JP2580794Y2 - 熱伝導式絶対湿度センサー - Google Patents
熱伝導式絶対湿度センサーInfo
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- JP2580794Y2 JP2580794Y2 JP7430792U JP7430792U JP2580794Y2 JP 2580794 Y2 JP2580794 Y2 JP 2580794Y2 JP 7430792 U JP7430792 U JP 7430792U JP 7430792 U JP7430792 U JP 7430792U JP 2580794 Y2 JP2580794 Y2 JP 2580794Y2
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- Japan
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- sensitive resistance
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、空調器、除湿器、調理
器、栽培ハウス等の雰囲気の水蒸気量を検出する熱伝導
式絶対湿度センサーに関するものである。
器、栽培ハウス等の雰囲気の水蒸気量を検出する熱伝導
式絶対湿度センサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、空調器、除湿器、調理器、栽培ハ
ウス等での湿度（相対湿度、絶対湿度のどちらでもよ
い）の検出制御の要求が高まっている。この要求に応え
るため抵抗変化式、静電容量式、熱伝導式等種々の方式
の湿度センサーが提案されている。
ウス等での湿度（相対湿度、絶対湿度のどちらでもよ
い）の検出制御の要求が高まっている。この要求に応え
るため抵抗変化式、静電容量式、熱伝導式等種々の方式
の湿度センサーが提案されている。
【０００３】従来の熱伝導式絶対温度センサーは、図２
に示すような構成である。作製手順は、まず感熱抵抗素
子１、２をそれぞれ異なるステム４に高温用の無機接着
剤や、ポリイミド系接着剤等によって固定し、ワイヤボ
ンディングを施し、前記感熱抵抗素子１を固定した該ス
テム４に通気孔５を設けたキャップ３ａを溶接でかぶせ
る。一方、前記感熱抵抗素子２は、−４０℃にてステム
４にキャップ３ｂを溶接でかぶせることにより前記感熱
抵抗素子２を乾燥空気中に封入する。その後、キャップ
３ａ、３ｂを金属パッケージ６にはめ込んで、完成す
る。
に示すような構成である。作製手順は、まず感熱抵抗素
子１、２をそれぞれ異なるステム４に高温用の無機接着
剤や、ポリイミド系接着剤等によって固定し、ワイヤボ
ンディングを施し、前記感熱抵抗素子１を固定した該ス
テム４に通気孔５を設けたキャップ３ａを溶接でかぶせ
る。一方、前記感熱抵抗素子２は、−４０℃にてステム
４にキャップ３ｂを溶接でかぶせることにより前記感熱
抵抗素子２を乾燥空気中に封入する。その後、キャップ
３ａ、３ｂを金属パッケージ６にはめ込んで、完成す
る。
【０００４】前記感熱抵抗素子１（抵抗値；ＲHT）と前
記感熱抵抗素子２（抵抗値；ＲT）、固定抵抗Ｒ1、
Ｒ2、Ｒ3、保護抵抗ＲS（ただし、白金抵抗のように正
特性の温度特性を持つ感熱抵抗素子の場合はＲSは必要
無し）により図３に示すようなホイートストンブリッジ
を構成して使用する。ただしＲTとＲHTの温度−抵抗特
性は等しく、Ｒ1とＲ2の抵抗値も等しくなければならな
い。前記感熱抵抗素子２は乾燥雰囲気中に封入されてお
り前記感熱抵抗素子１は外気中にさらされている。この
時、前記感熱抵抗素子１、２に電圧を印加することによ
り前記感熱抵抗素子１、２は自己発熱をし、周囲温度よ
りも高くなる。前記感熱抵抗素子１、２の温度は、前記
感熱抵抗素子１、２に加わる電力と前記感熱抵抗素子
１、２の熱放散により決定するが、外気中に水蒸気が含
まれていると、水蒸気が含まれていない場合に対して水
蒸気の熱伝導が作用して熱放散が大きくなるため、前記
