JP4941499B2

JP4941499B2 - 湿度検知回路

Info

Publication number: JP4941499B2
Application number: JP2009099825A
Authority: JP
Inventors: 正芳宮原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: JP2010249684A

Description

本発明は、家電商品向けの空調機器、除湿機、加湿機などにおいて空気の相対湿度を連続的に検知する湿度検知回路に関するものである。

近年、空調機能の改善に伴い、一般家庭で使用される比較的安価な空調機においても室温の制御のみならず、フィルター使用による空気中の粉塵の低減や、加湿や除湿による適切な湿度状態の維持等、空気の質の改善に関する要求が高まり、このような高品質な空気の状態を正確に判断して維持するために温度に次いで快適性への影響の大きい相対湿度の状態をできるだけコストを掛けずに長期的、且つ正確に測定が行える湿度検知回路に対する要求が高まってきている。

従来、この種の家電商品に搭載される比較的に安価な構成で精度が高い相対湿度の測定が行える湿度検知回路の一般的な構成としては、相対湿度および温度により抵抗値が変化する感湿素子であるところの湿度センサーと、抵抗とを直列に接続して発振回路で交流となる矩形波の電圧信号を印加した状態において感湿素子と抵抗との接続点に生じる電圧値から相対湿度の値を判定する方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その湿度検知回路について図１８を参照しながら説明する。

直流電源１０１の電力で正弦波交流信号を出力する発振回路１０２の信号出力に感湿素子である湿度センサー１０３とアナログスイッチ１０４と抵抗１０５が直列に接続され、湿度センサー１０３とアナログスイッチ１０４の接続点の電圧信号をバッファー回路１０６を介してコンパレータ回路１０７に入力して、コンパレータ回路１０７での電圧比較の結果を制御装置１０９に取り込むことで相対湿度の検知結果により制御装置１０９で空気調和機を動作させる構成であり、制御装置１０９により相対湿度の検知が必要でないときには湿度センサー１０３に直列接続したとアナログスイッチ１０４をＯＦＦすることでと湿度センサー１０３に発振回路１０２の出力電圧を印加しないように構成されていた。

特開昭６０−１８６９１６号公報

このような従来の湿度検知回路においては、湿度センサー１０３の寿命を伸ばす湿度センサー１０３への発振回路１０２の出力電圧の印加を切替えるアナログスイッチ１０４が必要であるために、部品点数が増え、回路構成が複雑となる課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、部品点数をより低減した単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れる湿度検知回路を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と備え、前記感湿素子と感温素子は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部構成し、前記第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を共に、前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態のうち一つの状態に切替える第２の期間とを有するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

また、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と備え、前記感湿素子と感温素子は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、第１の入出力手段の状態を前記高インピーダンス状態に切替える第２の期間とを有するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

また、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段および第３の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と、所定の抵抗値を有する分圧抵抗とを備え、前記感湿素子と感温素子と分圧抵抗は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段と第３の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第２の入出力手段を高インピーダンス状態として、かつ前記第１の入出力手段と第３の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、前記第１入出力手段を高インピーダンス状態として、かつ前記第２の入出力手段と第３の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を逆にして切替えて、直流電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から温度を判定する第２の期間とを有するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と備え、前記感湿素子と感温素子は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部構成し、前記第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を共に、前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態のうち一つの状態に切替える第２の期間とを有するものである。

これにより、第１の入出力手段と第２の入出力手段から出力する状態を電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて矩形波電圧信号を出力するとともに、この出力を周期的に停止して、この出力を停止している第２の期間においては第１の入出力手段と第２の入出力手段を電圧の出力状態と電力の吸い込み状態、および高インピーダンス状態のうち一つの状態に切替えることで、第１の入出力手段と第２の入出力手段の間に直列に接続される感湿素子と感温素子には電位差が発生せず電圧を印加しない状態にすることができ、電流が流れないこととなるために、部品点数を増やさずに単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れるという効果を得ることができる。

また、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と備え、前記感湿素子と感温素子は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、第１の入出力手段の状態を前記高インピーダンス状態に切替える第２の期間とを有するものであり、第２の期間の作用により、感湿素子には電圧を印加しない状態を実現することができ、部品点数を増やさずに単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れるという効果を得ることができる。

また、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段および第３の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と、所定の抵抗値を有する分圧抵抗とを備え、前記感湿素子と感温素子と分圧抵抗は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段と第３の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第２の入出力手段を高インピーダンス状態として、かつ前記第１の入出力手段と第３の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、前記第１入出力手段を高インピーダンス状態として、かつ前記第２の入出力手段と第３の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を逆にして切替えて、直流電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から温度を判定する第２の期間とを有するものであり、第２の期間の作用により、感湿素子には電圧を印加しない状態を実現することができ、部品点数を増やさずに単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の湿度検知回路の構成を示す回路図同湿度検知回路を構成する入出力手段の概略の構成を示す図同入出力手段が電圧出力の状態であるときの概略の構成を示す図同入出力手段が電力の吸い込み状態であるときの概略の構成を示す図同入出力手段が高入力インピーダンスの状態であるときの概略の構成を示す図同湿度検知回路を構成する抵抗値変化型の湿度センサーの温度に対する抵抗値の関係を示す図同湿度検知回路を構成する湿度センサーとサーミスターの直列接続時の温度に対する抵抗分圧比の関係を示す図同湿度検知回路を構成する入出力手段の出力状態のタイミングを示す図同湿度検知回路を構成する入出力手段の出力状態とＡ／Ｄ変換読込手段に印加される電圧の変化のタイミングを示す図湿度変換データーテーブルの一例を示す図同湿度検知回路を構成する入出力手段の出力状態の第２のタイミングを示す図同湿度検知回路を構成する入出力手段の出力状態の第３のタイミングを示す図本発明の実施の形態２の湿度検知回路の構成を示す回路図本発明の実施の形態３の湿度検知回路の構成を示す回路図同湿度検知回路を構成する入出力手段の出力状態とＡ／Ｄ変換読込手段に印加される電圧の変化のタイミングを示す図温度変換データーテーブルの一例を示す図各温度毎に規定した湿度変換データーテーブルの一例を示す図従来の湿度検知回路の概略の構成を示す図

