JP2741569B2 - 化学センサの温度依存性を補正した計測装置 - Google Patents
化学センサの温度依存性を補正した計測装置Info
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- JP2741569B2 JP2741569B2 JP23905493A JP23905493A JP2741569B2 JP 2741569 B2 JP2741569 B2 JP 2741569B2 JP 23905493 A JP23905493 A JP 23905493A JP 23905493 A JP23905493 A JP 23905493A JP 2741569 B2 JP2741569 B2 JP 2741569B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、水分セン
サ、酸素センサ、水素センサ、炭化水素センサ、一酸化
炭素センサ、窒素酸化物センサ及びその他の選択的捕捉
機能を介在させた化学センサを備えた計測装置に関し、
特に、その温度依存特性が非直線性である化学センサの
計測値を正確に温度補正することのできる計測装置に関
するものである。
サ、酸素センサ、水素センサ、炭化水素センサ、一酸化
炭素センサ、窒素酸化物センサ及びその他の選択的捕捉
機能を介在させた化学センサを備えた計測装置に関し、
特に、その温度依存特性が非直線性である化学センサの
計測値を正確に温度補正することのできる計測装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、気相又は液相等の被検体中の特
定成分量（具体例をあげれば、空気中の水分量、絶縁油
が充填された変成器等の密閉容器内の密封ガス中や絶縁
油中の水分量、各種の石油タンク内のシールガス中や石
油中の水分量等）を測定する各種の計測装置には、当該
特定成分量の変化に応じてインピーダンスが変化する半
導体型センサ、電解質型センサ、或は静電容量型センサ
等が使用されている。
定成分量（具体例をあげれば、空気中の水分量、絶縁油
が充填された変成器等の密閉容器内の密封ガス中や絶縁
油中の水分量、各種の石油タンク内のシールガス中や石
油中の水分量等）を測定する各種の計測装置には、当該
特定成分量の変化に応じてインピーダンスが変化する半
導体型センサ、電解質型センサ、或は静電容量型センサ
等が使用されている。
【０００３】周知のように、このようなセンサは、セン
サの捕捉能において温度依存性を有するので、被測定量
を温度で補正する必要がある。通常この補正は、センサ
の温度依存特性が良好な直線性を有するものとして行な
われている。
サの捕捉能において温度依存性を有するので、被測定量
を温度で補正する必要がある。通常この補正は、センサ
の温度依存特性が良好な直線性を有するものとして行な
われている。
【０００４】例えば、水分量検出装置に使用される水分
センサ等の温度依存特性は、通常、その温度係数を一般
にｍＶ／℃などで表すように、被測定領域（露点）や温
度領域に関係なく一律であると考えられており、例えば
露点の測定に際しては、検出装置内の回路などにより、
次の演算を行なっている。 ＤＰ＝ＤＰS ＋α（Ｔ−ＴS ） ここで、 ＤＰ ：任意温度Ｔにおける露点 ＤＰS ：基準温度ＴS における露点 α ：温度係数（定数）
センサ等の温度依存特性は、通常、その温度係数を一般
にｍＶ／℃などで表すように、被測定領域（露点）や温
度領域に関係なく一律であると考えられており、例えば
露点の測定に際しては、検出装置内の回路などにより、
次の演算を行なっている。 ＤＰ＝ＤＰS ＋α（Ｔ−ＴS ） ここで、 ＤＰ ：任意温度Ｔにおける露点 ＤＰS ：基準温度ＴS における露点 α ：温度係数（定数）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水分セ
ンサはその温度依存特性が直線性の良いものばかりとは
限らず、又、用途によっては非直線性の温度依存特性を
有する水分センサが使用されることもある。
ンサはその温度依存特性が直線性の良いものばかりとは
限らず、又、用途によっては非直線性の温度依存特性を
有する水分センサが使用されることもある。
