ポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜、モリブデン薄膜などで作られた抵抗体であり、電流を流すことで発熱すると共に抵抗体の温度に応じて抵抗体自体の温度が変化する。

また、温度検出抵抗体４、５、６、７もポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜、モリブデン薄膜などで作られた抵抗体であり、これらの温度検出抵抗体４、５、６、７の抵抗値が温度により変化することを利用して、温度検出抵抗体４、５、６、７の配置された場所（中間位置）の温度を検出する。

温度検出抵抗体４、５、６、７はブリッジ回路（温度検出手段）を構成しており、発熱抵抗体３の内側で発熱抵抗体３の近傍の温度と発熱抵抗体３の内側の中央部の温度との温度差を検出できるようにしている。ここでは、一方の温度センサである温度検出抵抗体４、７を、他方の温度センサである温度検出抵抗体５、６よりも、発熱抵抗体３の直線状部分３ｂ、３ｄに近づけて配置している。

また、発熱抵抗体３は接続端子８、１３を介して外部に電気的に接続され、温度検出抵抗体４、５、６、７で構成されるブリッジ回路は接続端子９、１０、１１、１２を介して外部に電気的に接続される。

次に、本実施例の湿度センサの基本動作について説明する。本湿度センサでは発熱抵抗体３を所定の温度に加熱する。加熱温度は高い程、湿度に対する感度は高くなるが、発熱抵抗体３が劣化するので３００〜５００℃が適当である。

発熱抵抗体３を所定の温度に加熱すると、図１のＡ−Ａ’線断面における温度分布は図３の様になる。つまり、発熱抵抗体３の配置された場所（発熱位置）の温度は一定に保たれ、発熱抵抗体３で囲まれた内側の温度は空気への放熱によって温度低下が生じ、図３に示す様な温度分布が生じる。

また、空気への放熱は空気中の湿度の量に応じて変化するので、この温度分布の変化を温度検出抵抗体４、５、６、７によって検出することで湿度に応じた信号を取り出すことができる。なお、温度分布の計測は温度検出抵抗体４、５、６、７の配置された４箇所の温度の温度差を温度検出抵抗体４、５、６、７で構成したブリッジ回路で検出する。

ここで、温度検出抵抗体４、７は発熱抵抗体３の近傍に配置し、温度検出抵抗体５、６は発熱抵抗体３で囲まれた部分の中央付近に配置して、発熱抵抗体３で囲まれた部分の温度分布の変化に応じて温度検出抵抗体４、５、６、７で構成したブリッジ回路の出力電圧が変化する様にした。

本実施例では、発熱抵抗体３の配置された場所の温度は一定に保たれるので発熱抵抗体３の内側の温度分布は空気への放熱のみで決まる。つまり、発熱抵抗体３の内側の温度分布は発熱抵抗体３から平板基板１６への放熱の影響を受けない。したがって、発熱抵抗体３から平板基板１６への放熱量を減らす為にダイアフラム２の支持部を狭くする必要が無く、ダイアフラム２の支持部の強度を向上させることができる。このことから、自動車の様な振動の大きい環境で使用してもダイアフラム２の支持部の破損を防ぐことができ、信頼度の高い湿度センサを提供することができる。

また、本実施例では湿度に応じた出力を温度検出抵抗体４、５、６、７で構成したブリッジ回路の出力電圧から得るので、自動車応用で良く使用されるレシオメトリック特性（出力電圧が電源電圧に比例する特性）が容易に得られる。

また、湿度に応じた出力を温度検出抵抗体４、５、６、７で構成したブリッジ回路から得ることで、従来例に比べて抵抗体の抵抗変動に対して特性変動を小さく抑えることができる。これは、従来例の様に発熱抵抗体の発熱量を求める方法では発熱抵抗体の抵抗値が変化するとセンサ出力に直接影響するが、本実施例の様にブリッジ回路の出力電圧で湿度に応じた信号を得る場合、全てのブリッジ抵抗が同様に変化すると仮定できる場合、センサ特性への影響は小さいからである。