感熱抵抗素子１の温度が前記感熱抵抗素子２よりも低く
なる。このため固定抵抗Ｒ3の両端に電位差（ブリッジ
バランス電圧）ＶOUTが生じる。この現象を利用し大気
中の絶対湿度を検出することができる。
記感熱抵抗素子２（抵抗値；ＲT）、固定抵抗Ｒ1、
Ｒ2、Ｒ3、保護抵抗ＲS（ただし、白金抵抗のように正
特性の温度特性を持つ感熱抵抗素子の場合はＲSは必要
無し）により図３に示すようなホイートストンブリッジ
を構成して使用する。ただしＲTとＲHTの温度−抵抗特
性は等しく、Ｒ1とＲ2の抵抗値も等しくなければならな
い。前記感熱抵抗素子２は乾燥雰囲気中に封入されてお
り前記感熱抵抗素子１は外気中にさらされている。この
時、前記感熱抵抗素子１、２に電圧を印加することによ
り前記感熱抵抗素子１、２は自己発熱をし、周囲温度よ
りも高くなる。前記感熱抵抗素子１、２の温度は、前記
感熱抵抗素子１、２に加わる電力と前記感熱抵抗素子
１、２の熱放散により決定するが、外気中に水蒸気が含
まれていると、水蒸気が含まれていない場合に対して水
蒸気の熱伝導が作用して熱放散が大きくなるため、前記
感熱抵抗素子１の温度が前記感熱抵抗素子２よりも低く
なる。このため固定抵抗Ｒ3の両端に電位差（ブリッジ
バランス電圧）ＶOUTが生じる。この現象を利用し大気
中の絶対湿度を検出することができる。
【０００５】本絶対湿度センサにおいて、電源電圧ＶIN
印加直後に感熱抵抗素子１、２の自己発熱により金属パ
ッケージ６が温まるまでの時間、感熱抵抗素子１、２の
温度が上昇し、温度上昇の間、過渡的に温度差が生じ、
感熱抵抗素子１、２の抵抗値にも差が生じるので、ブリ
ッジバランス電圧ＶOUTは過渡的に変化する。従来品で
は金属パッケージ６の温度上昇が大きく従って、感熱抵
抗素子１、２の温度差が一時的に大きくなり電源電圧Ｖ
IN印加直後のブリッジバランス電圧ＶOUTの変化が大き
かった。この為ある程度ブリッジバランス電圧が安定す
るまで３０〜６０秒要し、その間、正確な湿度測定が出
来なかった。そこで、金属パッケージ６の温度上昇を小
さく抑えるため、金属パッケージ６の大きさを大きくす
ると、電源電圧ＶIN印加直後のブリッジバランス電圧Ｖ
OUTの過渡的な変化を小さくできるが、熱伝導式絶対湿
度センサの大きさが大きくなってしまうという欠点があ
った。
印加直後に感熱抵抗素子１、２の自己発熱により金属パ
ッケージ６が温まるまでの時間、感熱抵抗素子１、２の
温度が上昇し、温度上昇の間、過渡的に温度差が生じ、
感熱抵抗素子１、２の抵抗値にも差が生じるので、ブリ
ッジバランス電圧ＶOUTは過渡的に変化する。従来品で
は金属パッケージ６の温度上昇が大きく従って、感熱抵
抗素子１、２の温度差が一時的に大きくなり電源電圧Ｖ
IN印加直後のブリッジバランス電圧ＶOUTの変化が大き
かった。この為ある程度ブリッジバランス電圧が安定す
るまで３０〜６０秒要し、その間、正確な湿度測定が出
来なかった。そこで、金属パッケージ６の温度上昇を小
さく抑えるため、金属パッケージ６の大きさを大きくす
ると、電源電圧ＶIN印加直後のブリッジバランス電圧Ｖ
OUTの過渡的な変化を小さくできるが、熱伝導式絶対湿
度センサの大きさが大きくなってしまうという欠点があ
った。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】本考案は、熱伝導式絶
対湿度センサにおいて、上述の欠点を除去し、電源電圧
ＶIN印加直後のブリッジバランス電圧ＶOUTの過渡的な
変化を小さくし、電源電圧印加直後直ちに正確な湿度測
定ができるようにすることを課題とする。
対湿度センサにおいて、上述の欠点を除去し、電源電圧
ＶIN印加直後のブリッジバランス電圧ＶOUTの過渡的な
変化を小さくし、電源電圧印加直後直ちに正確な湿度測
定ができるようにすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本考案では、キャップ３
ａ、３ｂの近傍に放熱フィン１２を取り付けた事によ
り、電源電圧ＶIN印加直後の感熱抵抗素子１、２の自己
発熱による金属パッケージ６の温度上昇を小さく抑える