本発明の請求項１記載の湿度検知回路は、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と備え、前記感湿素子と感温素子は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する期間と、第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を共に、前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態、および高インピーダンス状態のうち一つの状態に切替える期間とを有するものである。

これにより、第１の入出力手段と第２の入出力手段から出力する状態を電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて矩形波電圧信号を出力するとともに、この出力を周期的に停止して、この出力を停止している期間においては第１の入出力手段と第２の入出力手段を電圧の出力状態と電力の吸い込み状態、および高インピーダンス状態のうち一つの状態に切替えることで、第１の入出力手段と第２の入出力手段の間に直列に接続される感湿素子と感温素子には電位差が発生せず電圧を印加しない状態にすることができ、電流が流れないこととなるために、特別にスイッチング素子を設けることなく、部品点数を増やさずに単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れるという効果を奏する。

また、本発明の請求項２記載の湿度検知回路は、第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を共に、電力の吸い込み状態に切替える期間を有するものである。

これにより、これにより、第１の入出力手段と第２の入出力手段から出力する状態を電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて矩形波電圧信号を出力するとともに、この出力を周期的に停止して、この出力を停止している期間においては第１の入出力手段と第２の入出力手段を電力の吸い込み状態に切替える第１の入出力手段と第２の入出力手段の間に直列に接続される感湿素子と感温素子には電圧が印加されずに電流が流れないこととなるために、部品点数を増やさずに単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れるという効果を奏する。

また、本発明の請求項３記載の湿度検知回路は、第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を共に、高インピーダンス状態に切替える期間を有するものである。

これにより、これにより、第１の入出力手段と第２の入出力手段から出力する状態を電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて矩形波電圧信号を出力するとともに、この出力を周期的に停止して、この出力を停止している期間においては第１の入出力手段と第２の入出力手段を高インピーダンス状態に切替える第１の入出力手段と第２の入出力手段の間に直列に接続される感湿素子と感温素子には電圧が印加されずに電流が流れないこととなるために、部品点数を増やさずに単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れるという効果を奏する。

また、本発明の請求項４記載の湿度検知回路は、感湿素子と感温素子の接続点とＡ／Ｄ変換読込手段を接続した構成において、前記接続点の部分に直流インピーダンスを低減させるインピーダンス低減手段を配置した構成にしてもよい。

これにより、感湿素子と感温素子と、およびＡ／Ｄ変換読込手段を接続した接続点の部分に直流インピーダンスを低減させるインピーダンス低減手段を配置しているために、接続点の部分は接続しているインピーダンス低減手段の有するインピーダンス以上の抵抗値にはならないために、外来ノイズを受けた状態においてもＡ／Ｄ変換読込手段にて読み込む電圧値への外来ノイズの影響を低減することができるために、外来ノイズを受ける使用状態においても、より正確な相対湿度の検知が行えるという効果を奏する。

また、請求項５記載の湿度検知回路は、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と備え、前記感湿素子と感温素子は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する期間と、第１の入出力手段の状態を前記高インピーダンス状態に切替える期間とを有するものである。

これにより、第１の入出力手段と第２の入出力手段から出力する状態を電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて矩形波電圧信号を出力するとともに、この出力を周期的に停止して、この出力を停止している期間においては第１の入出力手段を高インピーダンス状態に切替えることで、第１の入出力手段に一端が接続される感湿素子は電圧を印加しない状態にすることができ、感湿素子には電流が流れないこととなるために、特別にスイッチング素子を設けることなく、部品点数を増やさずに単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れるという効果を奏する。

また、請求項６記載の湿度検知回路は、電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段および第３の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と、所定の抵抗値を有する分圧抵抗とを備え、前記感湿素子と感温素子と分圧抵抗は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段と第３の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第２の入出力手段を高インピーダンス状態として、かつ前記第１の入出力手段と第３の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する期間と、前記第１入出力手段を高インピーダンス状態として、かつ前記第２の入出力手段と第３の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を逆にして切替えて、直流電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から温度を判定する期間とを有するものである。

これにより、第２の入出力手段と第３の入出力手段から出力する状態を電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて矩形波電圧信号を出力するとともに、この出力を周期的に停止して、この出力を停止している期間においては第２の入出力手段と第３の入出力手段から合成電圧が直流となる電圧の出力を行うこととなり、第１の入出力手段を信号の検出入力の状態としているために、第１の入出力手段に接続される感湿素子には高インピーダンス状態の接続により電流が流れないこととなるために、特別にスイッチング素子を設けることなく、単純な構成において感湿素子の長寿命化が図れるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示しているように、相対湿度と温度によって抵抗が変化する感湿素子１と、この感湿素子１と同等の温度抵抗特性を有する感温素子２を直列に接続して、図上、一点鎖線で囲んで示した湿度センサー部３を構成し、この湿度センサー部３を相対湿度を測定したい空間に暴露させる構成としており、また感湿素子１の一端は第１の入出力手段４ａと接続し、感温素子２の一端は第２の入出力手段４ｂと接続し、さらに感湿素子１と感温素子２の接続点３ａはノイズフィルター構成５を介してＡ／Ｄ変換読込手段６と接続している。

また、第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂは一般的な１チップマイクロコンピューター７が備えているＣＭＯＳ構造の入出力端子の機能を活用し、またＡ／Ｄ変換読込手段６も１チップマイクロコンピューター７が備えているアナログ電圧値を入力として同電圧値をデジタル値に変換して取り込み、１チップマイクロコンピューター７が有するアルゴリズムにより演算処理を可能とするアナログ・デジタル変換端子を活用して構成しており、この１チップマイクロコンピューター７は電力の供給源となる電源８と接続して、この電源８から供給される電力により動作しているものである。