【０００６】本発明者は、アルミニウム酸化被膜型水分
センサの入出力特性、即ち、温度依存特性について多く
の研究実験を行なった結果、図３にその一例を示すよう
に、 （１）水分センサの温度係数αは一定ではなく、しかも
露点毎に変化すること。 （２）温度係数αは、低露点、即ち−１０℃〜０℃の場
合は小さく、高露点の場合、温度が高くなるほど大きく
なること。 （３）−６５〜−４５℃の低露点では、温度係数αがゼ
ロとなること。 （４）上記低露点、即ち、−６５〜−４５℃より低い露
点では、温度係数αの極性が反転すること。 を見出した。
センサの入出力特性、即ち、温度依存特性について多く
の研究実験を行なった結果、図３にその一例を示すよう
に、 （１）水分センサの温度係数αは一定ではなく、しかも
露点毎に変化すること。 （２）温度係数αは、低露点、即ち−１０℃〜０℃の場
合は小さく、高露点の場合、温度が高くなるほど大きく
なること。 （３）−６５〜−４５℃の低露点では、温度係数αがゼ
ロとなること。 （４）上記低露点、即ち、−６５〜−４５℃より低い露
点では、温度係数αの極性が反転すること。 を見出した。
【０００７】通常、このような非直線性の温度依存特性
を有するセンサを使用した場合には、その補正のために
複雑な回路構成を必要とし、また、種々の温度係数を設
定できるように補正回路を構成しなければならない。こ
のため、部品点数が大幅に増加し、消費電力が多くな
り、かつ大型化し、そして、コストが相当に上昇する等
の問題が生じる。
を有するセンサを使用した場合には、その補正のために
複雑な回路構成を必要とし、また、種々の温度係数を設
定できるように補正回路を構成しなければならない。こ
のため、部品点数が大幅に増加し、消費電力が多くな
り、かつ大型化し、そして、コストが相当に上昇する等
の問題が生じる。
【０００８】従って、本発明の目的は、複雑な回路構成
を取ることなく、簡単なマイクロコンピュータによる演
算処理により非直線性の温度依存特性を有する化学セン
サの計測値を正確に温度補正することのできる計測装置
を提供することである。
を取ることなく、簡単なマイクロコンピュータによる演
算処理により非直線性の温度依存特性を有する化学セン
サの計測値を正確に温度補正することのできる計測装置
を提供することである。
【０００９】本発明の他の目的は、被測定量の温度係数
の極性が特定の温度で反転するような化学センサにおい
ても、簡単なマイクロコンピュータによる演算処理によ
り当該化学センサの計測値を正確に温度補正することの
できる計測装置を提供することである。
の極性が特定の温度で反転するような化学センサにおい
ても、簡単なマイクロコンピュータによる演算処理によ
り当該化学センサの計測値を正確に温度補正することの
できる計測装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
化学センサを備えた計測装置によって達成される。要約
すれば、本発明は、化学センサを使用して検出する被測
定量検出回路と温度を検出する温度検出回路とを備えた
計測装置において、被測定量検出回路から出力される、
基準温度ＴS における化学センサの基準特性に基づく出
力値をＤＰS とし、温度検出回路からの温度を表わす出
力値をＴとしたときに、温度補正された被測定量の真値
ＤＰを、下記演算式、 ＤＰ＝ＤＰS ＋β（ＤＰS −ＤＰ0 ）（Ｔ−ＴS ） （ここで、βは使用する化学センサによって決まる定
数、そしてＤＰ0 は温度係数がゼロとなる被測定量）に
基づき演算し、前記化学センサの温度依存性を補正する
ことを特徴とする化学センサを備えた計測装置である。
化学センサを備えた計測装置によって達成される。要約
すれば、本発明は、化学センサを使用して検出する被測
定量検出回路と温度を検出する温度検出回路とを備えた
計測装置において、被測定量検出回路から出力される、
基準温度ＴS における化学センサの基準特性に基づく出
力値をＤＰS とし、温度検出回路からの温度を表わす出
力値をＴとしたときに、温度補正された被測定量の真値
ＤＰを、下記演算式、 ＤＰ＝ＤＰS ＋β（ＤＰS −ＤＰ0 ）（Ｔ−ＴS ） （ここで、βは使用する化学センサによって決まる定