ことが可能となり、電源電圧ＶIN印加直後のブリッジバ
ランス電圧ＶOUTの過渡的な変化を小さくできて、電源
電圧印加後、直ちに正確な湿度測定を可能とした。
ａ、３ｂの近傍に放熱フィン１２を取り付けた事によ
り、電源電圧ＶIN印加直後の感熱抵抗素子１、２の自己
発熱による金属パッケージ６の温度上昇を小さく抑える
ことが可能となり、電源電圧ＶIN印加直後のブリッジバ
ランス電圧ＶOUTの過渡的な変化を小さくできて、電源
電圧印加後、直ちに正確な湿度測定を可能とした。
【０００８】即ち本考案は、同一の特性を有する２ケの
感熱抵抗素子（１）、（２）を用い、通常大気中に晒し
た前記感熱抵抗素子（１）と乾燥状態に保持した前記感
熱抵抗素子（２）と固定抵抗（Ｒ1）、（Ｒ2）２ケとで
ブリッジ回路を組み、前記感熱抵抗素子（１）、（２）
の両端に電圧印加することにより、前記感熱抵抗素子
（１）、（２）を自己発熱させ、湿度変化に伴う前記感
熱抵抗素子（１）の抵抗値の変化でブリッジバランスが
崩れることを利用して湿度を検出する熱伝導式絶対温度
センサにおいて、前記感熱抵抗素子（１）、（２）を内
部に設けたキャップ（３ａ）、（３ｂ）が通気穴（７）
を有する金属パッケージ（６）にはめ込まれた構造であ
り、かつキャップ（３ａ）、（３ｂ）の近傍に放熱フィ
ン（１２）が取り付けられていることを特徴とする熱伝
導式絶対湿度センサである。
感熱抵抗素子（１）、（２）を用い、通常大気中に晒し
た前記感熱抵抗素子（１）と乾燥状態に保持した前記感
熱抵抗素子（２）と固定抵抗（Ｒ1）、（Ｒ2）２ケとで
ブリッジ回路を組み、前記感熱抵抗素子（１）、（２）
の両端に電圧印加することにより、前記感熱抵抗素子
（１）、（２）を自己発熱させ、湿度変化に伴う前記感
熱抵抗素子（１）の抵抗値の変化でブリッジバランスが
崩れることを利用して湿度を検出する熱伝導式絶対温度
センサにおいて、前記感熱抵抗素子（１）、（２）を内
部に設けたキャップ（３ａ）、（３ｂ）が通気穴（７）
を有する金属パッケージ（６）にはめ込まれた構造であ
り、かつキャップ（３ａ）、（３ｂ）の近傍に放熱フィ
ン（１２）が取り付けられていることを特徴とする熱伝
導式絶対湿度センサである。
【０００９】
【作用】従来の熱伝導式絶対湿度センサにおいては、一
対の感熱抵抗素子をブリッジに組んでいるが、この一対
の感熱抵抗素子に電圧を印加して、発熱により温度上昇
させた場合、感熱抵抗素子を収納する金属製パッケージ
が自己の持つ熱容量が小さくて温度上昇が著しいので、
過渡的にブリッジバランス電圧を大きくくずし、安定す
るまで正確な温度測定が出来なかった。そこで、この金
属製パッケージに放熱フィンを付設することにより金属
製パッケージの温度上昇を抑え、ブリッジバランス電圧
の過渡的な変化を小さくして、電圧印加後直ちに湿度測
定を可能とする。
対の感熱抵抗素子をブリッジに組んでいるが、この一対
の感熱抵抗素子に電圧を印加して、発熱により温度上昇
させた場合、感熱抵抗素子を収納する金属製パッケージ
が自己の持つ熱容量が小さくて温度上昇が著しいので、
過渡的にブリッジバランス電圧を大きくくずし、安定す
るまで正確な温度測定が出来なかった。そこで、この金
属製パッケージに放熱フィンを付設することにより金属
製パッケージの温度上昇を抑え、ブリッジバランス電圧
の過渡的な変化を小さくして、電圧印加後直ちに湿度測
定を可能とする。
【００１０】
【実施例】本願考案の実施例を以下に示す。
【００１１】感熱抵抗素子１、２をそれぞれステム４に
高温用の無機接着剤や、ポリイミド系接着剤等によって
固定し、ワイヤボンディングを施し、前記感熱抵抗素子
１を固定した該ステム４に通気孔５を設けたキャップ３
ａを溶接でかぶせる。一方、前記感熱抵抗素子２は、−
４０℃にてステム４にキャップ３ｂを溶接でかぶせるこ
とにより乾燥空気中に封入する。その後、キャップ３
ａ、３ｂを、あらかじめ放熱フィン１２を溶接等の方法
で取り付けておいた金属パッケージ６にはめ込んで、完
成する。もちろん、放熱フィン１２と金属パッケージ６
