JPH01259406A - Temperature and humidity controller - Google Patents

Temperature and humidity controller

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JPH01259406A
JPH01259406A JP8866188A JP8866188A JPH01259406A JP H01259406 A JPH01259406 A JP H01259406A JP 8866188 A JP8866188 A JP 8866188A JP 8866188 A JP8866188 A JP 8866188A JP H01259406 A JPH01259406 A JP H01259406A
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temperature
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absolute humidity
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Kenzo Kitamura
北村 健三
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Shibaura Electronics Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To realize a thermo-hygrostat of high precision by using a temperature sensor and an absolute humidity sensor to control the temperature and the humidity independently of each other. CONSTITUTION:A thermo-sensitive element Ths which is set to the heated state by power supply is used, and the change of the heat conductivity of air based on the moisture content is detected by the temperature change of the thermo-sensitive element Ths to obtain an absolute humidity signal. A relative humidity signal is obtained by the operation based on the absolute humidity signal obtained in this manner and the temperature signal obtained from the temperature measuring part Ths. The obtained absolute humidity signal or relative humidity signal is compared with its set value, and a power control part is controlled in accordance with the error signal to perform humidification, thereby controlling the absolute humidity or the relative humidity in the thermo- hygrostat. Thus, the thermo-hygrostat is stable and has a high precision, and especially, the atmosphere at a high temperature and a high humidity is easily realized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は恒温恒湿槽における温湿度制御を行う装置に係
り、特に高温度、高湿度の恒温恒湿槽に対して好適な温
湿度制御装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for controlling temperature and humidity in a constant temperature and humidity chamber, and in particular, a temperature and humidity control device suitable for a constant temperature and humidity chamber with high temperature and high humidity. It is related to the device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子部品や各種材料の温湿度特性試験を行うための環境
試験装置としては、多くの種類の恒温恒湿槽が市販され
ている。
Many types of constant temperature and humidity chambers are commercially available as environmental test devices for testing the temperature and humidity characteristics of electronic components and various materials.

従来このような恒温恒湿槽における湿度制御を行う場合
の湿度検出器としては、白金11温体、熱電対またはサ
ーミスタ測温体等の温度センサを使用した乾湿法湿度セ
ンサが用いられ、乾球と湿球の温度差から相対湿度を算
出して湿度制御を行う方法が一般に用いられている。こ
のような乾湿法方式による湿度の算出方法については、
JIS8806によって周知である。
Conventionally, a humidity sensor using a temperature sensor such as a platinum 11 temperature body, a thermocouple, or a thermistor temperature sensor has been used as a humidity sensor to control humidity in a constant temperature and humidity chamber. A commonly used method is to calculate the relative humidity from the temperature difference between the wet bulb and the wet bulb to control humidity. For information on how to calculate humidity using the psychrometric method, see
It is well known by JIS8806.

また乾湿球方式以外の湿度センサとしては、吸湿による
電気的特性の変化を利用した抵抗式、容量式等の湿度セ
ンサがある。これには電解質系の塩化リチウム湿度セン
サ、有機物系の高分子膜湿度センサ、全屈酸化物系のセ
ラミックス湿度センサ等がある。
Humidity sensors other than the dry-wet-bulb type include resistance-type and capacitance-type humidity sensors that utilize changes in electrical characteristics due to moisture absorption. These include electrolyte-based lithium chloride humidity sensors, organic-based polymer film humidity sensors, and total oxide-based ceramic humidity sensors.

またこのような湿度センサを使用する恒温恒湿槽の制御
方式としては、乾湿法の温度信号から相対湿度の信号に
変換し、この信号を用いて槽内の相対湿度を制御する方
式が一般に行われている。
In addition, as a control method for a constant temperature and humidity chamber using such a humidity sensor, a method is generally used in which the temperature signal of the psychrometric method is converted into a relative humidity signal, and this signal is used to control the relative humidity inside the chamber. It is being said.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

最近における環境試験装置には、高温、高湿の過酷な使
用条件を要求されることが多い。そのため従来の湿度セ
ンサ中、吸湿による電気的特性変化を利用したものは再
現性、安定性、応答性、互換性等の信頼度の点から問題
があるため、恒温恒湿槽における湿度センサとしては殆
ど使用されることがない。
Recently, environmental test equipment is often required to operate under harsh conditions of high temperature and high humidity. Therefore, among conventional humidity sensors, those that utilize changes in electrical characteristics due to moisture absorption have problems in terms of reliability such as reproducibility, stability, responsiveness, and compatibility. Rarely used.

そのため恒温恒湿槽における湿度センサとしては、一般
に乾湿法湿度センサが使用されている。
Therefore, a psychrometric humidity sensor is generally used as a humidity sensor in a constant temperature and humidity chamber.

しかしながら乾湿法湿度センサは湿球部にガーゼと水を
使用するため、 ガーゼの汚れや湿球表面の水あか等に
よって誤差を生じやすく、その取り扱いには細心の注意
を必要とし保守が面倒である。
However, since wet-psychrometric humidity sensors use gauze and water for the wet bulb, errors are likely to occur due to dirt on the gauze or water scale on the surface of the wet bulb, which requires careful handling and is cumbersome to maintain.

また低温低湿の領域では誤差が大きくなる。Furthermore, the error increases in areas of low temperature and low humidity.