ここで、活用する１チップマイクロコンピューター７は、あらかじめ設定したアルゴリズムを有し、このアルゴリズムによる演算結果を保存するＲＯＭ、およびＲＡＭ、また前記アルゴリズムの実行を行うＣＰＵを搭載したものである。

次に、図２から図５に基づいてこのような１チップマイクロコンピューター７が備えているＣＭＯＳ構造の入出力端子の構成と動作について説明する。

図に示しているように、１チップマイクロコンピューター７のＣＭＯＳ構造の入出力端子はＰチャンネルＦＥＴ７ａ（図２上ＰＣｈ記載）とＮチャンネルＦＥＴ７ｂ（図２上ＮＣｈ記載）を直列に接続して、この接続部分を入出力端子部４として、ＰチャンネルＦＥＴ７ａ側を電源８の正極と接続し、さらにＮチャンネルＦＥＴ７ｂ側を電源８のＧＮＤと接続した構成である。

また、各ＦＥＴのゲート入力は１チップマイクロコンピューター７の内部の主要構成であるソフトウェアーの規定に従い動作するロジック構成７ｃにより同時に駆動され、また入出力端子部４の電圧状態は高入力インピーダンスのバッファー構成７ｄ（図２上ＢＦＵ記載）を介してソフトウェアーの規定に従いロジック構成７ｃの内部に読み込まれて１チップマイクロコンピューター７のソフトウェアーで規定される動作判定の元とするように一般的に構成されている。

ここで、ＣＭＯＳ構造の入出力端子は例えば、図３に示したようにＰチャンネルＦＥＴ７ａがＯＮ状態、ＮチャンネルＦＥＴ７ｂがＯＦＦ状態になるようにロジック構成７ｃにてゲート駆動されると、図上、太い矢印線で示したように入出力端子部４からは電源８の電圧が直接的に出力され、電源８からの電力が取り出せる状態となる。

また、図４に示したようにＰチャンネルＦＥＴ７ａがＯＦＦ状態、ＮチャンネルＦＥＴ７ｂがＯＮ状態になるようにロジック構成７ｃにてゲート駆動されると、図上、太い矢印線で示したように入出力端子部４は電源８のＧＮＤとＯＮ状態のＮチャンネルＦＥＴ７ｂにより直接的に接続されるために、入出力端子部４に印加される外部からの電力を吸い込みＧＮＤに通過させる状態となる。

さらに、図５に示したようにＰチャンネルＦＥＴ７ａとＮチャンネルＦＥＴ７ｂが共にＯＦＦ状態になるようにロジック構成７ｃにてゲート駆動されると、図上、太い矢印線で示したように入出力端子部４は外部からバッファー構成７ｄにのみ接続された状態となり電流の入出力がほぼ無いバッファー構成７ｄの持つ高入力インピーダンスの状態となる。

なお、一般的な１チップマイクロコンピューター７が備えているバッファー構成７ｄの入力インピーダンスは通常４ＭΩ程度以上の高抵抗である。

よって、一般的な１チップマイクロコンピューター７が備えているＣＭＯＳ構造の入出力端子はアルゴリズムの実行により電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態のいずれかに切替えることができる。ここで、１チップマイクロコンピューター７には電源８から直流電力を供給しているが、この電源８は詳細な説明は省くが、例えば商用電源を降圧して直流平滑し定電圧化する一般的なＤＣ安定化電源回路で構成するものである。

この、電源８から供給される電力をソフトウェアーの記述により１チップマイクロコンピューター７を動作させて第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂの機能を切替ええることで湿度センサー部３を構成する感湿素子１と感温素子２に電力を供給し、感湿素子１と感温素子２の接続点３ａに分圧電圧を生じさせ、この分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６でデジタル値に変換して１チップマイクロコンピューター７の内部に取り込み、このデジタル値に変換された感湿素子１と感温素子２の接続点３ａに生じた分圧電圧値からソフトウェアーにて記述した判定処理により相対湿度の値を判断する構成としている。

ここで、感湿素子１は例えば、有機系高分子系の抵抗値変化型の一般的な湿度センサーである。

有機系高分子系の抵抗値変化型の湿度センサーは相対湿度が高くなれば抵抗値は小さくなり、また相対湿度が低くなれば抵抗値は対数的に非常に大きくなる特性を一般的に有するが、温度の変化に対しても抵抗値が変化する特性も有している。

次に、このような抵抗値変化型の湿度センサーの特性を図６に基づいて説明する。

図６は横軸を周囲の温度変化とし縦軸を抵抗値の変化として、各相対湿度の状態における湿度センサーの抵抗値の変化を示したものである。

抵抗値変化型の湿度センサーは図６に示しているように一般的に相対湿度、および温度の変化に対する依存性を有し、同一の相対湿度の状態であれば周囲の温度が高くなれば湿度センサーの抵抗値は対数的に小さくなる特性となり、その抵抗値の範囲は例えば周囲温度が１０℃で相対湿度が２０％ＲＨのときであれば１０ＭΩ程度の非常な高抵抗となり、また周囲温度が４０℃で相対湿度が９０％ＲＨのときであれば２ｋΩ程度の比較的低い抵抗値となる。

この湿度センサーの温度の変化に対する抵抗の変化は、負特性感温素子であるところの、いわゆるサーミスターと近似の変化特性を有している。

また、抵抗値変化型の湿度センサーは２つの櫛歯状の電極を非接触状態に近接させてセラミック等の絶縁板に密着させて配置し、その全体を含有する水分において抵抗値が変化する含水性の高いポリスチレンスルフォン酸、アルギン酸、ポリアクリル酸、セルロース系などの高分子樹脂で覆った構造が一般的であり、この構造から等価回路は抵抗成分と容量成分が並列接続された構成に置き換えることが可能である。