は一体で構成してもなんら問題はない。また、本実施例
では感熱抵抗素子１、２に白金チップ抵抗を用いた。但
し、壁（電気機器の内部の壁、部屋の壁等）に取り付け
る場合は必要ないが、本絶対湿度センサを空間に放置し
て使用する場合は金属カバー１０を取り付ける。
高温用の無機接着剤や、ポリイミド系接着剤等によって
固定し、ワイヤボンディングを施し、前記感熱抵抗素子
１を固定した該ステム４に通気孔５を設けたキャップ３
ａを溶接でかぶせる。一方、前記感熱抵抗素子２は、−
４０℃にてステム４にキャップ３ｂを溶接でかぶせるこ
とにより乾燥空気中に封入する。その後、キャップ３
ａ、３ｂを、あらかじめ放熱フィン１２を溶接等の方法
で取り付けておいた金属パッケージ６にはめ込んで、完
成する。もちろん、放熱フィン１２と金属パッケージ６
は一体で構成してもなんら問題はない。また、本実施例
では感熱抵抗素子１、２に白金チップ抵抗を用いた。但
し、壁（電気機器の内部の壁、部屋の壁等）に取り付け
る場合は必要ないが、本絶対湿度センサを空間に放置し
て使用する場合は金属カバー１０を取り付ける。
【００１２】前記感熱抵抗素子１（抵抗値ＲHT）と前記
感熱抵抗素子２（抵抗値ＲT）、固定抵抗Ｒ1、Ｒ2、
Ｒ3、保護抵抗ＲS（ただし、白金抵抗のように正特性の
温度特性を持つ感熱抵抗素子の場合はＲSは必要無し）
により図３にしめすようなホイートストンブリッジを構
成して使用する。
感熱抵抗素子２（抵抗値ＲT）、固定抵抗Ｒ1、Ｒ2、
Ｒ3、保護抵抗ＲS（ただし、白金抵抗のように正特性の
温度特性を持つ感熱抵抗素子の場合はＲSは必要無し）
により図３にしめすようなホイートストンブリッジを構
成して使用する。
【００１３】感熱抵抗素子２は乾燥雰囲気中に封入され
ており感熱抵抗素子１は外気中にさらされている。この
時、前記感熱抵抗素子１、２に印加されている電圧によ
り、前記感熱抵抗素子１、２は自己発熱をし、周囲温度
よりも高くなる。前記感熱抵抗素子１、２の温度は、前
記感熱抵抗素子１、２に加わる電力と前記感熱抵抗素子
１、２の熱放散により決定するが、外気中に水蒸気が含
まれていると水蒸気が含まれていない場合に対して水蒸
気の熱伝導が作用して熱放散が大きくなるため、前記感
熱抵抗素子１の温度が前記感熱抵抗素子２よりも低くな
る。このため固定抵抗Ｒ3の両端に電位差であるブリッ
ジバランス電圧ＶOUTが生じる。この現象を利用し大気
中の絶対湿度を検出することができる。
ており感熱抵抗素子１は外気中にさらされている。この
時、前記感熱抵抗素子１、２に印加されている電圧によ
り、前記感熱抵抗素子１、２は自己発熱をし、周囲温度
よりも高くなる。前記感熱抵抗素子１、２の温度は、前
記感熱抵抗素子１、２に加わる電力と前記感熱抵抗素子
１、２の熱放散により決定するが、外気中に水蒸気が含
まれていると水蒸気が含まれていない場合に対して水蒸
気の熱伝導が作用して熱放散が大きくなるため、前記感
熱抵抗素子１の温度が前記感熱抵抗素子２よりも低くな
る。このため固定抵抗Ｒ3の両端に電位差であるブリッ
ジバランス電圧ＶOUTが生じる。この現象を利用し大気
中の絶対湿度を検出することができる。
【００１４】
【考案の効果】本考案により、電源電圧ＶIN印加直後の
ブリッジバランス電圧ＶOUTの変化をほぼゼロにできた
為、電源電圧ＶIN印加直後十秒後には正確な湿度の検出
が可能となった。
ブリッジバランス電圧ＶOUTの変化をほぼゼロにできた
為、電源電圧ＶIN印加直後十秒後には正確な湿度の検出
が可能となった。
【図１】本考案の熱伝導式絶対湿度センサーの構成を示
す説明図で、図１の（ａ）は本考案の熱伝導式絶対湿度
センサーの斜視図、図１の（ｂ）は本考案の熱伝導式絶
対湿度センサー分解斜視図、図１の（ｃ）は本考案のス
テム４に感熱抵抗素子１、２を取り付けた状況を裏から
見た説明図。
す説明図で、図１の（ａ）は本考案の熱伝導式絶対湿度
センサーの斜視図、図１の（ｂ）は本考案の熱伝導式絶
対湿度センサー分解斜視図、図１の（ｃ）は本考案のス
テム４に感熱抵抗素子１、２を取り付けた状況を裏から
見た説明図。