本発明はこのような従来技術の課題を解決しようとする
ものであって、恒温恒湿槽における湿度センサとしてサ
ーミスタ、白金等を用いた絶対湿度センサを使用するこ
とによって、精度の高い湿度測定を可能にすることを目
的としている。
The present invention is an attempt to solve the problems of the prior art, and is capable of highly accurate humidity measurement by using an absolute humidity sensor using a thermistor, platinum, etc. as a humidity sensor in a constant temperature and humidity chamber. It aims to make it possible.

さらに乾湿法の温度信号から相対湿度の信号に変換して
、相対湿度を制御する従来の方法では、乾球温度と湿球
温度の両者が制御結果に影響を及ぼすため、良好な制御
結果を得にくいという点が最近において注目されており
、その解決策として露点と温度または絶対湿度と温度に
よって制御を行う方法が検討されている。
Furthermore, with the conventional method of controlling relative humidity by converting the temperature signal of the wet-psychrometric method into a relative humidity signal, it is difficult to obtain good control results because both the dry-bulb temperature and the wet-bulb temperature affect the control results. In recent years, attention has been drawn to the fact that the temperature is very low, and as a solution to this problem, methods of controlling using dew point and temperature or absolute humidity and temperature are being considered.

本発明は恒温恒湿槽の制御に温度センサと絶対湿度セン
サとを用いてそれぞれ独立に制御を行うことによって、
精度の高い恒温恒湿槽を実現することを目的としている
The present invention uses a temperature sensor and an absolute humidity sensor to independently control a constant temperature and humidity chamber.
The aim is to realize a highly accurate constant temperature and humidity chamber.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の温湿度制御装置は上記の目的を達成するため、
内部の雰囲気の温度と湿度を所望値に制御する恒温恒湿
槽において、槽内に設けられた温度検知素子からの信号
を電気信号に変換しさらに温度の信号に変換する温度測
定部(11,12,13゜14)と、槽内に設けられた
湿度検知素子からの信号を電気信号に変換しさらに絶対
湿度の信号に変換する湿度測定部(21,22,23,
25)と、温度および絶対湿度または相対湿度を設定す
る設定部(17、17A)と、前記温度測定部の測定温
度と設定部の設定温度とを比較して温度制御信号を発生
する温度制御部(16)と、該温度制御信号に応じて槽
内を加温する加温手段(18,19)と、前記湿度測定
部の測定湿度と設定部の設定湿度とを比較して湿度制御
信号を発生する湿度制御部(28)と、該湿度制御信号
に応じて槽内を加湿する加湿手段(29,30)とを具
えて構成されている。
In order to achieve the above object, the temperature and humidity control device of the present invention has the following features:
In a constant temperature and humidity chamber that controls the temperature and humidity of the internal atmosphere to desired values, a temperature measuring section (11, 12, 13° 14), and a humidity measuring section (21, 22, 23,
25), a setting section (17, 17A) for setting temperature and absolute humidity or relative humidity, and a temperature control section for generating a temperature control signal by comparing the measured temperature of the temperature measuring section and the set temperature of the setting section. (16), heating means (18, 19) that heats the inside of the tank according to the temperature control signal, and a humidity control signal that compares the measured humidity of the humidity measuring section and the set humidity of the setting section. It includes a humidity control section (28) that generates humidity, and humidification means (29, 30) that humidifies the inside of the tank according to the humidity control signal.

〔作 用〕[For production]

本発明の温湿度制御装置においては、センサとしてサー
ミスタ、白金等の感熱素子に通電して加熱状態としたも
のを使用し、水蒸気の含有量に基づく空気の熱伝導率の
変化を、感熱素子の温度変化によって検出することによ
って絶対湿度信号を得る。このような湿度測定方法は、
本出願人によって既に提案されている(特願昭54−7
4858号“湿度の測定方法”、実願昭54−8109
2号“絶対湿度針”)。
In the temperature and humidity control device of the present invention, a thermosensitive element such as a thermistor or platinum is used as a sensor to heat it by energizing it, and changes in the thermal conductivity of air based on the water vapor content are measured by Obtain the absolute humidity signal by detecting the temperature change. This method of measuring humidity is
This has already been proposed by the applicant (Patent Application No.
No. 4858 “Method for Measuring Humidity”, Utility Model Application No. 1981-8109
No. 2 “absolute humidity needle”).

またはこのようにして得られた絶対湿度信号と別に得ら
れた温度信号とから演算を行って相対湿度信号を得る。
Alternatively, a relative humidity signal is obtained by performing calculations from the absolute humidity signal obtained in this way and a temperature signal obtained separately.

このようにして得られた絶対湿度信号または相対湿度信
号とそれぞれの設定値とを比較して、誤差信号に応じて
電力制御部を制御して加湿を行うことによって、恒温恒
湿槽における絶対湿度または相対湿度の制御を行うとと
もに、絶対湿度または相対湿度測定値の表示を行う。
The absolute humidity signal or relative humidity signal obtained in this way is compared with each setting value, and the power control unit is controlled according to the error signal to perform humidification, thereby controlling the absolute humidity in the constant temperature and humidity chamber. Alternatively, the relative humidity is controlled and the absolute humidity or relative humidity measurement value is displayed.

さらに温度センサによって得られた温度信号と設定値と
を比較して、誤差信号に応じて電力制御部を制御して加
温を行うことによって、恒温恒湿槽における温度の制御
を行うとともに、温度測定値の表示を行う。
Furthermore, the temperature signal obtained by the temperature sensor is compared with the set value, and the power control unit is controlled according to the error signal to perform heating, thereby controlling the temperature in the constant temperature and humidity chamber. Display the measured values.

〔実施例〕〔Example〕

以下、感熱素子としてサーミスタを使用した場合につい
て説明する。
A case where a thermistor is used as the heat-sensitive element will be described below.

第2図は本発明の一実施例の絶対湿度検出回路の構成を
示したものであって、Eは電源、R1−R1は固定抵抗
、Thsは湿度検知用のサーミスタ、Theは温度補償
用のサーミスタ、a、bは出力端子である。
FIG. 2 shows the configuration of an absolute humidity detection circuit according to an embodiment of the present invention, where E is a power supply, R1-R1 are fixed resistors, Ths is a thermistor for humidity detection, and The is a temperature compensation circuit. Thermistors a and b are output terminals.

サーミスタT h、 Sは絶対湿度を検知するためのも
のであって、自由に外気と接触できるように通気孔を有
する容器内に保持されている。サーミスタTheは湿度
測定結果に対する温度補償を行うためのものであって、
湿度検知用サーミスタThSと同一構造であるが通気孔
を有しない容器内にサーミスタThsと同一特性のサー
ミスタを絶乾状態に保持したものである。固定抵抗R,
,R2は湿度検知用サーミスタT h s 、温度補償
用サーミスタTheとともにブリッジ回路を形成するも
のである。ブリッジ回路には電源Eから電流制限用固定
抵抗R3を経て電流を流し、サーミスタT゛hs、Th
eを約200″Cに加熱した状態とする。
The thermistor T h, S is for detecting absolute humidity and is held in a container with a ventilation hole so that it can freely contact the outside air. The thermistor The is for temperature compensation for humidity measurement results,
It has the same structure as the humidity detection thermistor ThS, but a thermistor with the same characteristics as the thermistor Ths is kept in an absolutely dry state in a container without ventilation holes. fixed resistance R,
, R2 form a bridge circuit together with the humidity detection thermistor T h s and the temperature compensation thermistor The. A current is passed through the bridge circuit from the power supply E through the current limiting fixed resistor R3, and the thermistors T゛hs, Th
Let e be heated to about 200″C.

いま湿度検知用サーミスタThsを絶乾状態の雰囲気中
に置けば、ブリッジ回路はバランス状態にあって端子a
、bにおける出力電圧Vmは0である。一方、湿度検知
用サーミスタThsを水蒸気を含む雰囲気すなわち湿り
空気中におけば、雰囲気を構成する気体の熱伝導率が絶
乾状態の場合から変化しているので、サーミスタThs
の温度が変化して抵抗が変化し、従ってブリ・ノジのバ
ランスが崩れて端子a、bにおける負荷抵抗R4に出力
電圧Vmを発生する。雰囲気中の水蒸気の量が変化する
と熱伝導率も変化する。このようにしてブリッジ出力に
、雰囲気中の水蒸気量すなわち絶対湿度(g/m3)に
比例した出力電圧を得ることができる。
If the humidity detection thermistor Ths is placed in an absolutely dry atmosphere, the bridge circuit will be in a balanced state and the terminal a
, b is zero. On the other hand, if the thermistor Ths for humidity detection is placed in an atmosphere containing water vapor, that is, humid air, the thermal conductivity of the gas constituting the atmosphere has changed from that in an absolutely dry state, so the thermistor Ths
As the temperature changes, the resistance changes, and the balance of the bridle is disrupted, producing an output voltage Vm across the load resistor R4 at terminals a and b. When the amount of water vapor in the atmosphere changes, the thermal conductivity also changes. In this way, an output voltage proportional to the amount of water vapor in the atmosphere, that is, the absolute humidity (g/m3) can be obtained as the bridge output.

第3図は第2図に示された絶対湿度検出回路におけるブ
リッジ出力電圧Vm (mV)−絶対湿度(g/m3)
の特性を、それぞれの温度における飽和状態まで測定し
た例を示したものである。
Figure 3 shows the bridge output voltage Vm (mV) - absolute humidity (g/m3) in the absolute humidity detection circuit shown in Figure 2.
This figure shows an example of measuring the characteristics of up to the saturation state at each temperature.

また第4図は第2図の絶対湿度検出回路の出力特性の一
例として、雰囲気温度が100°Cの場合のそれぞれの
絶対湿度に対する出力を実験の結果より計算して求めた
ものである。
Further, FIG. 4 shows an example of the output characteristics of the absolute humidity detection circuit shown in FIG. 2, in which outputs for each absolute humidity when the ambient temperature is 100° C. are calculated from experimental results.

第3図において、62°C未満の雰囲気では湿度0の雰
囲気から飽和状態までの曲線は放物線状の上昇曲線をな
している。しかしながら62°C以上の雰囲気では絶対
湿度140g/m3付近に極大値があって、さらに絶対
湿度が増加すると出力電圧が逆に低下する下降曲線を描
き、絶対湿度が345g/m3以上では出力電圧の極性
が逆転する。このような現象は発明者等によって実験的
に見出されたものである〔昭和55年4月3日。
In FIG. 3, in an atmosphere below 62° C., the curve from an atmosphere with zero humidity to a saturated state forms a parabolic rising curve. However, in an atmosphere of 62°C or higher, the absolute humidity has a maximum value around 140 g/m3, and as the absolute humidity increases further, the output voltage draws a downward curve, and when the absolute humidity exceeds 345 g/m3, the output voltage decreases. The polarity is reversed. This phenomenon was experimentally discovered by the inventors [April 3, 1980].

応用物理学会(山梨大学)「湿度の測定」;昭和56年
7月、第20回5ICE学術講演会(東北大学)「湿度
センサの出力特性」〕。ただしこの現象に関して、水蒸
気の量とそれを含む気体の物性値との関係についての理
論付けは現在までなされていない。
Japan Society of Applied Physics (University of Yamanashi) ``Measurement of Humidity''; July 1980, 20th 5ICE Academic Lecture (Tohoku University) ``Output Characteristics of Humidity Sensors'']. However, regarding this phenomenon, no theory has been made to date regarding the relationship between the amount of water vapor and the physical properties of the gas containing it.

第3図のような特性を有する絶対湿度検出回路を使用し
た場合、雰囲気温度62°C以上では同一のブリッジ出
力電圧に対応する絶対湿度値が2つ存在することになる
If an absolute humidity detection circuit having the characteristics shown in FIG. 3 is used, there will be two absolute humidity values corresponding to the same bridge output voltage at an ambient temperature of 62° C. or higher.

いま第3図に示された特性をブリッジ出力対絶対湿度の
標準特性とすると、湿度センサの出力Vmは温度t(”
C)と絶対湿度(g/m3)の関数であるから、 Vm、=f  (x、t) となる。これを近似式で表すと、 Vm= (Ax2+13x+c)  ・ (Cu2 +
Dt+E) となる。上式においてA−Eは第3図の出力特性曲線か
ら定まる定数であり、第2項(Ct2+I)t+E)は
温度による補正項を示している。いまg(t)−(Ct
2+D t +E)とおいて、上式から絶対湿度x (
g/m3)を求めると、次のようになる。
Now, if the characteristics shown in Fig. 3 are the standard characteristics of the bridge output versus absolute humidity, the output Vm of the humidity sensor will be the temperature t(''
C) and absolute humidity (g/m3), so Vm,=f (x, t). Expressing this using an approximate formula, Vm= (Ax2+13x+c) ・ (Cu2 +
Dt+E). In the above equation, A-E is a constant determined from the output characteristic curve of FIG. 3, and the second term (Ct2+I)t+E) indicates a correction term due to temperature. Now g(t)-(Ct
2+D t +E), and from the above formula, the absolute humidity x (
g/m3) is calculated as follows.

ここで(1)式は第3図におけるIの領域に対応し、こ
の領域での値を表すために指標1を付して表現した。ま
た(2)式は第3図におけるHの領域中で出力電圧が正
の範囲に対応し、指標2を用いて表されている。さらに
(3)式は第3図におけるHの領域中で出力電圧が負の
範囲に対応し、指標3を用いて表されている。
Here, equation (1) corresponds to the region I in FIG. 3, and is expressed by adding an index 1 to represent the value in this region. Further, equation (2) corresponds to the range in which the output voltage is positive in the region H in FIG. 3, and is expressed using index 2. Furthermore, equation (3) corresponds to a range in which the output voltage is negative in the region H in FIG. 3, and is expressed using index 3.

第3図に示された特性では、絶対湿度x−140g/m
3のときブリッジ出力最大となることが示されている。
For the characteristics shown in Figure 3, the absolute humidity x - 140g/m
It is shown that the bridge output is maximum when the number is 3.

第5図は、温度t(”c)と飽和絶対湿度xs(g/m
3)との関係を示したものであって、温度62°C以下
では絶対湿度140 g/m3以上にならないため、(
1)式によって絶対湿度Xiを求めることができる。温
度が62°C以上になった場合は、絶対湿度が140g
/m3に達するまでは出力電圧Vmは上昇曲線になるの
で、(11式によって絶対湿度x、を求めることができ
る。温度が62°C以上で絶対湿度が140g/m3以
上になった場合は、出力電圧Vmは減少曲線になるので
、(2)式によって絶対湿度x2を求めることができる
。さらに高湿度領域である345g/m3以上では、出
力電圧Vmの掻性は負となり、湿度のみの関数として(
3)式によって絶対湿度x3を求めることができる。
Figure 5 shows the temperature t ("c) and the saturated absolute humidity xs (g/m
3), and since absolute humidity does not exceed 140 g/m3 at temperatures below 62°C, (
1) Absolute humidity Xi can be determined by formula. If the temperature is 62°C or higher, the absolute humidity is 140g.
Since the output voltage Vm shows an increasing curve until it reaches /m3, the absolute humidity Since the output voltage Vm shows a decreasing curve, the absolute humidity x2 can be determined using equation (2).Furthermore, in the high humidity region of 345 g/m3 or higher, the scratchiness of the output voltage Vm becomes negative, and is a function only of humidity. as (
3) Absolute humidity x3 can be determined by formula.

また一般に用いられている恒温恒湿槽では、湿度の設定
2表示を相対湿度によって行う場合が多い。しかしなが
ら恒温恒湿槽における湿度制御信号および湿度検知信号
としては絶対湿度信号を用T)ることか望ましいので、
相対湿度(%)と絶対湿度(g/m’ )とを相互に変
換することが必要になる。
Further, in commonly used constant temperature and humidity chambers, the humidity setting 2 is often displayed using relative humidity. However, it is preferable to use an absolute humidity signal as the humidity control signal and humidity detection signal in a constant temperature and humidity chamber.
It becomes necessary to convert between relative humidity (%) and absolute humidity (g/m').

いま飽和絶対湿度をxsとすると、 ここでpo−標準気圧 es−飽和水蒸気圧 t  −温度(°C) 一方、相対湿度H(%)は 従って相対湿度を設定値として恒温恒湿槽を制御するに
は、そのときの絶対湿度を目標値として絶対湿度X、〜
x3を制御すればよいことになる。
Now, if the saturated absolute humidity is xs, then po - standard pressure es - saturated water vapor pressure t - temperature (°C) On the other hand, relative humidity H (%) is therefore controlled by using the relative humidity as the set value. , the absolute humidity X, ~ with the absolute humidity at that time as the target value
All that is required is to control x3.

相対湿度(%)と絶対湿度(g/m3)との相互変換の
計算は第5図のデータと(5)式の関係とを用いて計算
することができる。
The mutual conversion between relative humidity (%) and absolute humidity (g/m3) can be calculated using the data in FIG. 5 and the relationship in equation (5).

第1図は本発明の一実施例を示し、湿度の設定を相対湿
度で行う場合の本発明の温湿度制御装置の構成をブロッ
ク図で示したものである。本実施例では温度および湿度
の検知素子にサーミスタを使用している。これらの検知
素子はすべて恒温恒湿槽内の制御対象雰囲気中に実装さ
れ、温湿度制御装置に実装された電子回路とともに測定
回路を構成している。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a block diagram showing the configuration of a temperature/humidity control device of the present invention in which humidity is set using relative humidity. In this embodiment, a thermistor is used as a temperature and humidity sensing element. All of these sensing elements are mounted in the controlled atmosphere in a constant temperature and humidity chamber, and constitute a measurement circuit together with an electronic circuit mounted in the temperature and humidity control device.

第1図において、恒温恒湿槽の温度検知用サーミスタT
htからの温度検知信号は、温度信号−電気信号変換部
11において電圧信号に変換される。
In Figure 1, a thermistor T for temperature detection in a constant temperature and humidity chamber
The temperature detection signal from ht is converted into a voltage signal in the temperature signal-electrical signal converter 11.

この信号は増幅器12において増幅後、アナログディジ
タル(A/D)変換器13によりディジタル信号に変換
され、マイクロコンピュータの温度演算部14で温度表
示値(°C)を演算される。この値は表示部15におい
て表示されるとともに、温度制御部16に送られる。一
方、設定部17には恒温恒湿槽における制御目標温度が
設定されており、温度制御部16は設定温度と検知温度
とを比較し、誤差信号に応じてPID制御を行って温度
制御信号を発生する。電力制御部18は温度制御信号に
応じて加温器19に供給する電力を制御し、加温器19
はこれによって熱を発生して恒温恒湿槽内の温度を上昇
させる。温度検知用サーミスタThtは変化した温度を
検出し、これによって−巡の温度制御が行われて、槽内
温度は設定値に収斂する。
This signal is amplified by an amplifier 12, converted to a digital signal by an analog/digital (A/D) converter 13, and a temperature display value (°C) is calculated by a temperature calculation section 14 of the microcomputer. This value is displayed on the display section 15 and is also sent to the temperature control section 16. On the other hand, the control target temperature in the constant temperature and humidity chamber is set in the setting section 17, and the temperature control section 16 compares the set temperature and the detected temperature, performs PID control according to the error signal, and outputs the temperature control signal. Occur. The power control unit 18 controls the power supplied to the warmer 19 according to the temperature control signal, and
This generates heat and raises the temperature inside the constant temperature and humidity chamber. The temperature detection thermistor Tht detects the changed temperature, and as a result, cycle temperature control is performed, and the temperature inside the tank converges to the set value.

また恒温恒湿槽の湿度検知用サーミスタTh 3゜温度
補償用サーミスタTheからの湿度検知信号は、第2図
に示された絶対湿度検出回路からなる湿度信号−電気信
号変換部21において電圧信号に変換される。この信号
は増幅器22において増幅後、アナログディジタル(A
/D)変換器23によりディジタル信号に変換される。
Further, the humidity detection signal from the humidity detection thermistor Th 3° temperature compensation thermistor The of the constant temperature and humidity chamber is converted into a voltage signal in the humidity signal-electrical signal converter 21 consisting of the absolute humidity detection circuit shown in FIG. converted. This signal is amplified in an amplifier 22 and converted into an analog digital (A
/D) is converted into a digital signal by the converter 23.

この信号は絶対湿度特性領域判別部24を経てマイクロ
コンピュータの絶対湿度演算部25に加えられ、絶対湿
度(g/m3)を演算される。さらに絶対湿度−相対湿
度演算部26は絶対湿度と温度とから相対湿度(%)を
演算し、これによって表示部15において相対湿度の表
示が行われる。一方、設定部17には恒温恒湿槽におけ
る制御目標相対湿度が設定されており、相対湿度−絶対
湿度変換B27はこれを絶対湿度に変換して湿度制御部
28に入力する。湿度制御部28は設定湿度と検知湿度
とを比較し、誤差信号に応じてPID制御を行って湿度
制御信号を発生ずる。
This signal is applied to the absolute humidity calculating section 25 of the microcomputer via the absolute humidity characteristic region determining section 24, and the absolute humidity (g/m3) is calculated. Further, the absolute humidity-relative humidity calculation section 26 calculates relative humidity (%) from the absolute humidity and temperature, and the relative humidity is thereby displayed on the display section 15. On the other hand, the control target relative humidity in the constant temperature and humidity chamber is set in the setting section 17, and the relative humidity-to-absolute humidity conversion B27 converts this into absolute humidity and inputs it to the humidity control section 28. The humidity control section 28 compares the set humidity and the detected humidity, performs PID control according to the error signal, and generates a humidity control signal.

電力制御部29は湿度制御信号に応じて加湿器30に供
給する電力を断続し、加湿器30はこれによって水蒸気
を発生して恒温恒li1槽内の湿度を上昇させる。湿度
検知用サーミスタThe、温度補償用サーミスタThC
は変化した湿度を検出し、これによって−巡の湿度制御
が行われて、槽内湿度は設定値に収斂する。
The power control unit 29 intermittents the power supplied to the humidifier 30 according to the humidity control signal, and the humidifier 30 thereby generates water vapor to increase the humidity in the constant temperature constant bath li1. Humidity detection thermistor The, temperature compensation thermistor ThC
detects the changed humidity, and a cycle of humidity control is performed based on this, and the humidity in the tank converges to the set value.

この場合、絶対湿度−相対湿度演算部26.相対湿度−
絶対湿度変換部27における絶対湿度、相対湿度間の相
互の変換の演算には(41,(5)式から知られるごと
く温度の信号が必要なので、温度演算部14からそれぞ
れ温度(°C)の信号が加えられるようになっている。
In this case, the absolute humidity-relative humidity calculation section 26. Relative humidity -
The mutual conversion between absolute humidity and relative humidity in the absolute humidity converter 27 requires a temperature signal as known from equation (41, (5)), so the temperature signal (°C) is sent from the temperature calculator 14. A signal can now be added.

第6図は絶対湿度特性領域判別部24における判別動作
を説明するフローチャートである。この場合の判別はま
ず槽内雰囲気温度tを調べて(ステップSl) 、t<
62 (’C)であれば絶対湿度140g/m3以下の
l領域であることの′セI定が行われたことになるので
■へゆく。t≧62 (。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the determination operation in the absolute humidity characteristic region determination section 24. In this case, the determination is made by first checking the atmospheric temperature t in the tank (step Sl) and determining whether t<
62 ('C), it means that the determination that the absolute humidity is in the 1 area of 140 g/m3 or less has been carried out, so go to (2). t≧62 (.

C)の場合はl領域か■領域かの判別を行う必要がるが
、これは本実施例における湿度制御が加湿器電源のオン
オフによって行われることを利用して、第7図に示すロ
ジックに従って判定を行う。
In the case of C), it is necessary to determine whether it is in the l area or the ■ area, but this is done according to the logic shown in Figure 7, taking advantage of the fact that humidity control in this embodiment is performed by turning on and off the humidifier power supply. Make a judgment.

すなわち電力制御部29において加湿器30に対する電
力供給を行うスイッチが0 (加湿停止)状態か、1 
(加湿中)状態かを調べて(ステップ32)、加湿中で
あれば絶対湿度検出回路の出力電圧Vmを一定の短い時
間間隔をおいて2回測定したときの測定値Vm”  (
前回測定値)、Vm”(今回測定値)を調べて、Vmn
>Vmn−1(増加)であればl領域なので■へゆき(
ステップS3)、加湿停止中であれば絶対湿度検出回路
の出力電圧Vmを調べて、Vmn≦Vmn−’  (減
少)であればl領域なので■へゆく (ステップS4)
。ステップS3でVmn≦Vmn l  (減少)の場
合およびステップS4でVmn>Vmn−1(増加)の
場合は、■領域と判定されるので、再び絶対湿度+4を
出回路の出力電圧■τnを調べて0≦Vmであれば■へ
ゆき、Vm< Qであれば■へゆく (ステップS5)
That is, whether the switch in the power control unit 29 that supplies power to the humidifier 30 is in the 0 (humidification stop) state or 1
(humidifying) state (step 32), and if humidifying, the output voltage Vm of the absolute humidity detection circuit is measured twice at a fixed short time interval, and the measured value Vm" (
Check Vm” (previously measured value) and Vm” (currently measured value), and
>Vmn-1 (increase), it is the l area, so go to ■(
Step S3), if humidification is stopped, check the output voltage Vm of the absolute humidity detection circuit, and if Vmn≦Vmn-' (decrease), it is in the l range, so go to ■ (step S4)
. If Vmn≦Vmn l (decrease) in step S3 and Vmn>Vmn-1 (increase) in step S4, it is determined that the area is ■, so output absolute humidity +4 again and check the output voltage ■τn of the circuit. If 0≦Vm, go to ■; if Vm<Q, go to ■ (Step S5)
.

第3図におけるI領域の判定が行われた■の場合は、絶
対湿度演算部25では(1)式を解いて絶対湿度Xlを
求める処理を行う。第3図における■領域の出力電圧圧
の範囲の判定が行われた■の場合は、絶対湿度演算部2
5では(2)式を解いて絶対湿度x2を求める処理を行
う。第3図における■領域の出力電圧負の範囲の判定が
行われた■の場合は、絶対湿度演算部25では(3)式
を解いて絶対湿度x3を求める処理を行う。
In the case of {circle around (2)} in which the I area in FIG. 3 has been determined, the absolute humidity calculating section 25 performs a process of solving equation (1) to obtain the absolute humidity Xl. In the case of ■ in which the output voltage range of the area ■ in FIG. 3 has been determined, the absolute humidity calculation unit 2
In step 5, a process is performed to solve equation (2) and obtain the absolute humidity x2. In the case of (2) in which the negative range of the output voltage in the (2) region in FIG.

第8図は本発明の他の実施例を示し、第1図に示された
実施例と同じ部分を同じ番号で示し、15Aは表示部、
17Aは設定部である。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention, in which the same parts as in the embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same numbers, and 15A is a display section;
17A is a setting section.

第8図の実施例は湿度の表示および設定を絶対湿度で行
うものであり、従って表示部15Aにおける湿度の表示
および設定部17Aにおける湿度の設定はいずれも絶対
湿度で行われる。従って第1図の実施例における絶対湿
度−相対湿度変換部26゜相対湿度−絶対湿度変換部2
7は不要となり、構成が簡単化される。
In the embodiment shown in FIG. 8, humidity is displayed and set using absolute humidity. Therefore, both the display of humidity in the display section 15A and the setting of humidity in the setting section 17A are performed using absolute humidity. Therefore, in the embodiment of FIG. 1, the absolute humidity-relative humidity converter 26
7 is no longer necessary, and the configuration is simplified.

本発明の温湿度制御装置によれば、恒温恒湿槽内の雰囲
気温度O″CC付近100°Cまでの範囲で、飽和絶対
湿度588g/m3までの温湿度制御を実際に訛とがで
きた。
According to the temperature and humidity control device of the present invention, it is possible to actually control temperature and humidity up to a saturated absolute humidity of 588 g/m3 within a range of atmospheric temperature in a constant temperature and humidity chamber up to around 100°C near O''CC. .

従来の恒温恒湿槽では表示、設定とも相対湿度(%)で
行う場合が多く、湿度の検知も乾湿球式のものが多く使
用されている。そのため制御動作が複雑となって高精度
の制御を行うことができなかったが、本発明では湿度の
検知と制御の両方に絶対湿度を用いているので、温度制
御と独立に湿度の制御を行うことができ、高精度の温湿
度制御を行うことが可能になる。
In conventional constant temperature and humidity chambers, both display and setting are often performed using relative humidity (%), and a wet/dry bulb type is often used for humidity detection. As a result, the control operation became complicated and highly accurate control could not be performed.However, in the present invention, absolute humidity is used for both humidity detection and control, so humidity can be controlled independently of temperature control. This makes it possible to perform highly accurate temperature and humidity control.

またサーミスタを用いた湿度検出素子を使用できるので
、高温、高湿の雰囲気でも安定であり、装置の寿命も長
い。
Furthermore, since a humidity detection element using a thermistor can be used, it is stable even in a high temperature and high humidity atmosphere, and the life of the device is long.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、従来の恒温恒湿槽
において湿度測定に使用された乾湿球式湿度計のガーゼ
と水に起因する各種のトラブルから解放され、安定で精
度が高く、特に高温度、高湿度の雰囲気を容易に実現で
きる恒温恒湿槽を提供できるので、環境試験装置、用と
して好適である。
As explained above, according to the present invention, various troubles caused by gauze and water in the psychrometric bulb type hygrometer used for humidity measurement in conventional constant temperature and humidity chambers are freed, and the present invention is stable and highly accurate. Since it is possible to provide a constant temperature and humidity chamber that can easily create an atmosphere of high temperature and high humidity, it is suitable for use as an environmental test device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す図、 第2図は本発明の一実施例の絶対湿度検出回路の構成を
示す図、 第3図は第2図に示された絶対湿度検出回路におけるブ
リッジ出力電圧と絶対湿度との特性を示す図、 第4図は100°Cにおけるサーミスタ絶対湿度センサ
の出力を示す図、 第5図は温度と飽和絶対湿度との関係を示す図、第6図
は絶対湿度特性領域判別部における判別動作を説明する
フローチャート、 第7図は絶対湿度特性領域判別ロジックを示す図、 第8図は本発明の他の実施例を示す図である。 11・・−温度信号−電気信号変換部 12.21−・増幅器 13.23−−・アナログディジタル(A/D)変換器
I4・−温度演算部 15、15A−・−表示部 16・・−温度制御部 17、17A−一一般定部 18.29・−電力制御部 I9−・・加温器 21−湿度信号−電気信号変換部 24−・絶対湿度特性領域判別部 5・・−絶対湿度演算部 26−・−絶対湿度一相対湿度演算部 27−相対湿度−絶対湿度変換部 28−湿度制御部 30・−加湿器 特許出願人 株式会社  芝浦電子製作所代理人   
弁理士 玉蟲久五部(外2名)11!対湿度検出回路の
構成を示す図 第2図 1IA対湿度との特性を示す図 第  3  図 温度と飽和18対湿度との関係ど示す口笛5図 M!対湿度符性頂域判別ロジックと示す図第  7  
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an absolute humidity detection circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an absolute humidity detection circuit shown in FIG. 2. Figure 4 is a diagram showing the output of the thermistor absolute humidity sensor at 100°C, Figure 5 is a diagram showing the relationship between temperature and saturated absolute humidity, and Figure 6 is a diagram showing the relationship between temperature and saturated absolute humidity. FIG. 7 is a flowchart illustrating the determination operation in the absolute humidity characteristic region determination section, FIG. 7 is a diagram showing the absolute humidity characteristic region determination logic, and FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the present invention. 11...-Temperature signal--electrical signal converter 12.21--Amplifier 13.23--Analog-digital (A/D) converter I4--Temperature calculation section 15, 15A--Display section 16-- Temperature control section 17, 17A - General setting section 18.29 - Power control section I9 - Warmer 21 - Humidity signal - Electrical signal conversion section 24 - Absolute humidity characteristic area determination section 5 - Absolute humidity Calculating unit 26 - Absolute humidity - relative humidity calculating unit 27 - Relative humidity - Absolute humidity converting unit 28 - Humidity control unit 30 - Humidifier patent applicant Shibaura Electronics Manufacturing Co., Ltd. Agent
Patent attorney Gobe Tamamushi (2 others) 11! Figure 2 shows the configuration of the humidity detection circuit Figure 2 shows the characteristics of IA vs. humidity Figure 3 shows the relationship between temperature and saturation 18 vs. humidity Figure 5 Whistle M! Diagram No. 7 shows the logic for determining the top area of the humidity sign.
mouth

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内部の雰囲気の温度と湿度を所望値に制御する恒
温恒湿槽において、 槽内に設けられた温度検知素子からの信号を電気信号に
変換しさらに温度の信号に変換する温度測定部(11、
12、13、14)と、 槽内に設けられた湿度検知素子からの信号を電気信号に
変換しさらに絶対湿度の信号に変換する湿度測定部(2
1、22、23、25)と、温度および絶対湿度または
相対湿度を設定する設定部(17、17A)と、 前記温度測定部の測定温度と設定部の設定温度とを比較
して温度制御信号を発生する温度制御部(16)と、 該温度制御信号に応じて槽内を加温する加温手段(18
、19)と、 前記温度測定部の測定湿度と設定部の設定湿度とを比較
して湿度制御信号を発生する湿度制御部(28)と、 該湿度制御信号に応じて槽内を加湿する加湿手段(29
、30)と を具えてなることを特徴とする温湿度制御装置。
(1) In a constant temperature and humidity chamber that controls the temperature and humidity of the internal atmosphere to desired values, a temperature measuring section that converts the signal from the temperature detection element installed in the chamber into an electrical signal and then into a temperature signal. (11,
12, 13, 14), and a humidity measurement unit (2) that converts the signal from the humidity detection element provided in the tank into an electrical signal and further converts it into an absolute humidity signal.
1, 22, 23, 25), a setting section (17, 17A) for setting temperature and absolute humidity or relative humidity, and a temperature control signal by comparing the measured temperature of the temperature measuring section and the set temperature of the setting section. a temperature control section (16) that generates a
, 19), a humidity control section (28) that compares the measured humidity of the temperature measuring section and the set humidity of the setting section and generates a humidity control signal, and a humidifier that humidifies the inside of the tank in accordance with the humidity control signal. Means (29
, 30).
(2)前記湿度測定部が、湿度検知素子としてサーミス
タ等の感熱素子を加熱状態で使用し、槽内雰囲気中の水
分量に比例した絶対湿度の電気的出力を得ることを特徴
とする請求項第1項記載の温湿度制御装置。
(2) A claim characterized in that the humidity measuring section uses a heat-sensitive element such as a thermistor in a heated state as a humidity detection element, and obtains an electrical output of absolute humidity proportional to the amount of moisture in the atmosphere inside the tank. The temperature and humidity control device according to item 1.
(3)前記湿度制御部が、制御すべき絶対湿度領域を絶
対湿度(g/m^3、X軸)−湿度測定部電気的出力(
mV、Y軸)曲線における極大点に相当する絶対湿度(
g/m^3)以下の範囲を第1領域とし、該極大点相当
の絶対湿度(g/m^3)以上の範囲を第2領域として
、この2領域のいずれに属するかの判別を行う判別手段
(24)を有することを特徴とする請求項第1項または
第2項記載の温湿度制御装置。
(3) The humidity control section determines the absolute humidity range to be controlled by calculating the absolute humidity (g/m^3, X axis) - humidity measuring section electrical output (
absolute humidity (mV, Y axis) corresponding to the maximum point on the curve
The range below g/m^3) is defined as the first region, and the range above the absolute humidity equivalent to the maximum point (g/m^3) is defined as the second region, and it is determined which of these two regions it belongs to. 3. The temperature and humidity control device according to claim 1, further comprising a determining means (24).
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