次に、本熱式湿度センサの駆動回路を図４により説明する。本駆動回路は発熱抵抗体３を駆動するトランジスタ１７と、発熱抵抗体３と共にブリッジ回路を構成する固定抵抗１８、２０、２１と、発熱抵抗体３と固定抵抗１８、２０、２１で構成されるブリッジ回路の出力電圧を増幅してトランジスタ１７を駆動する差動増幅器１９と、温度検出抵抗体４、５、６、７により構成されるブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器２２により構成される。

本熱式湿度センサの発熱抵抗体３と固定抵抗１８、２０、２１で構成されるブリッジ回路の出力電圧は発熱抵抗体３の温度が変化すると発熱抵抗体３の抵抗値が変化するので発熱抵抗体３の温度に応じて変化する。従って、発熱抵抗体３と固定抵抗１８、２０、２１で構成されるブリッジ回路の出力電圧から発熱抵抗体３の温度を検出し、発熱抵抗体３の温度が一定になる様にトランジスタ１７を制御して発熱抵抗体３に流す電流を制御する（温度制御手段）。

なお、固定抵抗１８、２０、２１に適当な温度係数を設けたり、発熱抵抗体３に並列あるいは直列に固定抵抗を接続することにより、周囲温度の変化に応じて発熱抵抗体３の温度を変化させることで、本熱式湿度センサの感度を変化させて本熱式湿度センサの温度特性を改善することもできる。

次に、本発明の第２の実施例である熱式湿度センサを図５、６により説明する。なお、図５は第２の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図、図６は第２の実施例の熱式湿度センサの駆動回路である。

まず、本熱式湿度センサの検出素子２３の構成を図５により説明する。なお、検出素子２３の断面構造は第１の実施例で示した検出素子１と同様にシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板に絶縁膜を形成し、平板基板を裏面からエッチングすることで絶縁膜の下部に空間を形成し、平板基板にダイアフラム２４を形成したものである。

ダイアフラム２４には、所定の温度に加熱されるループ状の発熱体である発熱抵抗体２６と、発熱抵抗体２６の傍に配置され発熱抵抗体２６の温度に応じて抵抗値の変化する発熱体温度検出抵抗体２７と、発熱抵抗体２６に囲まれた内側に配置された温度検出抵抗体（温度センサ）２８と、ダイアフラム２４の外側の平板基板上に配置され周囲温度に応じて抵抗値の変化する周囲温度検出抵抗体（周囲温度センサ）２５が形成される。

発熱抵抗体２６は、温度検出抵抗体２８の周りを取り囲むように、矩形状に連続して配置された４本の直線状部分２６ａ〜２６ｄからなり、直線状部分２６ａと２６ｃが設けられている位置、および、直線状部分２６ｂと２６ｄが設けられている位置が、それぞれ、温度センサを間に介在させて互いに対向する２つの発熱位置となる。

なお、発熱抵抗体２６は、ポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜、モリブデン薄膜などで作られた抵抗体であり、電流を流すことで発熱する。また、発熱体温度検出抵抗体２７、温度検出抵抗体２８、周囲温度検出抵抗体２５もポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜、モリブデン薄膜などで作られた抵抗体であり、これらの抵抗値は温度により変化する。

また、発熱抵抗体２６は接続端子３１、３４を介して外部に電気的に接続され、発熱体温度検出抵抗体２７は接続端子３２、３３を介して外部に電気的に接続され、温度検出抵抗体２８は接続端子３５、３６を介して外部に電気的に接続され、周囲温度検出抵抗体２５は接続端子２９、３０を介して外部に電気的に接続される。

次に、本熱式湿度センサの駆動回路を図６により説明する。本駆動回路は発熱抵抗体２６を駆動するトランジスタ３７と、発熱体温度検出抵抗体２７と周囲温度検出抵抗体２５と固定抵抗３９、４０により構成されるブリッジ回路と、発熱体温度検出抵抗体２７と周囲温度検出抵抗体２５と固定抵抗３９、４０により構成されるブリッジ回路の出力電圧を増幅してトランジスタ３７を駆動する差動増幅器３８と、発熱体温度検出抵抗体２７と温度検出抵抗体２８と固定抵抗４０、４１により構成されるブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器４２により構成される。