【図２】従来の熱伝導式絶対温度センサの構成を示す説
明図で、図２の（ａ）は従来の熱伝導式絶対湿度センサ
の斜視図、図２の（ｂ）は従来の熱伝導式絶対湿度セン
サー分解斜視図、図２の（ｃ）は従来例のステム４に感
熱抵抗素子１、２を取り付けた状況を裏から見た説明
図。
明図で、図２の（ａ）は従来の熱伝導式絶対湿度センサ
の斜視図、図２の（ｂ）は従来の熱伝導式絶対湿度セン
サー分解斜視図、図２の（ｃ）は従来例のステム４に感
熱抵抗素子１、２を取り付けた状況を裏から見た説明
図。
【図３】熱伝導式絶対湿度センサーの一般的使用回路
図。
図。
１、２ 感熱抵抗素子 ３ａ、３ｂ キャップ ４ ステム ５ 通気孔 ６ 金属パッケージ ７ 通気穴 ８ キャップはめ込み穴 ９ ネジ取り付け穴 １０ 金属カバー １１ ワイヤー １２ 放熱フィン １３ ネジ取付時通り穴 ＶIN 電源電圧 ＶOUT ブリッジバランス電圧 ＲHT 感熱抵抗素子１の抵抗値 ＲT 感熱抵抗素子２の抵抗値 Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3 固定抵抗 ＲS 保護抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 同一の特性を有する２ケの感熱抵抗素子
（１）、（２）を用い、通常大気中に晒した前記感熱抵
抗素子（１）と乾燥状態に保持した前記感熱抵抗素子
（２）と固定抵抗（Ｒ1）、（Ｒ2）２ケとでブリッジ回
路を組み、前記感熱抵抗素子（１）、（２）の両端に電
圧印加することにより、前記感熱抵抗素子（１）、
（２）を自己発熱させ、湿度変化に伴う前記感熱抵抗素
子（１）の抵抗値の変化でブリッジバランスが崩れるこ
とを利用して湿度を検出する熱伝導式絶対温度センサに
おいて、前記感熱抵抗素子（１）、（２）を内部に設け
たキャップ（３ａ）、（３ｂ）が通気穴（７）を有する
金属パッケージ（６）にはめ込まれた構造であり、かつ
キャップ（３ａ）、（３ｂ）の近傍に放熱フィン（１
２）が取り付けられていることを特徴とする熱伝導式絶
対湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7430792U JP2580794Y2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 熱伝導式絶対湿度センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7430792U JP2580794Y2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 熱伝導式絶対湿度センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0656764U JPH0656764U (ja) | 1994-08-05 |
| JP2580794Y2 true JP2580794Y2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=13543347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7430792U Expired - Fee Related JP2580794Y2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 熱伝導式絶対湿度センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2580794Y2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP7430792U patent/JP2580794Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0656764U (ja) | 1994-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |