JP3440457B2 - 湿度検知装置及び方法 - Google Patents
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Description
る湿度検知技術、特に、空気調和機に好適な湿度検知技
術に関する。
す湿度を検知する湿度センサがある。一般に湿度センサ
は湿度に応じた電圧を出力する。図5は従来の湿度セン
サの出力特性を示した図である。図中、横軸は空気の湿
度を、縦軸は湿度検知装置の出力電圧を示す。この図に
示すように、従来の湿度センサは湿度に応じて連続的に
変化する電圧を出力する。
用いられる。例えば、室内の空気の温度及び湿度を制御
する空気調和機に用いられる。このような電気機器にお
いては、図6に示すように、電気機器の動作を制御する
制御回路(マイクロプロセッサ等)30’が備わってお
り、制御回路30’は湿度センサ10’により検知され
た湿度に基づき電気機器内の種々の回路に対して所定の
制御を行う。このとき、制御回路30’は湿度センサ1
0’から出力されたアナログ電圧を、アナログ基準電圧
Vrefに基づいてデジタル値に変換(以下、「A/D変
換」という。)し、このデジタル値に基づいて湿度を判
定する。アナログ基準電圧Vrefは、A/D変換の際の
アナログ電圧の最大値を与えるものである。例えば、8
ビットのデジタル値(00〜FF)に変換するときは、
アナログ基準電圧Vrefはデジタル値FFに対応するア
ナログ電圧の値を示す。このアナログ基準電圧Vrefは
抵抗R21、R22からなる直列回路により電源電圧V
ccが分圧されて得られる。
センサ10’はそれ自体±5%程度の検出誤差を有す
る。また、制御回路30’でアナログ電圧をデジタル値
に変換する際に、量子誤差による変換誤差(±1ビット
程度)があり、また、アナログ基準電圧Vrefを与える
抵抗R21、R22の値のバラツキや、電源電圧Vccの
変動等もあるため、制御回路30’においても、A/D
変換時に誤差が生ずる。これらを加算すると、従来の湿
度センサでは、全体で10%程度の検出誤差を有するこ
とになり、結果として、精度の高い湿度検知が行えない
という問題があった。このため、電気機器において湿度
に基づいた制御を行うときに、その精度が悪くなるとい
う問題があった。特に、空気調和機においては、より快
適な空調環境を作り出すために湿度に基づき種々の制御
を行うことがあり、高い制御精度を実現するために湿度
をより正確に検知することは重要な問題である。
れたものであり、その目的とするところは、高い制御精
度を実現し、特に、空気調和機に好適な湿度検知装置及
び方法を提供することにある。
め、本発明に係る湿度検知装置は、空気の湿度に応じて
連続的に変化する電圧を出力する湿度検知部と、湿度検
知部からの出力電圧を所定の電圧範囲毎に段階的に変化
する電圧に変換し、出力するステップ出力部とを備え
る。また、湿度検知装置はステップ出力部の出力電圧を
受け、その出力電圧のレベルを判定することにより湿度
を判定する判定部をさらに備えてもよい。
け、室内の湿度を検知するようにしてもよい。
に応じて所定の湿度範囲毎に段階的に変化する電圧を生
成し、その電圧のレベルを判定することにより湿度を判
定する。
明に係る湿度センサの実施の形態を説明する。
す。湿度センサは、空気の湿度を電圧に変換するセンサ
部10と、センサ部10からの出力電圧を所定の電圧範
囲毎に変化する電圧に変換するステップ出力部20とか
らなる。湿度センサからの出力はマイクロプロセッサ等
からなる制御回路30に入力される。これらの湿度セン
サ及び制御回路30は通常電気機器に組み込まれて使用
される。制御部30は電気機器内の各部に対して所定の
制御を行う。
センサと同様の出力特性を有する。すなわち、センサ部
10は図2に示すように空気の湿度に応じて連続的に変
化するアナログ電圧A'vを出力する。特に、図中では、
湿度が40%、50%、60%、70%のときのセンサ
部10の出力電圧A'vをそれぞれV1、V2、V3、V
4と示している。