本熱式湿度センサの駆動回路では、発熱体温度検出抵抗体２７と周囲温度検出抵抗体２５と固定抵抗３９、４０により構成されるブリッジ回路の出力電圧から発熱抵抗体２６の温度と周囲温度との温度差を検出し、発熱抵抗体２６の温度が周囲温度と一定の温度差になる様にトランジスタ３７を制御して発熱抵抗体２６へ流す電流を制御する（温度制御手段）。

なお、固定抵抗３９、４０に適当な温度係数を設けたり、発熱体温度検出抵抗体２７に並列あるいは直列に固定抵抗を接続することにより、周囲温度の変化に応じて発熱抵抗体２６の加熱温度を変化させることで、本熱式湿度センサの感度を変化させて本熱式湿度センサの温度特性を改善することも本駆動回路では可能である。

また、固定抵抗３９、４０を周囲温度検出抵抗体２５と同様に平板基板上に配置しても本駆動回路は正常に動作する。また、発熱部から空気への放熱量は空気の温度と発熱部の温度に比例するので本駆動回路の様に周囲温度と発熱抵抗体２６の温度差を一定にすることで良好な温度特性を得ることができる。

また、本熱式湿度センサの駆動回路では発熱体温度検出抵抗体２７と温度検出抵抗体２８と固定抵抗４０、４１により構成されるブリッジ回路の出力電圧から発熱抵抗体２６の温度と温度検出抵抗体２８の温度との差を検出することで湿度に応じた信号を得る。

これは、本実施例の湿度センサにおいても、第１の実施例の湿度センサと同様に、湿度に応じて発熱抵抗体２６に囲まれた内側の温度分布が変化するので、この温度分布の変化を温度検出抵抗体２８の温度と発熱体温度検出抵抗体２７の温度を発熱体温度検出抵抗体２７と温度検出抵抗体２８と固定抵抗４０、４１により構成されるブリッジ回路で検出することができる。

本実施例の湿度センサでも発熱抵抗体２６の配置された場所（中間位置）の温度は一定に保たれるので、発熱抵抗体２６の内側の温度分布（発熱抵抗体２６によって囲まれる領域の温度分布）は、空気への放熱のみで決まる。つまり、発熱抵抗体２６の内側の温度分布は、発熱抵抗体２６から平板基板への放熱の影響を受けない。

したがって、発熱抵抗体２６から平板基板への放熱量を減らす為にダイアフラム２４の支持部を狭くする必要が無く、ダイアフラム２４の支持部の強度を強くすることができる。このことから自動車の様な振動の大きい環境で使用してもダイアフラム２４の支持部の破損を防ぐことができ、信頼度の高い湿度センサを提供することができる。

次に、本発明の第３の実施例である熱式湿度センサを図７により説明する。なお、図７は第３の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図である。

まず、本熱式湿度センサの検出素子４３の構成を図７により説明する。なお、検出素子４３の断面構造は、第１の実施例で示した検出素子１と同様にシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板に絶縁膜を形成し、平板基板を裏面からエッチングすることで絶縁膜の下部に空間を形成し、平板基板にダイアフラム４６を形成したものである。

ダイアフラム４６には、所定の温度に加熱される発熱抵抗体４７、５２と、発熱抵抗体４７、５２に挟まれた内側に配置された温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１が形成されており、温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１はブリッジ回路を構成している。発熱抵抗体４７、５２は、温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１を間に介在させて対をなし、互いに平行に延在するように設けられている。そして、互いに離間する距離よりも、平行に延在する長さの方が長くなるように設けられている。

なお、発熱抵抗体４７、５２は、ポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜、モリブデン薄膜などで作られた抵抗体であり、電流を流すことで発熱する。また、温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１もポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜、モリブデン薄膜などで作られた抵抗体であり、これらの抵抗体の抵抗値は温度により変化する。

また、発熱抵抗体４７は接続端子５３、５４を介して外部に電気的に接続され、発熱抵抗体５２は接続端子５７、５８を介して外部に電気的に接続され、温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１により構成されるブリッジ回路も接続端子５５、５６、４４、４５を介して外部に電気的に接続される。

次に、本熱式湿度センサの基本動作を説明する。本湿度センサでは発熱抵抗体４７、５２を所定の温度に加熱する。発熱抵抗体４７、５２を所定の温度に加熱すると、図７のＡ−Ａ’線断面における温度分布は第１の実施例で説明した図３の様になる。つまり、発熱抵抗体４７、５２の配置された場所（発熱位置）の温度は一定に保たれ、発熱抵抗体４７、５２で挟まれた内側の温度は空気への放熱によって温度低下が生じ、図３に示す様な温度分布が生じる。

また、空気への放熱は空気中の湿度の量に応じて変化するので、この温度分布の変化を温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１によって検出することで湿度に応じた信号を取り出すことができる。

なお、本実施例では図７に示す左右２方向のみに発熱体４７、５２を配置した。したがって、発熱体４７、５２の間隔に対して、ダイアフラム４６の図７での上下方向の長さを長くし、図７の上下方向への放熱が温度分布に影響を与えない様にした。温度分布の計測は、温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１の配置された４箇所の温度の温度差を温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１で構成したブリッジ回路で検出する。

ここで、温度検出抵抗体４８、５１は発熱抵抗体４７、５２の近傍に配置し、温度検出抵抗体４９、５０は発熱抵抗体４７、５２で挟まれた部分の中央付近に配置して、発熱抵抗体４７、５２で挟まれた部分の温度分布の変化に応じて温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１で構成したブリッジ回路の出力電圧が変化する様にした。

本実施例でも発熱抵抗体４７、５２の配置された場所の温度は一定に保たれるので、発熱抵抗体４７、５２で挟まれた内側の温度分布は空気への放熱のみで決まる。つまり、発熱抵抗体４７、５２で挟まれた内側の温度分布は、発熱抵抗体４７、５２から平板基板への放熱の影響を受けない。

したがって、発熱抵抗体４７、５２から平板基板への放熱量を減らす為にダイアフラム４６の支持部を狭くする必要が無く、ダイアフラム４６の支持部の強度を向上させることができる。

このことから、自動車の様な振動の大きい環境で使用してもダイアフラム４６の支持部の破損を防ぐことができ、信頼度の高い湿度センサを提供することができる。なお、本実施例では、図７に示す左右２方向のみに発熱体４７、５２を配置したので、温度検出抵抗体４８、４９、５０、５１で構成したブリッジ回路からの配線を図７の上下方向両側に引き出すことができ、ダイアフラム４６上の配線を容易にできる。

次に、本発明の第４の実施例である熱式湿度センサを図８により説明する。なお、図８は第４の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図である。

まず、本熱式湿度センサの検出素子５９の構成を図８により説明する。なお、検出素子５９の断面構造は、第１の実施例で示した検出素子１と同様にシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板に絶縁膜を形成し、平板基板を裏面からエッチングすることで絶縁膜の下部に空間を形成し、平板基板にダイアフラム６１を形成したものである。

ダイアフラム６１には所定の温度に加熱される発熱抵抗体６２、６６と、発熱抵抗体６２、６６に挟まれた内側に配置された熱電対群６３、６４、６５が形成されている。発熱抵抗体６２、６６は、それぞれ略コ字形を有しており、熱電対群６３、６４、６５の周りを取り囲むように、互いに向き合って配置されている。

なお、発熱抵抗体６２、６６は、ポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜、モリブデン薄膜などで作られた抵抗体であり、電流を流すことで発熱する。また、熱電対群６３、６４、６５は、ポリシリコンと金属（例えば白金、ニッケル合金、モリブデン）とで作られており、温度差により出力電圧が変化する。

なお、熱電対群６３、６４、６５は感度を上げる為に複数の熱電対を直列に接続した。また、発熱抵抗体６２は接続端子６７、６８を介して外部に電気的に接続され、発熱抵抗体６６は接続端子７０、７１を介して外部に電気的に接続され、熱電対群６３、６４、６５は接続端子６０、６９を介して外部に電気的に接続される。

次に、本熱式湿度センサの基本動作を説明する。本湿度センサでは発熱抵抗体６２、６６を所定の温度に加熱する。発熱抵抗体６２、６６を所定の温度に加熱すると、図８のＡ−Ａ’線断面における温度分布は第１の実施例で説明した図３の様になる。つまり、発熱抵抗体６２、６６の配置された場所（発熱位置）の温度は一定に保たれ、発熱抵抗体６２、６６で挟まれた内側の温度は空気への放熱によって温度低下が生じ、図３に示す様な温度分布が生じる。

また、空気への放熱は空気中の湿度の量に応じて変化するので、この温度分布の変化を熱電対群６３、６４、６５によって検出することで、湿度に応じた信号を取り出すことができる。なお、本実施例では熱電対群６３、６４、６５によって温度分布を検出するので、温度検出抵抗を使用するのに比べて自己発熱を低減することができ、より高精度に湿度を検出することができる。

次に、本発明の第５の実施例である熱式湿度センサを図９により説明する。なお、図９は第５の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図である。

まず、本熱式湿度センサの検出素子７２の構成を図９により説明する。なお、検出素子７２の図９の下側に配置した湿度検出部は第１の実施例と同一である。本実施例では図９の上側に熱式空気流量検出部を配置した。本実施例の熱式空気流量検出部は湿度検出部と同一のダイアフラム７９に配置することでチップサイズの小型を図った。

本実施例の空気流量検出部は発熱抵抗体８１と、発熱抵抗体８１の両側に配置した温度検出抵抗体８０、８２と、接続端子７３、７４、７５、７６、７７、７８により構成される。本実施例の空気流量検出部は湿度検出部と同一の断面構造で構成できるので、製造プロセスを変更すること無しに、同一のダイアフラム７９に配置することが可能である。なお、熱式空気流量計の従来例には特開２００８−２８９６号公報に示された技術などがある。

次に、本発明の第６の実施例である熱式湿度センサを図１０により説明する。なお、図１０は第６の実施例の熱式湿度センサの検出素子の平面図である。

まず、本熱式湿度センサの検出素子８９の構成を図１０により説明する。なお、検出素子８９の湿度検出部は第１の実施例と同一である。本実施例では発熱抵抗体３の両側に温度検出抵抗体８３、８４と、接続端子８５、８６、８７、８８を追加して、発熱抵抗体３の両側の温度差を検出することで空気流量に応じた信号を得るものである。なお、熱式空気流量計の従来例には特開２００８−２８９６号公報に示された技術などがある。

また、ここで得られる空気流量に応じた信号は湿度センサの出力信号を補正する為に使用できる。熱式湿度センサでは検出素子８９上を流れる空気流が誤差要因となる。これは発熱体から空気へ放熱される熱量が空気流よって変化するからである。この影響を取り除くために本実施例の湿度センサでは発熱抵抗体３の両側に温度検出抵抗体８３、８４を設けて空気流量を計測し、この信号を基に補正可能とした。なお、本検出素子８９で得られた空気流量の計測信号はそのまま空気流量信号としても利用できる。

１‥検出素子、２‥ダイアフラム、３‥発熱抵抗体（発熱体）、４‥温度検出抵抗体、
５‥温度検出抵抗体、６‥温度検出抵抗体、７‥温度検出抵抗体、８‥接続端子、
９‥接続端子、１０‥接続端子、１１‥接続端子、１２‥接続端子、１３‥接続端子、
１４‥絶縁膜、１５‥絶縁膜、１６‥平板基板、１７‥トランジスタ、
１８‥固定抵抗、１９‥差動増幅器、２０‥固定抵抗、２１‥固定抵抗、
２２‥差動増幅器、２３‥検出素子、２４‥ダイアフラム、
２５‥周囲温度検出抵抗体、２６‥発熱抵抗体（発熱体）、２７‥発熱体温度検出抵抗体、２８‥温度検出抵抗体、２９‥接続端子、３０‥接続端子、３１‥接続端子、
３２‥接続端子、３３‥接続端子、３４‥接続端子、３５‥接続端子、
３６‥接続端子、３７‥トランジスタ、３８‥差動増幅器、３９‥固定抵抗、
４０‥固定抵抗、４１‥固定抵抗、４２‥差動増幅器、４３‥検出素子、
４４‥接続端子、４５‥接続端子、４６‥ダイアフラム、４７‥発熱抵抗体（発熱体）、
４８‥温度検出抵抗体、４９‥温度検出抵抗体、５０‥温度検出抵抗体、
５１‥温度検出抵抗体、５２‥発熱抵抗体（発熱体）、５３‥接続端子、５４‥接続端子、５５‥接続端子、５６‥接続端子、５７‥接続端子、５８‥接続端子、
５９‥検出素子、６０‥接続端子、６１‥ダイアフラム、６２‥発熱抵抗体（発熱体）、
６３‥熱電対群、６４‥熱電対群、６５‥熱電対群、６６‥発熱抵抗体（発熱体）、
６７‥接続端子、６８‥接続端子、６９‥接続端子、７０‥接続端子、
７１‥接続端子、７２‥検出素子、７３‥接続端子、７４‥接続端子、
７５‥接続端子、７６‥接続端子、７７‥接続端子、７８‥接続端子、
７９‥ダイアフラム、８０‥温度検出抵抗体、８１‥発熱抵抗体（発熱体）、
８２‥温度検出抵抗体、８３‥温度検出抵抗体、８４‥温度検出抵抗体。

Claims (14)

1. 温度センサと、
   該温度センサを間に介在させて互いに対向する２つの発熱位置で発熱する発熱体と、
   前記温度センサの出力に基づいて湿度を検出する湿度検出手段と、
   を有することを特徴とする熱式湿度センサ。
2. 前記発熱体は、前記温度センサの周りを取り囲むループ形状を有することを特徴とする請求項１に記載の熱式湿度センサ。
3. 前記発熱体は、平行に延在する一対の発熱体からなることを特徴とする請求項１に記載の熱式湿度センサ。
4. 前記一対の発熱体は、互いに離間する距離よりも、平行に延在する長さの方が長いことを特徴とする請求項３に記載の熱式湿度センサ。
5. 前記温度センサの出力に基づいて前記２つの発熱位置の中間位置の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記湿度検出手段は、前記温度検出手段により検出した温度に基づいて湿度を検出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱式湿度センサ。
6. 前記温度検出手段は、前記温度センサの出力に基づいて前記２つの発熱位置の間の温度分布を検出し、
   前記湿度検出手段は、前記温度検出手段により検出した温度分布に基づいて湿度を検出することを特徴とする請求項５に記載の熱式湿度センサ。
7. 前記温度検出手段は、前記中間位置のうち、少なくとも２つの中間位置の温度差を検出し、
   前記湿度検出手段は、前記温度検出手段により検出した温度差に基づいて湿度を検出することを特徴とする請求項５に記載の熱式湿度センサ。
8. 少なくとも２つの温度センサを備え、一方の温度センサを他方の温度センサよりも前記発熱位置に近づけて配置したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の熱式湿度センサ。
9. 前記発熱体の温度を一定に制御する温度制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の熱式湿度センサ。
10. 前記温度制御手段は、前記発熱体の温度を周囲温度に応じて変化させることを特徴とする請求項９に記載の熱式湿度センサ。
11. 前記温度制御手段は、前記発熱体の温度を周囲温度と一定の温度差になるように制御することを特徴とする請求項９又は１０に記載の熱式湿度センサ。
12. 前記発熱体および温度センサは、シリコン基板上に設けられた熱絶縁部に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の熱式湿度センサ。
13. 前記周囲温度を検出する周囲温度センサが前記シリコン基板上に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の熱式湿度センサ。
14. 前記シリコン基板上に熱式流量計が配置されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の熱式湿度センサ。

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