数、そしてＤＰ0 は温度係数がゼロとなる被測定量）に
基づき演算し、前記化学センサの温度依存性を補正する
ことを特徴とする化学センサを備えた計測装置である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。 実施例１ 図２は、本発明の計測装置を水分量検出装置に具現化し
た場合のその一例に係る回路構成図を示す。本実施例で
は、化学センサとして水分量の変化に応じて静電容量が
変化するアルミニウム酸化被膜型水分センサＳが使用さ
れている。
照して詳細に説明する。 実施例１ 図２は、本発明の計測装置を水分量検出装置に具現化し
た場合のその一例に係る回路構成図を示す。本実施例で
は、化学センサとして水分量の変化に応じて静電容量が
変化するアルミニウム酸化被膜型水分センサＳが使用さ
れている。
【００１２】又、本実施例の装置にて、水分量検出回路
１０は、基本的にはＣＲ発振回路であって、例えばＣ−
ＭＯＳ型のシュミットインバータ１１と、このインバー
タ１１の入出力間、即ち、帰還回路に挿入されたパルス
周波数決定用素子である抵抗器Ｒ1 と、インバータ１１
の入力側と接地間に接続されたもう１つのパルス周波数
決定用素子である静電容量型センサＳとによって被検体
中の特定成分量、即ち、本実施例では水分量に関する周
波数のパルス信号を発生する。即ち、このパルス発生回
路は、センサＳの静電容量値Ｃh が被検体中の水分量の
変化に応じて変化することによって周波数（Ｆ）が変動
するパルス信号を出力する。本実施例にて、第２のＣ−
ＭＯＳ型のシュミットインバータ１２は、パルス発生回
路からのパルス信号のパルス波形を反転するものであ
り、その出力周波数（Ｆ）は変わらない。
１０は、基本的にはＣＲ発振回路であって、例えばＣ−
ＭＯＳ型のシュミットインバータ１１と、このインバー
タ１１の入出力間、即ち、帰還回路に挿入されたパルス
周波数決定用素子である抵抗器Ｒ1 と、インバータ１１
の入力側と接地間に接続されたもう１つのパルス周波数
決定用素子である静電容量型センサＳとによって被検体
中の特定成分量、即ち、本実施例では水分量に関する周
波数のパルス信号を発生する。即ち、このパルス発生回
路は、センサＳの静電容量値Ｃh が被検体中の水分量の
変化に応じて変化することによって周波数（Ｆ）が変動
するパルス信号を出力する。本実施例にて、第２のＣ−
ＭＯＳ型のシュミットインバータ１２は、パルス発生回
路からのパルス信号のパルス波形を反転するものであ
り、その出力周波数（Ｆ）は変わらない。
【００１３】この発振出力、即ち出力周波数（Ｆ）は、
マイクロコンピュータ１００へ送られ、マイクロコンピ
ュータ内のカウンタ部にてカウントし、演算処理部にて
演算処理してその周波数に対応する水分量が算出され
る。本実施例においては、発振周波数は、所定の演算式
に基づい演算処理することにより露点として出力され
る。
マイクロコンピュータ１００へ送られ、マイクロコンピ
ュータ内のカウンタ部にてカウントし、演算処理部にて
演算処理してその周波数に対応する水分量が算出され
る。本実施例においては、発振周波数は、所定の演算式
に基づい演算処理することにより露点として出力され
る。
【００１４】なお、上記水分量検出回路１０において、
一般には、図示するように、水分センサＳと並列に抵抗
器Ｒ2 を接続し、又、センサＳと接地間に静電容量Ｃ0
が接続される。これは、抵抗器Ｒ2 と静電容量Ｃ0 とに
より、センサＳに直流電圧成分がかからないようにする
ためである。即ち、通常、センサＳとして酸化アルミニ
ウム等からなるセンサが用いられるので、直流電圧成分
が印加されると、分極、絶縁破壊等によりセンサの特性
の劣化等が生じ易くなるので、これを防止するためであ
る。又、静電容量Ｃ0 は、この静電容量Ｃ0 をセンサＳ
と直列に設けることによりセンサＳに印加される電圧を
分圧し、センサＳを保護するためである。更に、静電容
量Ｃ0 は、低露点で、センサＳの容量Ｃh が小さくな
り、それによって、出力周波数（Ｆ）が大きくなり過ぎ
ることを防ぐ機能をも有している。
一般には、図示するように、水分センサＳと並列に抵抗
器Ｒ2 を接続し、又、センサＳと接地間に静電容量Ｃ0
が接続される。これは、抵抗器Ｒ2 と静電容量Ｃ0 とに
より、センサＳに直流電圧成分がかからないようにする
ためである。即ち、通常、センサＳとして酸化アルミニ
ウム等からなるセンサが用いられるので、直流電圧成分
が印加されると、分極、絶縁破壊等によりセンサの特性
の劣化等が生じ易くなるので、これを防止するためであ
る。又、静電容量Ｃ0 は、この静電容量Ｃ0 をセンサＳ
と直列に設けることによりセンサＳに印加される電圧を
分圧し、センサＳを保護するためである。更に、静電容
量Ｃ0 は、低露点で、センサＳの容量Ｃh が小さくな
り、それによって、出力周波数（Ｆ）が大きくなり過ぎ
ることを防ぐ機能をも有している。
【００１５】又、本発明に従えば、露点の算出及び水分
センサＳの温度依存性を補正するために、計測時の測定
雰囲気温度が測定される。任意の温度測定方法及び装置
を使用し得るが、本実施例では、水分量検出回路１０と
同様に、基本的にはＣＲ発振回路とされる温度検出回路
２０が使用される。
センサＳの温度依存性を補正するために、計測時の測定
雰囲気温度が測定される。任意の温度測定方法及び装置
を使用し得るが、本実施例では、水分量検出回路１０と
同様に、基本的にはＣＲ発振回路とされる温度検出回路
２０が使用される。
【００１６】つまり、この温度検出回路２０は、例えば
Ｃ−ＭＯＳ型のシュミットインバータ２１と、このイン
バータ２１の入出力間、即ち、帰還回路に挿入されたパ
ルス周波数決定用素子である例えばサーミスタのような
抵抗変化式の温度センサＲTと、インバータ１１の入力
側と接地間に接続されたもう１つのパルス周波数決定用
素子である固定静電容量Ｃとによって、温度に関する方
形波パルス信号を発生するＣＲ発振回路を構成し、パル
ス周波数決定用素子である温度センサＲT の抵抗が温度
に応じて変化することによってこのＣＲ発振回路の出力
周波数（ＦT ）を対応的に変化させ、この発振出力、即
ち方形波パルス信号をマイクロコンピュータ１００に送
り、水分量の場合と同様にしてその周波数（ＦT ）に対
応する温度を算出する。
Ｃ−ＭＯＳ型のシュミットインバータ２１と、このイン
バータ２１の入出力間、即ち、帰還回路に挿入されたパ
ルス周波数決定用素子である例えばサーミスタのような
抵抗変化式の温度センサＲTと、インバータ１１の入力
側と接地間に接続されたもう１つのパルス周波数決定用
素子である固定静電容量Ｃとによって、温度に関する方
形波パルス信号を発生するＣＲ発振回路を構成し、パル
ス周波数決定用素子である温度センサＲT の抵抗が温度
に応じて変化することによってこのＣＲ発振回路の出力
周波数（ＦT ）を対応的に変化させ、この発振出力、即
ち方形波パルス信号をマイクロコンピュータ１００に送
り、水分量の場合と同様にしてその周波数（ＦT ）に対
応する温度を算出する。
【００１７】図３は、上記水分量検出装置に使用された
水分センサＳの温度依存性の一例を示す特性図であり、
縦軸に水分センサＳの静電容量Ｃh を取り、横軸に露点
（ＤＰ）を取ったものである。
水分センサＳの温度依存性の一例を示す特性図であり、
縦軸に水分センサＳの静電容量Ｃh を取り、横軸に露点
（ＤＰ）を取ったものである。
【００１８】本発明者は、上述したように、アルミニウ
ム酸化被膜型水分センサの入出力特性（静電容量−露
点）について多くの研究実験を行なった結果、図３にそ
の一例を示すように、 （１）水分センサの温度係数αは一定ではなく、露点毎
に変化すること。 （２）温度係数αは、低露点、即ち−１０℃〜０℃場合
小さく、高露点の場合、高くなるほど大きくなること。 （３）−６５〜−４５℃の低露点では、温度係数αがゼ
ロとなること。 （４）上記低露点、即ち、−６５〜−４５℃より低い露
点では温度係数αの極性が反転すること。 を見出した。
ム酸化被膜型水分センサの入出力特性（静電容量−露
点）について多くの研究実験を行なった結果、図３にそ
の一例を示すように、 （１）水分センサの温度係数αは一定ではなく、露点毎
に変化すること。 （２）温度係数αは、低露点、即ち−１０℃〜０℃場合
小さく、高露点の場合、高くなるほど大きくなること。 （３）−６５〜−４５℃の低露点では、温度係数αがゼ
ロとなること。 （４）上記低露点、即ち、−６５〜−４５℃より低い露
点では温度係数αの極性が反転すること。 を見出した。