の出力電圧A'vを受け、その出力電圧A'vを所定の電圧
範囲毎に段階的に変化する図3に示すような電圧Avに
変換して出力する。その構成は、図1に示すように、コ
ンパレータC1〜C4と、各コンパレータC1〜C4の
出力に一端が接続された抵抗R1〜R4と、抵抗R11
〜R17とからなる。抵抗R11〜R15は直列回路を
形成し、コンパレータC1〜C4のそれぞれに対して基
準電圧を与える。抵抗R16、R17は湿度センサの出
力電圧に寄与する。
(−)には、抵抗11〜15からなる直列回路により電
源電圧Vccが分圧された基準電圧がそれぞれ与えられ、
正入力端子(+)にはセンサ部10からの出力電圧A'v
が入力される。抵抗R1〜R4の他端は、抵抗R16と
抵抗R17とが接続されるノードAに接続される。この
ノードAの電圧を湿度センサの出力電圧Avとする。こ
の電圧Avは制御回路30に入力される。
に入力される電圧が負入力端子より小さいときは、その
出力端子をグランド電位に制御し、正入力端子に入力さ
れる電圧が負入力端子に入力される電圧以上のときは、
その出力端子を開放するように、出力を制御する。ここ
で、各コンパレータC1、C2、C3、C4に対する基
準電圧は、湿度が40%、50%、60%、70%のと
きのセンサ部10の出力電圧V1、V2、V3、V4と
等しい値である。コンパレータC1〜C4に与えられる
基準電圧は、抵抗11〜15の値を適当に選択して決定
される。
サ部10からの出力電圧A'vがそれぞれの基準電圧以上
になったときは、コンパレータC1〜C4に接続する抵
抗R1〜R4をフローティング状態とし、一方、出力電
圧A'vが基準電圧を下回るときは抵抗R1〜R4の一端
を接地する。したがって、出力電圧A'vがV1より低い
場合、ノードAとグランドGND間において、抵抗R1〜
R4及び抵抗R17からなる並列回路が形成される。ま
た、出力電圧A'vがV1とV2の間の電圧である場合、
ノードAとグランドGND間において、抵抗R2〜R4及
び抵抗R17からなる並列回路が形成される。このよう
に、センサ部10からの出力電圧A'vが増加するに従
い、電圧V1、V2、V3、V4毎に、ノードAとグラ
ンド間に形成される並列回路を形成する抵抗の数が減少
し、並列回路全体の抵抗値が大きくなるため、ノードA
の電圧が段階的に上昇する。
て連続的に変化する電圧が出力されていたが、本湿度セ
ンサでは、図3に示すように湿度変化に対して所定範囲
毎にステップ状に変化する電圧が出力される。具体的に
は、図3に示すように、湿度が40%より低いときは電
圧V'0が、湿度が40〜50%の範囲にあるときは電圧
V'1が、湿度が50〜60%の範囲にあるときは電圧
V'2が、湿度が60〜70%の範囲にあるときは電圧
V'3が、湿度が70%を超えると、電圧V'4が出力され
る。このことから、本実施形態の湿度センサは湿度を所
定範囲毎に検出するとも考えられる。
力電圧を段階的に変化させるときの湿度範囲を10%の
幅で設定したが、設定範囲の幅はこれに限られず、任意
の幅で設定してもよい。
用いて湿度の判定を行う制御回路30の動作について説
明する。
すフローチャートである。図に示すように、制御回路3
0は、まず、湿度センサ(ステップ出力部20)のアナ
ログ出力電圧Avを入力し(S1)、それをA/D変換
する(S2)。このA/D変換された後のデジタル値を
Dvとする。その後、制御回路30はA/D変換後の値
Dvを所定の判定レベル(判定値x1〜x4)と比較する
ことにより湿度範囲を判定する。
る。判定値x1は、電圧V'0と電圧V'1とをそれぞれA
/D変換して得られる値の間の値に設定する。判定値x
2は、電圧V'1と電圧V'2とをそれぞれA/D変換して
得られる値の間の値に設定する。判定値x3は、電圧V'
2と電圧V'3とをそれぞれA/D変換して得られる値の
間の値に設定する。判定値x4は、電圧V'3と電圧V'4
とをそれぞれA/D変換して得られる値の間の値に設定
する。各判定値x1〜x4は、電圧V'1〜V'4をA/D変
換して得られる値に対して、十分なマージン(幅)をと
って設定する。これにより、電圧V'1〜V'4をA/D変
換する際に電源電圧Vccの変動等による誤差が生じて
も、その誤差がマージンにより吸収され、変動による影
響を受けない判定が可能となる。
値Dvが判定値x1より小さいか否かを判定する(S
3)。デジタル値Dvが判定値x1より小さいときは湿度
を40%以下と判定し(S4)、処理を終了する。一
方、デジタル値Dvが判定値x1以上のときは、ステップ
S5に進む。
が判定値x2より小さいか否かを判定する。デジタル値
Dvが判定値x2より小さいときは、湿度を40〜50
%の間と判定し(S6)、処理を終了する。一方、デジ
タル値Dvが判定値x2以上のときは、ステップS7に進
む。
が判定値x3より小さいか否かを判定する。デジタル値
Dvが判定値x3より小さいときは湿度を50〜60%の
間と判定し(S8)、処理を終了する。デジタル値Dv
が判定値x3以上のときは、ステップS9に進む。
が判定値x4より小さいか否かを判定する。デジタル値
Dvが判定値x4より小さいときは湿度を60〜70%の
間と判定し(S10)、処理を終了する。デジタル値D
vが判定値x4以上のときは、湿度を70%以上と判定す
る(S11)。
サからの出力を用いて湿度(湿度範囲)を判定し、その
後、その湿度範囲に基づき電気機器の所定の制御を行
う。
サからの検出値と、所定の判定値とを比較して湿度を判
定する。このとき、判定値は、湿度センサによる検出値
との間に十分なマージンを取った値に設定しておく。こ
れにより、制御回路30において、電源電圧Vcc変動、
基準抵抗値のバラツキ等により、検出値をA/D変換す
る時に変換誤差が生じたとしても、その誤差による影響
を受けない湿度判定が可能となる。したがって、湿度判
定において、制御回路30におけるA/D変換時に発生
する誤差の影響を除去でき、センサ部10における誤差
のみが検出精度に影響するようになるため、全体として
検出精度を向上できる。
調和機の室内機等に取り付けられ、湿度センサにより検
知された室内湿度と、他のセンサにより検知された室内
温度(室内機の吸入温度)もしくは配管温度(冷媒温
度)等とともに、室内機及び室外機の制御に使用されて
もよい。これにより、空気調和機において、湿度に基づ
く所定の制御をより高い精度で実現できる。
湿度に応じて段階的に変化する電圧を出力する。湿度に
基づいて所定の制御を行う制御回路において、この湿度
検知装置からの出力電圧を用いてその電圧レベルを判定
し、湿度を判定することにより、量子誤差や電源電圧の
変動等によるアナログ−デジタル(A/D)変換時の変
換誤差が除去されるため、精度の高い湿度検知が実現で
きる。特に、空気調和機において、湿度検知装置を室内
機等に取りつけることにより、湿度を高い精度で検知で
きるため、湿度に基づく所定の制御をより高い精度で実
現でき、より快適な空調環境を作ることができる。ま
た、本発明の湿度検知方法によっても同様の効果が得ら
れる。
図。
検出結果を用いて所定の制御を行う制御回路とを示す
図。
Claims (3)
- 【請求項1】 空気の湿度に応じて連続的に変化する電
圧を出力する湿度検知部と、 該湿度検知部からの出力電圧を、所定の湿度幅毎に区分
された湿度範囲に対応した電圧範囲毎に段階的に変化す
る電圧に変換し、出力するステップ出力部と、 上記ステップ出力部の出力電圧を受け、該出力電圧のレ
ベルを判定することにより現状の湿度が属する湿度範囲
を判定する判定部とを備えたことを特徴とする湿度検知
装置。 - 【請求項2】 空気調和機に取り付けられ、室内の湿度
を検知するようにした請求項1記載の湿度検知装置。 - 【請求項3】 空気の湿度に応じて、所定の湿度幅毎に
区分された湿度範囲に対応した湿度範囲毎に段階的に変
化する電圧を生成し、 該電圧のレベルを判定することにより現状の湿度が属す
る湿度範囲を判定することを特徴とする湿度検知方法。
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