JPH0251144B2 - - Google Patents

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JPH0251144B2
JPH0251144B2 JP58153179A JP15317983A JPH0251144B2 JP H0251144 B2 JPH0251144 B2 JP H0251144B2 JP 58153179 A JP58153179 A JP 58153179A JP 15317983 A JP15317983 A JP 15317983A JP H0251144 B2 JPH0251144 B2 JP H0251144B2
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JP
Japan
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voltage
circuit
output
diode
resistance
Prior art date
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JP58153179A
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English (en)
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JPS6046453A (ja
Inventor
Toyoaki Ueki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marcon Electronics Co Ltd
Original Assignee
Marcon Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Marcon Electronics Co Ltd filed Critical Marcon Electronics Co Ltd
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Publication of JPS6046453A publication Critical patent/JPS6046453A/ja
Publication of JPH0251144B2 publication Critical patent/JPH0251144B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/122Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湿度検出回路に係り、特にセラミツク
湿度センサを用いる検出回路に適用し得る湿度検
出回路に関する。
一般に実用化されているセラミツク湿度センサ
(以下センサと称す)はイオン導電性のものであ
るため、これに直流電圧を印加すると分極が生ず
る。従つてこれを計測回路に挿入して湿度検出を
行なう場合には、センサに直流電圧を印加できな
いから発振電圧の如き交流電圧を印加する必要が
ある。このため上記センサを用いる従来の湿度検
出回路は、センサに発振電圧を印加する発振回路
と、センサの抵抗変化を交流電圧の変化に変換す
る抵抗−電圧変換回路と、この抵抗−電圧変換回
路から出力される交流電圧の変化を直流電圧の変
化に変換する整流回路と、この整流回路から出力
される直流電圧の変化を入力して所望の湿度−出
力電圧特性を得るための平滑回路とにより構成さ
れている。
この種湿度検出回路としては、例えば、公開実
用新案公報昭55−38234号に示される回路のよう
に、オペアンプ(前記公報ではインピーダンス変
換回路と呼んでいる)ダイオードを組み合わせた
整流回路を用いて構成していた。(なおオペアン
プの出力端は反転入力端とダイオードのアノード
に接続されている)。
また、例えば、公開特許公報昭56−36046号に
示される回路のように、整流回路としてはダイオ
ードとコンデンサその余の部品を組み合わせた整
流回路を用いて構成していた。
さらに、例えば公開実用新案公報昭58−14147
号に示されるようにオペアンプ(該公報ではバツ
フア回路と呼んでいる)とダイオードを組み合わ
せた整流回路を用いて構成していた。
従来の湿度検出回路においては、次のような欠
点があつた。
一般に、ダイオードに順方向電流が流れると
きのダイオードのアノード、カソード間の電圧
(順方向電圧または単に順電圧と呼ばれている)
は温度によつて変化する。そのために、ダイオ
ードのカソードと接続された平滑コンデンサの
電圧は、温度の変化によつても変化することに
なる。これは、湿度センサ回路は湿度の変化だ
けによつてその出力電圧が変化するのが望まし
いのに対し、湿度が同一でも温度が異なればそ
の出力電圧も変化してしまうという好ましくな
い結果をもたらす。このために、正確な湿度の
検出ができなくなつてしまう欠点があつた。
また、従来の回路において、ダイオードのア
ノード側の電圧の振幅の大小に応じて平滑コン
デンサの電圧の大小も変化するのが望ましいの
であるが、従来の回路の整流回路では、ダイオ
ードのアノード側の電圧の振幅がダイオードの
順方向電圧と比べて無視できない程小さくなる
と、ダイオードのアノード側の電圧の振幅が変
化しても平滑コンデンサの電圧はそれに追従し
て変化しなくなつてしまう欠点があつた。
基本的に、上記、の欠点を有していたた
めに、低電圧電源で動作させるのがむずかし
い。また、湿度センサの特性によつては誤差が
大きくなり、湿度センサの互換性に乏しい等の
欠点があつた。
以上の如く、従来の湿度検出回路においては、
上記の整流回路として例えばダイオードとコンデ
ンサとにより構成される整流回路を用いて、抵抗
−電圧変換回路から出力される交流電圧の変化を
直流電圧の変化に変換するようになされているの
で、例えばダイオードの順方向電圧降下(近似的
に折れ点電圧に等しい)を生じたり、さらにこれ
が温度によつて変化(温度係数は約−2mV/℃
〜−3mV/℃)するため、例えば湿度検出回路
を低い電源電圧例えば+V=2.5V、−V=−2.5V
の電圧で動作させる場合には、誤差を生じ易く、
従つて高精度の湿度検出が得られない欠点があ
る。さらにまた上記の従来の湿度検出回路におい
ては、電源電圧として例えば+V=12V、−V=
−12Vのように十分に高い電源電圧を使用するよ
うにしても、例えば抵抗−電圧変換回路がセンサ
RHと固定抵抗Rとの直列接続回路により構成さ
れている場合には、固定抵抗Rに比較してセンサ
RHが十分に大きくなる(湿度が低いときにRH
大きくなる)と、固定抵抗Rの両端間の電圧が小
さくなり、この電圧がダイオードの順方向電圧降
下に比較して無視できない程小さくなると、検出
誤差を生ずる欠点がある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ダイオードの順方向電
圧降下の影響を受けないような整流・平滑回路を
使用して、回路に供給される電源電圧の大小やセ
ンサの抵抗値の大小等により抵抗−電圧変換回路
が影響されることなく、常に高精度の湿度検出を
行ない得る湿度検出回路を提供するにある。
本発明による湿度検出回路は湿度変化に応じて
抵抗値が変化するセラミツク湿度センサと、この
セラミツク湿度センサの抵抗値の変化を交流電圧
の変化に変換する抵抗−電圧変換回路と、この抵
抗−電圧変換回路から出力される交流電圧の変化
を直流電圧の変化に変換する整流回路と、この整
流回路から出力される直流電圧の変化を入力して
湿度検出信号を出力する平滑回路とを具備し、前
記整流回路は差動増巾器、ダイオードおよび抵抗
器により構成され、前記抵抗−電圧変換回路の出
力端が前記差動増巾器の非反転入力端に接続さ
れ、前記差動増巾器の出力端が前記ダイオードの
アノードに接続され、前記ダイオードのカソード
がそれぞれ前記差動増巾器の反転入力端および一
端がアースに接続された前記抵抗器の他端と接続
されて前記平滑回路の入力端に接続されてなるこ
とを特徴とし、前記の整流回路を用いることによ
り、電源電圧の変動やセンサの抵抗値の大小等に
影響されることなく、常に高精度の湿度検出を行
い得るようにしたものである。
本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。
第1図は本発明の一実施例を構成を示すブロツ
ク線図、第2図は第1図に示す各部の詳細構成を
示す図、第3図は第2図における差動増巾器の出
力電圧波形図、第4図は第2図における整流回路
の出力電圧波形図、第5図は本発明の一実施例に
おける相対湿度−出力電圧特性を示す特性図であ
る。
第1図および第2図において、1は発振回路、
2は抵抗−電圧変換回路、3は整流回路、4は平
滑回路、5はセラミツク湿度センサRHである。
発振回路1は例えばZnCr−LiZnV2O5系のセラミ
ツク湿度センサ5の素子に直流を印加すると分極
が起るので、この分極を避けるために用いられる
発振回路であり、例えばウイーンブリツジ発振回
路の1種で構成されてセラミツク湿度センサ5に
交流発振電圧を印加するようになされている。発
振回路1から出力された発振電圧はコンデンサ
C36を介してセンサ5の抵抗の変化を交流電圧
の変化に変える抵抗−電圧変換回路2入力され
る。この抵抗−電圧変換回路2にはセンサ5が挿
入されており、このセンサ5により相対湿度の変
化を抵抗の変化に変えるようになされている。抵
抗−電圧変換回路2から出力される相対湿度の変
化に応じた交流電圧の変化は整流回路3に入力さ
れ、交流電圧の変化に変えるようになされてい
る。この整流回路3は第2図に示す如く差動増巾
器(演算増巾器)A27、ダイオードD38および
抵抗器R79により構成され、抵抗−電圧変換回
路2の出力端が差動増巾器A27の非反転入力端
子に接続され、この差動増巾器A27の出力端が
ダイオードD38のアノードに接続され、ダイオ
ードD38のカソードがそれぞれ差動増巾器A2
の反転入力端および一端がアースに接続された抵
抗器R79の他端と接続されて平滑回路4の入力
端に接続されている。なお第2図においてA1
差動増巾器、D1,D2はそれぞれダイオード、R1
〜R6,R8はそれぞれ抵抗器、C1,C2,C4はそれ
ぞれコンデンサ、eOPは差動増巾器A27の出力電
圧、eOは整流回路3の出力電圧である。発振回路
1と抵抗−電圧変換回路2との間に挿入されたコ
ンデンサC36はセンサ5に印加される直流成分
をカツトして、セシサ5の分極の発生を防止する
ために設けられたものである。発振回路1から出
力される出力電圧はコンデンサC36を介してセ
ンサ5と固定抵抗器R6とで構成される直列抵抗
体に印加される。この直列抵抗体に印加される電
圧をE(V)(一定)、センサ5の両端の電圧をVH
(V)、固定抵抗器R6の両端の電圧をV6(V)とす
るとE=VH+V6、VH/V6=RH/R6の関係が成
立する。従つて湿度が低いときはRHが大きくな
るのでV6が小さくなる。このV6の変化が差動増
巾器A27の非反転入力端に印加される。平滑回
路4においては整流回路3から出力される直流出
力電圧を平滑化するためコンデンサC4が出力端
とアース間に接続されている。
上記本発明の一実施例の作用について説明す
る。
第2図において相対湿度が変化すると、センサ
5の抵抗値が変化し、これにより固定抵抗器R6
の両端の電圧V6が変化し、これによる抵抗−電
圧変換回路2から出力される交流出力電圧の変化
が差動増巾器A27の非反転入力端子に印加され
る。この入力が正極性のときには、ダイオード
D38は導通状態となり、差動増巾器A27とダイ
オードD38とはユニテイゲインバツフアを構成
しているのと同様に動作する。一方入力が負極性
となると、ダイオードD38が非導通状態となり、
差動増巾器A27の出力電圧eOPは第3図に示す如
く負の飽和状態に追い込まれる。さらに差動増巾
器A27の反転入力端子に流れ込む電流は極めて
微小なものであるから、平滑回路4のコンデンサ
C4に蓄えられた電荷は抵抗器R79とR8からなる
直列抵抗を通じてのみ放電される。従つて入力が
正極性の半サイクルでコンデンサC4が充電され、
負極性の半サイクルでは抵抗器R79とR8おらな
る直列抵抗を通じて放電されることとなる。ここ
で抵抗器R79の抵抗値が大きいときには、整流
回路3から出力される直流出力電圧のリツプル含
有率が小さくなる。またこの回路ではダイオード
D38を介して得られた差動増巾器A27の出力電
圧をその反転入力端にフイードバツクさせている
ため、前記従来装置におけるダイオードだけで整
流を行う場合における欠点即ちダイオードの順方
向電圧降下分Vfの影響が除去され、第4図に示
されている如く良好な半波整流が得られ、これが
平滑回路4のコンデンサC4で平滑されて湿度検
出信号が得られることとなる。従つて第5図に示
す如く例えば固定抵抗器R6の両端間の電圧V6
振巾が小さい場合でも、忠実にこのV6の変化に
応じた直流電圧の変化として出力電圧をとり出す
ことができることとなる。
以上により本発明によればセラミツク湿度セン
サを用いる湿度検出回路において、従来のダイオ
ードによる整流回路に代え、整流回路として前記
の如き差動増巾器、ダイオードおよび抵抗器によ
り構成された整流回路を用いることにより、電源
電圧の大小やセンサの抵抗値の大小等に影響され
ることなく、常に高精度の湿度検出を行い得る等
の優れた効果が奏せられるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク線図、第2図は第1図に示す各部の詳細構成を
示す図、第3図は第2図における差動増巾器の出
力電圧波形図、第4図は第2図における整流回路
の出力電圧波形図、第5図は本発明の一実施例に
おける相対湿度−出力電圧特性を示す特性図であ
る。 1……発振回路、2……抵抗−電圧変換回路、
3……整流回路、4……平滑回路、5……セラミ
ツク湿度センサ、6……コンデンサ、7……差動
増巾器、8……ダイオード、9……抵抗器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 湿度変化に応じて抵抗値が変化するセラミツ
    ク湿度センサと、このセラミツク湿度センサの抵
    抗値の変化を交流電圧の変化に変換する抵抗−電
    圧変換回路と、この抵抗−電圧変換回路から出力
    される交流電圧の変化を直流電圧の変化に変換す
    る整流回路と、この整流回路から出力される直流
    電圧の変化を入力して湿度検出信号を出力する平
    滑回路とを具備し、前記整流回路は差動増巾器、
    ダイオードおよび抵抗器により構成され、前記抵
    抗−電圧変換回路の出力端が前記差動増巾器の非
    反転入力端に接続され、前記差動増巾器の出力端
    が前記ダイオードのアノードに接続され、前記ダ
    イオードのカソードがそれぞれ前記差動増巾器の
    反転入力端および一端がアースに接続された前記
    抵抗器の他端と接続されて前記平滑回路の入力端
    に接続されてなることを特徴とする湿度検出回
    路。
JP15317983A 1983-08-24 1983-08-24 湿度検出回路 Granted JPS6046453A (ja)

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JP15317983A JPS6046453A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 湿度検出回路

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JP15317983A JPS6046453A (ja) 1983-08-24 1983-08-24 湿度検出回路

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JPS6046453A JPS6046453A (ja) 1985-03-13
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Families Citing this family (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6246363U (ja) * 1985-09-09 1987-03-20
JP2002005862A (ja) * 2000-06-20 2002-01-09 Teruo Kawaida 塩分濃度測定回路

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5538234B2 (ja) * 1977-11-24 1980-10-02

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JPS5538234U (ja) * 1978-09-01 1980-03-12

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5538234B2 (ja) * 1977-11-24 1980-10-02

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