【００１９】つまり、本発明者は、水分センサの温度依
存特性、つまり水分センサの入出力特性は、温度係数が
ゼロとなる−６５〜−４５℃の特定の低露点（ＤＰ0 ）
を回転中心として回転することにより実質的に一致させ
ることのできる、所謂、相似曲線群を形成していると考
えることができることが分かった。
存特性、つまり水分センサの入出力特性は、温度係数が
ゼロとなる−６５〜−４５℃の特定の低露点（ＤＰ0 ）
を回転中心として回転することにより実質的に一致させ
ることのできる、所謂、相似曲線群を形成していると考
えることができることが分かった。
【００２０】この考えに基づくと、図１を参照すると理
解されるように、上記構成の水分量検出装置において、
温度補正された真の露点、即ち露点の真値ＤＰは、水分
量検出回路１０からの露点を表わす出力値、即ち、基準
温度ＴS における水分センサＳの特性（基準特性Ｆ）に
基づく出力値をＤＰS とし、温度検出回路２０からの温
度を表わす出力値をＴとしたときに、 ＤＰ＝ＤＰS ＋△ＤＰ （１） △ＤＰ＝α（Ｔ）（Ｔ−ＴS ） （２） α（Ｔ）＝β（ＤＰS −ＤＰ0 ） ：βは定数 （３） が成立する。
解されるように、上記構成の水分量検出装置において、
温度補正された真の露点、即ち露点の真値ＤＰは、水分
量検出回路１０からの露点を表わす出力値、即ち、基準
温度ＴS における水分センサＳの特性（基準特性Ｆ）に
基づく出力値をＤＰS とし、温度検出回路２０からの温
度を表わす出力値をＴとしたときに、 ＤＰ＝ＤＰS ＋△ＤＰ （１） △ＤＰ＝α（Ｔ）（Ｔ−ＴS ） （２） α（Ｔ）＝β（ＤＰS −ＤＰ0 ） ：βは定数 （３） が成立する。
【００２１】今、水分センサの基準特性として温度（Ｔ
S ）３０℃における水分センサの特性を選択し、又、温
度係数がゼロとなるの特定の低露点（ＤＰ0 ）を−５０
℃とすると、上記式（１）は、式（２）、（３）をも考
慮すると、 ＤＰ＝ＤＰS ＋β（ＤＰS ＋５０）（Ｔ−３０） （４） と書き換えることができる。
S ）３０℃における水分センサの特性を選択し、又、温
度係数がゼロとなるの特定の低露点（ＤＰ0 ）を−５０
℃とすると、上記式（１）は、式（２）、（３）をも考
慮すると、 ＤＰ＝ＤＰS ＋β（ＤＰS ＋５０）（Ｔ−３０） （４） と書き換えることができる。
【００２２】本発明者は、多くの実験研究を行なった結
果、β＝６×１０-3とすることにより、つまり、 ＤＰ＝ＤＰS ＋６×１０-3（ＤＰS ＋５０）（Ｔ−３０） （５） にて表される演算式に基づき演算処理することにより、
温度補正された真の露点ＤＰが得られることを見出し
た。
果、β＝６×１０-3とすることにより、つまり、 ＤＰ＝ＤＰS ＋６×１０-3（ＤＰS ＋５０）（Ｔ−３０） （５） にて表される演算式に基づき演算処理することにより、
温度補正された真の露点ＤＰが得られることを見出し
た。
【００２３】更に説明すると、今、水分センサＳの基準
特性を、上述したように、温度（ＴS ）３０℃のときの
曲線Ｆであるとすると、露点計測時の水分センサＳ周辺
の温度（Ｔ）が３０℃であるときには、式（５）から、 ＤＰ＝ＤＰS （６） である。つまり、水分量検出回路１０からの露点を表わ
す出力値に基づいてマイクロコンピュータ１００で算出
された露点ＤＰS がそのまま真の露点ＤＰを表わすこと
になり、露点の真値ＤＰが簡単に求まる。
特性を、上述したように、温度（ＴS ）３０℃のときの
曲線Ｆであるとすると、露点計測時の水分センサＳ周辺
の温度（Ｔ）が３０℃であるときには、式（５）から、 ＤＰ＝ＤＰS （６） である。つまり、水分量検出回路１０からの露点を表わ
す出力値に基づいてマイクロコンピュータ１００で算出
された露点ＤＰS がそのまま真の露点ＤＰを表わすこと
になり、露点の真値ＤＰが簡単に求まる。
【００２４】これに対し、水分センサＳ周辺の露点計測
時の温度（Ｔ）が、例えば４０℃であるときには、露点
の真値ＤＰは温度（Ｔ）４０℃の特性曲線Ｇに基づくも
のとなる。しかしながら、先ず、計測装置においては、
水分量検出回路１０から温度補正されない出力値がマイ
クロコンピュータ１００に入力されると、水分センサＳ
の基準特性曲線Ｆに基づく露点ＤＰS が算出される。次