このような、湿度センサーに直流電圧が印加されると電極を覆う樹脂の内部において含水した水分に基づいてイオン移動による電気分解が非可逆的に進行し、初期状態に有している相対湿度に対する抵抗変化の特性が変化するために、湿度センサーへの印加する電圧波形は正弦波や矩形波の交流波形とすることで一方的な電気分解が生じ難いように駆動することが一般的であり、相対湿度に対する抵抗の値は、予め規定する一定の周波数の正弦波や矩形波（デューティ比が５０％）の交流電圧を印加した状態に測定されるインピーダンスの値で規定されている。

よって、湿度センサーの実際の使用においても規定した一定の周波数の正弦波や矩形波の交流電圧を印加して駆動することで長期的に精度の高い相対湿度の測定が行えるようにしている。

ここで、感温素子２は前記の感湿素子１である湿度センサーの有する周囲の温度に対する抵抗値変化の特性と近似の特性（Ｂ定数および標準抵抗値）を有した図６上に太点線で示したような温度に対する負特性の抵抗変化特性を持つ、いわゆるサーミスターを使用するものである。

以上のような湿度センサーであるところの感湿素子１とサーミスターであるところの感温素子２を直列接続した湿度センサー部３の構成の状態において、その両端に電圧を印加すると接続点３ａには図７に示したように湿度センサーの有する周囲温度に対する抵抗値変化の影響がほぼ除かれた相対湿度に応じた抵抗分圧比で分圧された分圧電圧が生じることとなり、この分圧電圧から相対湿度を判断することが可能となる。

なお、図７においては相対湿度が５５％における湿度センサーの温度に対する抵抗値の変化特性にＢ定数（および標準抵抗値）を合わせたサーミスターを用いて温度補正を実施した時の抵抗分圧比の結果の一例を示している。

ここで、ノイズフィルター構成５は、接続点３ａに生じた分圧電圧を安定させＡ／Ｄ変換読込手段６が読み込む電圧値の外来ノイズ等の低減するための抵抗、およびコンデンサーで構成した一般的なＣＲフィルターである。

なお、ノイズフィルター構成５は相対湿度を測定するために必要な基本的な構成ではないために接続点３ａとＡ／Ｄ変換読込手段６を直接的に接続してノイズフィルター構成５を削除することも可能である。

次に、図８と図９に基づいて第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂから出力して湿度センサー部３に印加する駆動電圧と接続点３ａに生じる分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６で１チップマイクロコンピューター７内部に読み込み相対湿度を判断するソフトウェアーにて記述する判定処理の一連の制御内容を説明する。

ここで、図８は時間を部分的に区切り、一定時間の間の第１の入出力手段４ａ（図上ＩＯ１と表記）と第２の入出力手段４ｂ（図上ＩＯ２と表記）の電圧出力の状態を電圧出力状態を５Ｖ、電力の吸い込み状態をＯＶと表現して示したものであり、図９は更に時間を部分的に拡大してＡ／Ｄ変換読込手段６（図上Ａ／Ｄｉｎと表記）に印加される接続点３ａに生じる分圧電圧の状態も付加した図である。

図８に示しているように、あるＰａ時点において第１の入出力手段４ａを電圧出力の状態のまま、第２の入出力手段４ｂを電圧出力から電力の吸い込みの状態に予め規定する期間ｔａの時間の間、変化させて、まず、感湿素子１側を高電位として感温素子２の方向に電流を流す。

次に、第１の入出力手段４ａを電圧出力から電力の吸い込み状態に変化させて、同時に第２の入出力手段４ｂを電力の吸い込み状態から電圧出力の状態に再度ｔａ時間の間変化させて、感温素子２側を高電位として感湿素子１の方向に電流を流す。

以上のｔａ時間毎に反転する湿度センサー部３への電圧の印加を１サイクルとして繰り返すことで、湿度センサー部３には交流となる矩形波電圧を印加するようにしている。

次に、この湿度センサー部３への矩形波電圧の印加を予め規定する期間ｔｂの時間の間繰り返し（図８においては矩形波電圧の６サイクル分）、図９に示したように期間ｔｂ経過前の第１の入出力手段４ａを電圧出力から電力の吸い込み状態に変化させる直前のＰｂ時点（図示）において接続点３ａに生じる分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６で１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値に変換して読み込み、この読み込んだデジタル値から湿度センサー部３で検知した湿度の値を１チップマイクロコンピューター７の内部において判定処理を行うようにしている。

次に、期間ｔｂ（第１の期間）経過後、図８に示しているように、予め規定する期間ｔｃ（第２の期間）の間は、第１の入出力手段４ａ、および第２の入出力手段４ｂとも共に電圧出力の状態として湿度センサー部３の両端に同位の電圧を印加することで、感湿素子１に電流を流さないようにする湿度検知の休止期間を設けている。

以上の、期間ｔｂ（第１の期間）の間の湿度センサー部３への矩形波電圧の印加とＰｂ時点の相対湿度の値の判断、および期間ｔｃの湿度検知の休止期間を１サイクルとして繰り返すようにアルゴリズムを構成することで、連続的な相対湿度の検知が１チップマイクロコンピューター７で行えることとなる。

ここで、１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値に変換して読み込んだ接続点３ａに生じた分圧電圧の値は、前述したように感湿素子１である湿度センサーの有する周囲温度に対する抵抗値変化の影響がほぼ除かれた相対湿度に対する抵抗値変化に応じたの分圧電圧が生じることとなり、この分圧電圧から例えば１チップマイクロコンピューター７の内部ＲＯＭ上に分圧電圧のデジタル値と相対湿度の一義的関係を定めた図１０に示したような湿度変換のデーターテーブルを持たせて、読み込んだ分圧電圧のデジタル値をこのデーターテーブルと照らし合わせることで湿度センサー部３で検知した実際の相対湿度の値を１チップマイクロコンピューター７の内部で判断することとなる。

図１０は１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値（図上は読み込んだ電圧値を１０２４段階に変換して１０進値にて表現）に変換して読み込んだ接続点３ａに生じた周囲温度に対する抵抗値変化の影響がほぼ除かれたの相対湿度に対応する分圧電圧と実際の相対湿度の対応を一義的に規定した湿度変換データーテーブルの一例であり、図１０においては読み込んだ分圧電圧が５８の値であれば３５％の相対湿度を判断し、また７５０の値であれば７５％の相対湿度を判断するものである。

なお、ここでは相対湿度の実値の求め方の一例として湿度変換データーテーブルと照合する方式を示したが、相対湿度に対応する分圧電圧の値と相対湿度の対応の演算式を求めておき、Ａ／Ｄ変換読込手段６にて読み込まれた相対湿度に対応する分圧電圧のデジタル値から前記演算式を用いて演算することで相対湿度の実値を求める方式や、読み込まれた相対湿度に対応する分圧電圧のデジタル値そのものを１チップマイクロコンピューター７の内部処理にて相対湿度の実値に変換することなく、読み込んだデジタル値そのものを相対湿度と同意と扱う方式でもかまわない。

以降、この判断した相対湿度の実値を基に予め規定する動作を実施することができることとなる。

ここで、湿度センサー部３に電圧印加する最小時間である期間ｔａは任意の値であってもかまわないが、上記に述べた湿度センサーが等価回路的に有するコンデンサー成分の湿度センサー部３に矩形波電圧を印加した際の接続点３ａに生じる分圧電圧の安定時間への影響を考慮すると、電圧が安定した時点で相対湿度の値を判断する方が、より安定した高精度の相対湿度の検知判定が可能となるために、実際に使用する湿度センサーの特性にもよるが、例えば０．５〜３．０ｍｓに設定することが望ましい。

ここで、湿度センサー部３に矩形波電圧を印加する期間ｔｂ（第１の期間）は任意の値であってもかまわないが、感温素子２である湿度センサーは一般的に通電の開始において流れる電流の影響によりインピーダンスが僅かに変化するために、より安定した相対湿度の検知を考慮するならば、比較的長めの時間を設定する方が精度の高い相対湿度の検知判定が可能となることから、実際に使用する湿度センサーの特性にもよるが、例えば５ｍｓ以上に設定することが望ましい。

ここで、感湿素子１に電流を流さない休止期間である期間ｔｃ（第２の期間）の長さは任意の値であってもかまわないが、感湿素子１である湿度センサーにイオン移動を生じさせる電流をできるだけ流さない時間を多く設けることが湿度センサーの特性劣化の抑制に有利であることから、実際の使用においては搭載される機器において要求される相対湿度の検知の応答性を考慮して、例えば２０ｍｓから１ｓ程度を設定するものである。

また、感湿素子１に電流を流さない休止期間である期間ｔｃについては、例えば図１１のチャート図に示したように第１の入出力手段４ａ、および第２の入出力手段４ｂとも共に電力の吸い込み状態とすることで湿度センサー部３の両端を同位の電圧（電位差零）とすることで実現することもできる。

ここで、図１１も時間を部分的に区切って一定時間の間の第１の入出力手段４ａ（図上ＩＯ１と表記）と第２の入出力手段４ｂ（図上ＩＯ２と表記）の電圧出力状態を５Ｖ、電力の吸い込み状態をＯＶと表現して示したチャート図である。

なお、第１の入出力手段４ａ、および第２の入出力手段４ｂとも共に電力の吸い込み状態として休止状態を設ける場合には、矩形波印加の開始時点となるＰａ時点においては図１１に示しているように第２の入出力手段４ｂを電力の吸い込みの状態から電圧出力の状態に変化させて、期間ｔｂの後の矩形波電圧を印加している最終時点において、第１の入出力手段４ａを電圧出力の状態から電力の吸い込みの状態に変化させる直前の、図上Ｐｂ時点の接続点３ａに生じる分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６で１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値に変換して読み込むものである。

また、感湿素子１に電流を流さない休止期間である期間ｔｃ（第２の期間）については、例えば図１２に示したように第１の入出力手段４ａ、および第２の入出力手段４ｂとも共に高入力インピーダンス状態とすることで湿度センサー部３の両端を他の構成から電気的にほぼ分離することで同位の電圧状態とすることで実現することもできる。

また特に、上記において、少なくとも第１の入出力手段４ａを高入力インピーダンス状態とすることで、感湿素子１に電圧が印加されない状態を実現し、電流が流れないようにすることができる。

ここで、図１２も時間を部分的に区切って一定時間の間の第１の入出力手段４ａ（図上ＩＯ１と表記）と第２の入出力手段４ｂ（図上ＩＯ２と表記）の電圧出力の状態を電圧出力状態を５Ｖ、電力の吸い込み状態をＯＶと表現し、さらに高入力インピーダンスの状態をＨｉｚとして追加して示した図である。

なお、第１の入出力手段４ａ、および第２の入出力手段４ｂとも共に高入力インピーダンスの状態とすることで休止状態を設ける場合には、矩形波印加の開始時点となるＰａ時点においては、図１２に示しているように第２の入出力手段４ｂを高入力インピーダンスの状態から電圧出力の状態に変化させ、同時に、第１の入出力手段４ａを高入力インピーダンスの状態から電力の吸い込みの状態に変化させて、期間ｔｂ（第１の期間）の後の矩形波電圧を印加している最終時点において、第１の入出力手段４ａを電圧出力の状態から高入力インピーダンスの状態に変化させる直前の、図上Ｐｂ時点の接続点３ａに生じる分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６で１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値に変換して読み込むものである。

このような構成によれば、１チップマイクロコンピューター７の有する第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂの出力の状態を切替えることで湿度センサー部３に交流となる矩形波電圧を印可させて１チップマイクロコンピューター７の有するＡ／Ｄ変換読込手段６で湿度センサー部３の接続点３ａに生じる分圧電圧を読み込んで１チップマイクロコンピューター７の内部で相対湿度の値を判断し、さらには、一定時間の間は第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂを同位の電圧出力の状態や電力の吸い込み状態、あるいは高入力インピーダンスの状態とすることで、湿度センサー部３に電流を流さないようにして、感湿素子１に流れる電流に基づくイオン移動で生じる電気分解による非可逆的劣化を生じさせない措置を講じていることで、基本構成としては湿度センサー部３を構成する感湿素子１と感温素子２、および１チップマイクロコンピューター７の単純な構成で感湿素子の長寿命化が図れることとなる。

なお、１チップマイクロコンピューター７はソフトウェアーの記述を保存し演算結果を保存するＲＯＭ、およびＲＡＭ、またデーターの演算を行うＣＰＵも搭載した構成であるために、湿度センサー部３による相対湿度の測定と、その測定した相対湿度の値に基づいて特有の機能を実現する機器自体の動作を制御するために機器に搭載するマイクロコンピューターを活用できることは言うまでも無い。

（実施の形態２）
図１３において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１３に示しているように、第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂ、およびＡ／Ｄ変換読込手段６を構成する１チップマイクロコンピューター７は電力の供給源となる電源８と接続しており、湿度センサー部３を構成する直列接続された感湿素子１と感温素子２は、感湿素子１の一端を第１の入出力手段４ａと接続し、感温素子２の一端を第２の入出力手段４ｂと接続する。また、感湿素子１と感温素子２他端を接続した接続点３ａは、インピーダンス低減手段９の一端に接続して、さらにノイズフィルター構成５を介してＡ／Ｄ変換読込手段６と接続している。

ここで、インピーダンス低減手段９は１チップマイクロコンピューター７が備えているＡ／Ｄ変換読込手段６を構成するアナログ・デジタル変換端子の電源８のＧＮＤに対するインピーダンスを低減させる目的で配置するものであり、例えば接続点３ａと電源８のＧＮＤとの間に抵抗を配置して構成するものである。

このインピーダンス低減手段９を構成する抵抗の抵抗値は感温素子２であるところの湿度センサーが前述したように特に低温低湿度状態においては非常な高抵抗となるために、このような高抵抗な状態に湿度センサーがあっても接続点３ａと接続される１チップマイクロコンピューター７のアナログ・デジタル変換端子部分の負荷インピーダンスを下げることで、外来ノイズ等の影響で１チップマイクロコンピューター７が誤動作したり、またアナログ変換値の値が揺らぐことで検知判定する相対湿度の値の精度が悪化することを低減させることを考慮して選定するものである。

このような１チップマイクロコンピューター７の誤動作の防止や検知湿度の値の安定性の向上を図るためには比較的低い抵抗値（例えば１００ｋΩ程度）の選定が効果的である。

しかしながら、インピーダンス低減手段９の抵抗値を低く設定しすぎると低湿度域の湿度検知精度低下への影響が大きくなるために、低温低湿度状態の湿度センサーの抵抗値の１／１０程度の抵抗値（例えば１０℃２０％ＲＨに抵抗値が約１０ＭΩであれば１ＭΩ程度）を選定することが望ましい。

このような構成によれば、感湿素子１と感温素子２の接続点３ａはインピーダンス低減手段９で電源８のＧＮＤに接続された状態でＡ／Ｄ変換読込手段６を構成する１チップマイクロコンピューター７が備えているアナログ・デジタル変換端子と接続していることで、このインピーダンス低減手段９により１チップマイクロコンピューター７のアナログ・デジタル変換端子部分は電源８のＧＮＤに対するインピーダンスを低減させることができるために、誤検知が少なく長期的に安定して、さらに精度の高い連続的な相対湿度の測定が行えることとなる。つまり、実施の形態１の実施形態に加えて、インピーダンス低減手段９を設けることで、誤検知が少なく長期的に安定して、さらに精度の高い連続的な相対湿度の測定が行える。

（実施の形態３）
図１４において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、実施の形態１に対して、１チップマイクロコンピューター７が備えている第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂに加えて、もう１つの第３の入出力手段４ｃを備え、この第３の入出力手段４ｃと湿度センサー部３を構成する感湿素子１と感温素子２の接続点３ａとの間に分圧抵抗１０を接続して構成したものである。

ここで、分圧抵抗１０は感湿素子１の温度補正用の温度検知素子である感温素子２の標準温度（例えば２５℃）における抵抗値と同等の値を設定することが望ましい。つまり感温素子２として用いるサーミスターは、２５℃では１０ｋΩから１００ｋΩの抵抗値をゆうするものが多いことから、前記分圧抵抗１０は１０ｋΩから１００ｋΩの抵抗値を有した抵抗を配置するものである。

次に、図１５のチャート図に基づいて第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂ、および第３の入出力手段４ｃから出力して湿度センサー部３と分圧抵抗１０に印加する駆動電圧と接続点３ａに生じる分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６で１チップマイクロコンピューター７内部に読み込み相対湿度を判断するソフトウェアーにて記述する判定処理の一連の制御内容を説明する。

ここで、図１５は時間を部分的に区切って一定時間の間の第１の入出力手段４ａ（図上ＩＯ１と表記）と第２の入出力手段４ｂ（図上ＩＯ２と表記）、および第３の入出力手段４ｃ（図上ＩＯ３と表記）の状態を電圧出力状態を５Ｖ、電力の吸い込み状態をＯＶ、および高インピーダンス状態をＨｉｚと表現して示し、またＡ／Ｄ変換読込手段６（図上Ａ／Ｄｉｎと表記）に印加される接続点３ａに生じる分圧電圧の状態も示したチャート図である。

図に示しているように、あるＰａ時点の以前において第１の入出力手段４ａを高入力インピーダンスの状態とし、また第２の入出力手段４ｂを電圧出力状態として、さらに第３の入出力手段４ｃを電力の吸い込み状態とする。

次に、Ｐａ時点において第１の入出力手段４ａを高入力インピーダンスから電力の吸い込み状態に変化させ、また第２の入出力手段４ｂを電圧出力から高インピーダンス状態に変化させて、さらに第３の入出力手段４ｃを電力の吸い込み状態から電圧出力状態へと変化させて、この状態を予め規定する期間ｔａの時間の間保つことで、まず、分圧抵抗１０側を高電位として感湿素子１の方向に電流を流す。

次に、第２の入出力手段４ｂを高インピーダンス状態に保ったまま、第１の入出力手段４ａを電力の吸い込み状態から電圧出力状態に変化させて、また第３の入出力手段４ｃを電圧出力状態から電力の吸い込み状態へと変化させて、この状態を再度ｔａ時間の間保つことで、感湿素子１側を高電位として分圧抵抗１０の方向に電流を流す。

以上のｔａ時間毎に反転する感湿素子１と分圧抵抗１０への電圧の印加を１サイクルとして繰り返すことで、感湿素子１と分圧抵抗１０には交流となる矩形波電圧が印加するものであり、このとき感温素子２には第２の入出力手段４ｂが高インピーダンス状態に保たれているために電流は流れないこととなる。

次に、この感湿素子１と分圧抵抗１０への矩形波電圧の印加を予め規定する期間ｔｂの時間の間繰り返し（図１５においては矩形波電圧の６サイクル分）、この期間ｔｂ（第１に期間）の経過前において、第１の入出力手段４ａを電圧出力から他の状態に変化させる直前の、図上Ｐｂ時点における感湿素子１側を高電位として分圧抵抗１０の方向に電流を流している状態において接続点３ａに生じる分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６で１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値に変換して読み込み、仮の湿度値とする。

次に、期間ｔｂ（第１の期間）経過後、予め規定する期間ｔｃ（第２の期間）の間は、第１の入出力手段４ａを高インピーダンス状態とし、また第２の入出力手段４ｂは電圧出力状態に、さらに第３の入出力手段４ｃを電力の吸い込み状態へと変化させて保つことで感温素子２側を高電位として分圧抵抗１０の方向に電流を流す。

なお、前述のｔｃ時間（第２の期間）の間は感温素子２と分圧抵抗１０には感温素子２側を高電位とした直流電圧が印加されることとなり、このとき第１の入出力手段４ａは高インピーダンス状態を保っているために感湿素子１には電流を流さない湿度検知の休止期間となる。

次に、この感温素子２と分圧抵抗１０に直流電圧を印加している期間ｔｂ（第１の期間）の経過直前であるところの図上Ｔｂ時点において接続点３ａに生じる分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６で１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値に変換して読み込み、この読み込んだデジタル値から感温素子２で検知した周囲温度の値を１チップマイクロコンピューター７の内部において判定処理を行う。

以上の、期間ｔｂ（第１の期間）の間の感湿素子１と分圧抵抗１０への矩形波電圧の印加とＰｂ時点の接続点３ａに生じる分圧電圧をＡ／Ｄ変換読込手段６による読み込みと、および期間ｔｃ（第２の期間）の湿度検知の休止期間と感温素子２と分圧抵抗１０への直流電圧の印加とＰｃ時点の温度値の判断を１サイクルとして繰り返すようにアルゴリズムを構成することで、仮の湿度値と温度値の検知が１チップマイクロコンピューター７で行えることとなる。

ここで、温度値として１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値に変換して読み込んだ感温素子２と分圧抵抗１０の接続点３ａに生じた分圧電圧の値は、固定抵抗であるところの分圧抵抗１０とその時点の感温素子２の有する抵抗値とで電源８の電圧が分圧された電圧値となるために、感温素子２であるところのサーミスターの有する周囲温度に応じた分圧電圧が生じることとなる。

よって、感温素子２であるサーミスターの有する周囲温度に応じた分圧電圧が生じることとなり、１チップマイクロコンピューター７の内部ＲＯＭ上に周囲温度に応じた分圧電圧のデジタル値と実際の温度との一義的に関係づける図１６に示したような温度変換データーテーブルを持たせて、読み込んだ分圧電圧のデジタル値をこの温度変換データーテーブルの値と照らし合わせることで湿度センサー部３で検知した温度の実値を１チップマイクロコンピューター７の内部で判断することができることとなる。

なお、図１６は１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値（図上は読み込んだ電圧値を１０２４段階に変換して１０進数表現）に変換して読み込んだ接続点３ａに生じた温度に対応する分圧電圧と実際の温度との対応を一義的に規定した温度変換データーテーブルの一例であり、図１６においては読み込んだ分圧電圧が２００の値であれば１０℃の温度を判断し、また６３０の値であれば３０℃の温度を判断するものである。

また、仮の湿度値として１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値に変換して読み込んだ感湿素子１と分圧抵抗１０の接続点３ａに生じた分圧電圧の値は、固定抵抗であるところの分圧抵抗１０とその時点の感湿素子１の有する抵抗値とで電源８の電圧が分圧された電圧値となるために、感湿素子１である湿度センサーの有する周囲温度に対する抵抗値変化の影響を含んだ値となる。

よって、さらに、例えば１チップマイクロコンピューター７の内部ＲＯＭ上に温度に対する抵抗値変化の影響を含んだ仮の湿度値と、その時の温度の実値の各デジタル値との対応から実際の相対湿度の値を一義的に関係づける図１７に示したような各温度毎の湿度変換データーテーブルを配列的に持たせることで、読み込んだ仮の湿度値と温度の実値とをこの湿度変換データーテーブルと照らし合わせることで感温素子２が検知した相対湿度の実値を求めることができるようにしている。

なお、このような各温度毎の湿度変換データーテーブルに基づいて相対湿度を求める方式は、温度毎に対応する最適な相対湿度の値を規定できるために、より高精度な相対湿度の検知判定が可能となる。

以降、この判断した相対湿度の値を基に予め規定する動作を実施することができることとなる。

なお、図１７は１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値（図上は読み込んだ電圧値を１０２４段階に変換して１０進値にて表現）に変換して読み込んだ仮の湿度値の各温度範囲毎の実際の相対湿度との対応を一義的に規定した湿度変換データーテーブルの一例であり、図１７においては判断した温度が１２℃であり読み込んだ仮の湿度値が５５の値であれば３５％の相対湿度を判断し、また判断した温度が３２℃であり仮の湿度値が７４０の値であれば７５％の相対湿度を判断するものである。

このような構成によれば、１チップマイクロコンピューター７が備えている第１の入出力手段４ａと第２の入出力手段４ｂに合わせて、もう１つの第３の入出力手段４ｃの出力の状態を切替えることで第３の入出力手段４ｃにつながる分圧抵抗１０と感湿素子１の直列接続に対して交流となる矩形波電圧を印可し、また分圧抵抗１０と感温素子２の直列接続に対し直流電圧を印加した状態において接続点３ａに生じる分圧電圧を１チップマイクロコンピューター７の有するＡ／Ｄ変換読込手段６で１チップマイクロコンピューター７の内部にデジタル値として読み込むことで各温度毎により高精度に相対湿度の値を判断することができることとなり、さらに一定時間の間は第１の入出力手段４ａを高入力インピーダンスの状態に保ち感湿素子１に流れる電流に基づくイオン移動で促進される電気分解による感湿素子１の非可逆的劣化を生じさせない措置を講じていることで、基本構成としては湿度センサー部３を構成する感湿素子１と感温素子２、および１チップマイクロコンピューター７と湿度センサー部３の接続点３ａに接続する分圧抵抗１０からなる単純な構成で感湿素子１の長寿命化を図りながら、さらに高精度な湿度の検知ができることとなる。

なお、ここで本構成に使用する感温素子２であるサーミスターは温度そのものの検知のみに利用しているために、感湿素子１である湿度センサーの有する周囲の温度に対する抵抗値変化の特性とほぼ相似のＢ定数を有したサーミスターでなくてもかまわない。

なお、本構成においても実施の形態１にて示した感湿素子１および感温素子２を直列接続した構成の湿度センサー部３における温度補正された相対湿度の測定を行い、この測定結果を分圧抵抗１０と感温素子２の直列接続の構成から求められる温度の実値にてさらに補正する処理も可能であり、同処理を行うことで、より精度の高い相対湿度の測定が行えることは言うまでもない。

なお、本実施例は感湿素子１と感温素子２を直列接続した接続点３ａに分圧抵抗１０を接続した本構成において相対湿度を求める処理の一例を示したものであり、同構成において例えば、感温素子２と分圧抵抗１０に直流電圧に変えて交流電圧を印加する駆動方式として温度の実値を測定するなどの異なる処理を実施しても相対湿度の測定が行えることは言うまでもない。

本発明にかかる湿度検知回路は部品点数をより低減した単純な構成において感湿素子の長寿命化を可能とするものであるので、一般家庭以外の設備や建物に組み込まれる加湿機能や除湿機能を備えた空調機に使用される相対湿度の検知手段等として有用である。

１感湿素子
２感温素子
３湿度センサー部
３ａ接続点
４ａ第１の入出力手段
４ｂ第２の入出力手段
６Ａ／Ｄ変換読込手段
９インピーダンス低減手段
１０分圧抵抗

Claims

電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と備え、前記感湿素子と感温素子は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を共に、前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態、および高インピーダンス状態のうち一つの状態に切替える第２の期間とを有する湿度検知回路。
第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を共に、電力の吸い込み状態に切替える期間を有する請求項１記載の湿度検知回路。
第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を共に、高インピーダンス状態に切替える期間を有する請求項１記載の湿度検知回路。
接続点に直流インピーダンスを低減させるインピーンス低減手段を配置した請求項１記載の湿度検出回路。
電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と備え、前記感湿素子と感温素子は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第１の入出力手段と第２の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、第１の入出力手段の状態を前記高インピーダンス状態に切替える第２の期間とを有する湿度検知回路。
電圧の出力状態と電力の吸い込み状態と高インピーダンス状態とを切替えられる第１の入出力手段および第２の入出力手段および第３の入出力手段と、外部から入力される電圧値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値として読み込むＡ／Ｄ変換読込手段と、相対湿度と温度により抵抗値が変化する感湿素子と、前記感湿素子と近似の温度抵抗特性を有する感温素子と、所定の抵抗値を有する分圧抵抗とを備え、前記感湿素子と感温素子と分圧抵抗は、一端をそれぞれ前記第１の入出力手段と第２の入出力手段と第３の入出力手段に接続し、他端を一つの接続点で接続して前記接続点の電位を前記ＡＤ変換読込手段で読み込む湿度センサー部を構成し、前記第２の入出力手段を高インピーダンス状態として、かつ前記第１の入出力手段と第３の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を交互に逆にして切替えて、矩形波電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から相対湿度を判定する第１の期間と、前記第１入出力手段を高インピーダンス状態として、かつ前記第２の入出力手段と第３の入出力手段の状態を前記電圧の出力状態と電力の吸い込み状態を逆にして切替えて、直流電圧信号の出力を行い、このときに前記Ａ／Ｄ変換読込手段にて変換されるデジタル値から温度を判定する第２の期間とを有する湿度検知回路。