に、この温度補正されない露点を表わす出力値ＤＰS と
温度検出回路から入力される温度４０℃を表わす温度値
Ｔとによってマイクロコンピュータ１００は、上記演算
式（５）に基づいて演算処理を行ない、水分センサＳの
温度依存特性が十分に補正された露点の真値ＤＰを算出
する。
時の温度（Ｔ）が、例えば４０℃であるときには、露点
の真値ＤＰは温度（Ｔ）４０℃の特性曲線Ｇに基づくも
のとなる。しかしながら、先ず、計測装置においては、
水分量検出回路１０から温度補正されない出力値がマイ
クロコンピュータ１００に入力されると、水分センサＳ
の基準特性曲線Ｆに基づく露点ＤＰS が算出される。次
に、この温度補正されない露点を表わす出力値ＤＰS と
温度検出回路から入力される温度４０℃を表わす温度値
Ｔとによってマイクロコンピュータ１００は、上記演算
式（５）に基づいて演算処理を行ない、水分センサＳの
温度依存特性が十分に補正された露点の真値ＤＰを算出
する。
【００２５】本発明によれば、上述のように、マイクロ
コンピュータ１００内で上記演算式（５）により演算処
理を行なうことによって、計測時の温度が種々に変化し
ても複雑な回路構成を取る必要なしに、水分センサＳの
温度依存特性を十分に補正した露点の真値ＤＰを容易に
算出することができる。
コンピュータ１００内で上記演算式（５）により演算処
理を行なうことによって、計測時の温度が種々に変化し
ても複雑な回路構成を取る必要なしに、水分センサＳの
温度依存特性を十分に補正した露点の真値ＤＰを容易に
算出することができる。
【００２６】図４は、この式により求めた水分センサの
入出力特性図であり、図２に示す実際の水分センサの入
出力特性（静電容量−露点）と実質的に一致しているこ
とが分かる。
入出力特性図であり、図２に示す実際の水分センサの入
出力特性（静電容量−露点）と実質的に一致しているこ
とが分かる。
【００２７】又、表１は、上記実施例の水分量検出装置
による演算処理により得られた結果（演算値）と、標準
器を用いて計測された結果（計測値）とを示すものであ
り、両者の間に大きな相違がないことが分かる。
による演算処理により得られた結果（演算値）と、標準
器を用いて計測された結果（計測値）とを示すものであ
り、両者の間に大きな相違がないことが分かる。
【００２８】
【表１】
【００２９】なお、上記実施例は本発明の単なる例示に
過ぎず、水分センサ以外の化学センサを使用する種々の
計測装置にも本発明が容易に適用できることは言うまで
もない。また、上記実施例に示した回路構成、使用する
素子等は必要に応じて任意に変更できるものである。
過ぎず、水分センサ以外の化学センサを使用する種々の
計測装置にも本発明が容易に適用できることは言うまで
もない。また、上記実施例に示した回路構成、使用する
素子等は必要に応じて任意に変更できるものである。
【００３０】例えば、水分センサとして酸化アルミニウ
ム膜を用いた静電容量型のセンサ以外のセンサを使用し
ても良い。勿論、Ｃ−ＭＯＳシュミットインバータ以外
のインバータや他の回路素子を使用することもでき、ま
た、抵抗変化式の温度センサ（温度検知素子）やマイク
ロコンピュータ以外の素子を使用してもよい。さらに、
発振手段は方形波パルス以外のパルスを発生するもので
もよい。
ム膜を用いた静電容量型のセンサ以外のセンサを使用し
ても良い。勿論、Ｃ−ＭＯＳシュミットインバータ以外
のインバータや他の回路素子を使用することもでき、ま
た、抵抗変化式の温度センサ（温度検知素子）やマイク
ロコンピュータ以外の素子を使用してもよい。さらに、
発振手段は方形波パルス以外のパルスを発生するもので
もよい。
【００３１】実施例２ 図５は、本発明の計測装置をアナログ回路で具現化した
場合の実施例を示す回路構成図である。本実施例でアナ
ログ回路は、水分検出回路として、発振回路、インピー
ダンス−電圧変換・検波回路及び加算回路を有し、又温
度検出回路として、抵抗−電圧変換回路及び電圧増幅回
路を有して構成されている。
場合の実施例を示す回路構成図である。本実施例でアナ
ログ回路は、水分検出回路として、発振回路、インピー
ダンス−電圧変換・検波回路及び加算回路を有し、又温
度検出回路として、抵抗−電圧変換回路及び電圧増幅回
路を有して構成されている。
【００３２】斯かる構成にて、抵抗Ｒ1 及び静電容量Ｃ
2 の定数により決定される一定電圧、一定周波数のパル
ス電圧が化学センサＳと抵抗Ｒ2 、Ｒ3 及び可変抵抗Ｖ
Ｒ１から構成される電子回路に入力されることにより、
化学センサＳのインピーダンスＣh に対応する電圧値を
持つパルス信号がＵ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6
及びＣ3 から構成される検波回路に入力される。ここ
で、信号はセンサのインピーダンスに対応した直流電圧
に変換され、更に、Ｕ３、Ｒ7 、Ｒ8 、Ｒ9 、Ｒ10及び
ＶＲ２から構成される加算回路により、当該直流電圧は
所要の電圧範囲に変換されてＡ／Ｄ変換器ＬＳＩ１に入
力され、Ａ／Ｄ変換されて、マイクロコンピュータＬＳ
Ｉ３へ送られ、被測定物量が演算される。
2 の定数により決定される一定電圧、一定周波数のパル
ス電圧が化学センサＳと抵抗Ｒ2 、Ｒ3 及び可変抵抗Ｖ
Ｒ１から構成される電子回路に入力されることにより、
化学センサＳのインピーダンスＣh に対応する電圧値を
持つパルス信号がＵ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6
及びＣ3 から構成される検波回路に入力される。ここ
で、信号はセンサのインピーダンスに対応した直流電圧
に変換され、更に、Ｕ３、Ｒ7 、Ｒ8 、Ｒ9 、Ｒ10及び
ＶＲ２から構成される加算回路により、当該直流電圧は
所要の電圧範囲に変換されてＡ／Ｄ変換器ＬＳＩ１に入
力され、Ａ／Ｄ変換されて、マイクロコンピュータＬＳ
Ｉ３へ送られ、被測定物量が演算される。
【００３３】一方、温度センサＲT 、で電源Ｖdd、抵抗
Ｒ11及び抵抗Ｒ12から構成される抵抗−電圧変換回路
で、温度センサＲT の抵抗値に対応する電圧信号が、Ｕ
４、Ｕ５、Ｒ3 、Ｒ14、Ｒ15、Ｒ16及びＲ17から構成さ
れる電圧増幅回路に入力され、所要の電圧範囲に増幅さ
れてＡ／Ｄ変換器ＬＳＩ２に入力され、Ａ／Ｄ変換され
てマイクロコンピュータＬＳＩ３へ送られ、温度が算出
される。
Ｒ11及び抵抗Ｒ12から構成される抵抗−電圧変換回路
で、温度センサＲT の抵抗値に対応する電圧信号が、Ｕ
４、Ｕ５、Ｒ3 、Ｒ14、Ｒ15、Ｒ16及びＲ17から構成さ
れる電圧増幅回路に入力され、所要の電圧範囲に増幅さ
れてＡ／Ｄ変換器ＬＳＩ２に入力され、Ａ／Ｄ変換され
てマイクロコンピュータＬＳＩ３へ送られ、温度が算出
される。
【００３４】この温度により、実施例１に詳述したのと
同様に、演算を用いて被測定物量の温度補正がなされ
る。
同様に、演算を用いて被測定物量の温度補正がなされ
る。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の化学セン
サを備えた計測装置は、化学センサの温度依存性を所定
の演算式に基づいて演算処理を行なうことにより補正す
るように構成したので、化学センサの温度依存性が非直
線性であっても、また、被測定量によって温度係数が相
違する場合でも、更には、温度係数の極性が反転する場
合においても、化学センサの温度依存性を十分に補正す
ることができる。従って、どのような温度依存特性を有
する化学センサを使用しても温度変化による測定誤差が
非常に少なくなり、精度の高い計測が行なえるという顕
著な効果がある。
サを備えた計測装置は、化学センサの温度依存性を所定
の演算式に基づいて演算処理を行なうことにより補正す
るように構成したので、化学センサの温度依存性が非直
線性であっても、また、被測定量によって温度係数が相
違する場合でも、更には、温度係数の極性が反転する場
合においても、化学センサの温度依存性を十分に補正す
ることができる。従って、どのような温度依存特性を有
する化学センサを使用しても温度変化による測定誤差が
非常に少なくなり、精度の高い計測が行なえるという顕
著な効果がある。
【図１】本発明の計測装置における水分センサの温度依
存性を補正する方法を説明するための説明図である。
存性を補正する方法を説明するための説明図である。
【図２】本発明の一実施例である水分量検出装置の一例
を示す回路構成図である。
を示す回路構成図である。
【図３】図２の水分量検出装置に使用されている水分セ
ンサの温度依存性を示す特性曲線図である。
ンサの温度依存性を示す特性曲線図である。
【図４】本発明に従って演算される水分量検出装置に使
用されている水分センサの温度依存性を示す特性曲線図
である。
用されている水分センサの温度依存性を示す特性曲線図
である。
【図５】本発明の他の実施例である計測装置の一例を示
す回路構成図である。
す回路構成図である。
１１、１２ Ｃ−ＭＯＳシュミットインバータ １００ マイクロコンピュータ Ｓ 水分センサ ＲT 温度センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 化学センサを使用して検出する被測定量
検出回路と温度を検出する温度検出回路とを備えた計測
装置において、 被測定量検出回路から出力される、基準温度ＴS におけ
る化学センサの基準特性に基づく出力値をＤＰS とし、
温度検出回路からの温度を表わす出力値をＴとしたとき
に、温度補正された被測定量の真値ＤＰを、下記演算
式、 ＤＰ＝ＤＰS ＋β（ＤＰS −ＤＰ0 ）（Ｔ−ＴS ） （ここで、βは使用する化学センサによって決まる定
数、そしてＤＰ0 は温度係数がゼロとなる被測定量）に
基づき演算し、前記化学センサの温度依存性を補正する
ことを特徴とする化学センサを備えた計測装置。 - 【請求項２】 前記計測装置は、水分センサをパルス周
波数決定用素子として含む発振手段と、温度センサをパ
ルス周波数決定用素子として含む発振手段と、前記両発
振手段から出力されたパルス信号の一定時間におけるパ
ルス数を計数し、その計数結果に基づいて水分量及び温
度を算出するディジタル演算処理手段とを具備する水分
量検出装置であることを特徴とする請求項１の計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23905493A JP2741569B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 化学センサの温度依存性を補正した計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23905493A JP2741569B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 化学センサの温度依存性を補正した計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772103A JPH0772103A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2741569B2 true JP2741569B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=17039191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23905493A Expired - Fee Related JP2741569B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 化学センサの温度依存性を補正した計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741569B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001324463A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Hioki Ee Corp | ガス濃度検出センサおよびガス濃度測定装置 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP23905493A patent/JP2741569B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772103A (ja) | 1995-03-17 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |