JPH03125952A - 湿度センサ - Google Patents
湿度センサInfo
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- JPH03125952A JPH03125952A JP26465489A JP26465489A JPH03125952A JP H03125952 A JPH03125952 A JP H03125952A JP 26465489 A JP26465489 A JP 26465489A JP 26465489 A JP26465489 A JP 26465489A JP H03125952 A JPH03125952 A JP H03125952A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
電子機器等において湿度を検出するのに用いられ、特に
湿度の変化に対して湿度センサ素子のインピーダンスが
大幅に変化しても、センサ出力のりニアリティを確保し
、良好な出力特性となるようにした湿度センサに関する
。
プリンタ等において湿度を検出するのに用いられていた
。このような湿度センサを用いる湿度センサ素子には各
種のものが使用されているが、その内の1つに湿度の変
化に対してインビ−ダンスが変化するインピーダンス変
化型の湿度センサ素子がある。
は高インピーダンスであり、高湿度側においてインピー
ダンスが急激に減少する(指数関数的に減少)と共に、
温度変化にともなって非直線的な変化をする特性を有す
る。
り、■は湿度−周波数変換回路、2は微分回路、3は波
形整形回路、4は積分回路を示す。
に変換した出力パルスを発生する回路であり、この回路
の出力パルスは、微分回路2で微分される。微分回路2
の出力は、波形整形回路(しきい値回路)3において、
一定のしきい値以上の信号のみを取り出して整形し、矩
形波のパルスを出力する。この出力パルスは積分回路4
で積分され、出力信号を得る。
分回路4は、周波数(F)の変化するパルスを電圧(V
)出力に変換するパルスカウント形のF−V変換回路を
構成している。
F−V変換回路を用いた湿度センサの具体列を第8図に
示す。
’G3はゲート、R1−R5は抵抗、01〜C4はコン
デンサ、R3は相対湿度に対してインビダンスが指数関
数的に変化するインピーダンス変化型(抵抗変化型を含
む)の湿度センナ素子を示す。
ート)とゲートG3(インバータ)から成るC−MOS
ゲートICと、抵抗R1、R2及びコンデンサCtとで
構成された基本的な発振回路(C−MOSゲートによる
無安定マルチバイブレタ)の抵抗R2と並列に、湿度セ
ンサ素子H3、抵抗R3、コンデンサC2から成る湿度
センサ素子回路を並列接続したものである。
抵抗R2はコンデンサC1と共に基本的な発振回路の発
振周波数を決定する素子である。
R3は湿度センサ素子H5の高湿度側における特性補正
用の抵抗である。
は、コンデンサC1、抵抗R2、及び湿度センサ素子回
路のインピーダンスによる時定数で決まる。
ンサ素子H3のインピーダンスが変化する。
ため、発振周波数が変化する。即ち、湿度変化に応じて
発振周波数の変化したパルスを出力する。
3と抵抗R4から成る微分回路2により微分された後、
ゲートG1から成る波形整形回路3により波形整形され
、更に、抵抗R5とコンデンサC4から成る積分回路に
より積分されて出力する。
った。
度側で高インピーダンスであり、湿度が高くなるに従っ
て相対湿度に対してインピーダンスが指数関数的に減少
する。
、104〔Ω〕〜107〔Ω〕の範囲でインピーダンス
が変化する)、湿度−周波数変換回路の発振周波数が極
めて広範囲にわたって変化する。
分に追随できず、センサ出力のリニアリティが劣化する
。
が小)に設定しておくと、高湿度側(発振周波数が大)
で回路が飽和し、その結果、センサ出力のりニアリティ
が劣化する。
めて小さくなり、センサのリニアリティは劣化する。
できず、同様な問題が起る。
応じてインピーダンスを広範囲にわたって変化するイン
ピーダンス変化型の湿度センサ素子を用いても、十分良
好なりニアリテイを有するセンサ出力が得られるように
することを目的とする。
ブロック図、B図は各部の波形図である。
しきい値制御回路を示す。
ンスが指数関数的に変化するインピーダンス変化型(抵
抗変化型を含む)の湿度センサ素子を用い、湿度の変化
を周波数の変化に変換したパルス列を出力する湿度−周
波数変換回路lと、前記湿度−周波数変換回路lの出力
パルス列を入力して微分し、前記パルスよりも狭い幅の
パルス列を作り出す微分回路2と、前記微分波の内、所
定のしきい値レベル以上を取り出して波形整形する波形
整形回路(しきい値回路)3と、この波形整形されたパ
ルス列を積分する積分回路4とから成る湿度センサにお
いて、上記積分回路4の出力電圧により、上記波形整形
回路3のしきい値を制御するしきい値制御回路5を設け
、上記積分回路4の出力電圧に応じて波形整形回路3の
しきい値を変化させ、センサ出力のりニアリティを改善
できるようにしたものである。
ある。
いパルス列が出力され、高湿度側で周波数の高いパルス
列が出力される(B図のイ参照)。
回路3において、所定のしきい値レベル以上の成分を取
り出して波形整形し、積分回路4で積分しセンサ出力を
得る。
御電圧として送出され、この制御電圧により、しきい値
制御回路5で波形整形回路3のしきい値を制御する。
きい値を設定できるから、センサ出力のりニアリティを
コントロールして良好な特性のセンサ出力を得ることが
可能となる。
、第2図は第1実施例の回路図、第3図は第2実施例の
回路図、第4図は第3実施例の回路図、第5図は第4実
施例の回路図である。
た、T「はトランジスタ、R6〜R1□は抵抗、THは
サーミスタ、OPはオペアンプ、G4はゲート(インバ
ータ)、C5はコンデンサを示す。
Gtで構成すると共に、しきい値制御回路5を、トラン
ジスタT「と抵抗RT、R8で構成したものである。ま
た抵抗R6は、トランジスタT「の電流制限抵抗である
。
前記コンデンサC4の出力電圧が抵抗R6を介してトラ
ンジスタTrのベースに印加される。
路4の出力電圧によって変化するから、該トランジスタ
Trのコレクタ、エミッタ間の抵抗が前記積分回路4の
出力電圧に応じて変化する。
タとの接続点(ゲートG1の人力)の電位が変化し、ゲ
ー)Gsのしきい値を変化させることができる。
数のパルス列を出力し、このパルス列を、抵抗R4とコ
ンデンサC3とから成る微分回路2で微分する。この微
分波は、波形整形回路3で所定のしきい値レベル以上の
信号を取り出すことにより、不要成分を除去し、更に波
形整形したパルス列にする。
され、センサ出力を得る。この時、積分回路4の出力電
圧により、しきい値制御回路5を制御し、波形整形回路
3のしきい値をセンサ出力に応じて適切なレベルに設定
する。
波数は高く、積分回路4の出力電圧も太き(なる。これ
を補正するため、この出力電圧で波形整形回路3のしき
い値を高くしてその出力のパルス幅を小さくする。した
がって、積分回路4の出力電圧は小さくなる。
分回路4の出力電圧が小さくなる。これを補正するため
、積分回路4の出力電圧により、波形整形回路3のしき
い値を低(するように制御し、その出力のパルス幅を大
きくする。従って、積分回路4の出力電圧は太き(なる
。
値を設定して波形整形すれば、センサ出力のリニアリテ
ィを確保できる。
しきい値制御回路5としては、前記オペアンプOPの一
人力端子に接続された抵抗R9、R+oの分圧回路を用
いる。
C4の電圧)は、抵抗R9とR1゜とで分圧され、分圧
点の電圧が波形整形回路3を構成するオペアンプOPの
一人力(反転入力)の電圧となる。したがって、オペア
ンプの一人力は、積分回路4の出力電圧により制御され
ることになる。
る微分回路2からの微分パルスは、このオペアンプOP
で非反転増幅されるが、その際、入力の電圧がしきい値
電圧となる。
変換回路lとして、第8図に示した回路を用い、更に、
抵抗R0とサーミスタT)Iから成る温度補償回路6を
設けたものである。
、ゲートGgの出力側は(ゲートG3の入力端)はロー
レベルのr□、であり、ゲートG3の出力はハイレベル
のrl、である。このため、ゲートG3の出力から、抵
抗R2と温度センサ素子回路(コンデンサC2、抵抗R
3、湿度センサ素子H3の直列回路)との並列回路、及
びコンデンサC1を介してゲートG3の人力へ電流が流
れる。
入力が「1」のレベルに達すると、ゲ)G3の出力は「
O」となり、コンデンサCIは、上記と逆方向に充電さ
れる。その後、抵抗R1とR2との接続点の電位が所定
値まで下降すると、ゲートG2の人力が[0]となり、
その出力が「0」となる。即ち、ゲートG3の入力が「
0」となって再び上記の動作を繰返す。
素子H3を流れるから、湿度センサ素子H3が相対湿度
に対してそのインピーダンスヲ指数関数的に変化すると
、発振周波数もそれに応じて変化する。
換回路1をシュミットトリガによる無安定マルチバイブ
レークで構成すると共に、積分回路4の出力側に、抵抗
RI 1とサーミスタTHとから成る温度補償回路6を
接続したものである。
クは、ゲート(インバータ)G4、コンデンサC5、抵
抗R1□から成る基本的なシュミットトリガによる無安
定マルチバイブレークに、コンデンサC2、抵抗R3、
インピーダンス変化型の湿度センサ素子H5から成る湿
度センサ素子回路を付加したものである。
るとすると、抵抗RIzを介してコンデンサC5が充電
される。この充電により、コンデンサC5の端子電圧が
上昇し、この電圧がゲトG4におけるシュミットトリガ
の上のスレッショールドレベルに達すると、ゲートG4
の出力はローレベルの「0」に反転する。
を介して放電する。したがって、ゲートG4の入力端子
は下降し始める。そして、その電圧が下のスレッショー
ルドレベルに達すると、ゲトG4の出力は再び「I」と
なり、以後同様な動作を繰返して発振が行われる。
続しているため、上記のように抵抗R22に電流が流れ
る時は、湿度センサ素子回路にも流れる。このため、湿
度変化に応じた周波数のパルス列を出力する。
路2で微分された後、波形整形回路3により不要成分を
除去して整形され、積分回路4で積分されてセンサ出力
となる。この時、積分回路4の出力電圧をしきい値制御
回路5へ供給し、前記出力電圧に応じたしきい値を、波
形整形回路3に設定する。
−周波数変換回路にくらべて、ゲートが1個で済み、し
かもゲー1−G4の入力側の電位変化が少ないため、消
費電力が少なくて済み、その分宛熱量も少ない。
影響も少なくなる。
あり、横軸は相対湿度(RH%)、縦軸はセンサ出力電
圧(V)を示す。
て小さくなり、高湿度側で極めて大きな出力電圧値とな
る。しかもその変化が非直線的変化であるから、湿度変
化に対して湿度センサ素子のインピーダンスが大幅に変
化する場合には、湿度センサとして使用できない場合も
ある。
に、低湿度側から高湿度側にかけて出力電圧は直線的に
変化し、極めて良好なりニアリティを有する特性となる
。
のようにしても実施可能である。
ポーラトランジスタに限らず、各種のFETも使用可能
である。
度センサ素子りインピーダンス変化を周波数の変化に変
換する回路であれば、各種の回路が使用可能である。
対してインピーダンスを変化させるサーミスタ等の素子
を用いれば、温度センサとして利用することも可能であ
る。
が低湿度側で高インピーダンス、高湿度側で低インピー
ダンスとなるため、湿度−周波数変換回路の出力は、低
湿度側で周波数が低く、高湿度側で周波数が高い。
で高電圧の出力となっている。
整形回路の出力を反転させ、センサ出力を上記の実施例
と逆にすることも可能である。この場合、しきい値制御
回路に加える電圧は反転すればよい。
ある。
化して、湿度−周波数変換回路の出力周波数が大幅に変
化しても、センサ出力電圧により、波形整形回路のしき
い値を制御し、常に最適なしきい値レベルを設定できる
。
側にかけて極めて良好なリニアリティを確保できる。
保ができるから、小型で安価な湿度センサとなる。
施例の回路図、 第4図は第3実施例の回路図、 第5図は第4実施例の回路図、 第6図は湿度センサ素子の特性を示した図、第7図は従
来例における湿度センサのブロック図、 第8図は従来例における湿度センサの回路図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 相対湿度に対して非直線的にインピーダンスが変化する
湿度センサ素子を用い、湿度の変化を周波数の変化に変
換する湿度−周波数変換回路(1)と、 前記湿度−周波数変換回路(1)の出力信号を微分して
、前記信号よりも幅の狭いパルス列を出力する微分回路
(2)と、 前記微分回路(2)の出力信号から、所定のしきい値以
上の信号を取り出して波形整形する波形整形回路(3)
と、 前記波形整形回路(3)の出力パルス列を積分する積分
回路(4)とから成る湿度センサにおいて、 上記積分回路(4)の出力電圧により、上記波形整形回
路(3)のしきい値を制御するしきい値制御回路(5)
を設け、 センサ出力の大きさに応じて上記しきい値を設定するこ
とにより、センサの出力を線形化することを特徴とする
湿度センサ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26465489A JPH0663998B2 (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 湿度センサ |
US07/517,937 US5065625A (en) | 1989-05-12 | 1990-05-02 | Humidity meter |
EP90420214A EP0397584B1 (en) | 1989-05-12 | 1990-05-03 | A humidity meter |
DE69023388T DE69023388T2 (de) | 1989-05-12 | 1990-05-03 | Feuchtigkeitsmessgerät. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26465489A JPH0663998B2 (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 湿度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03125952A true JPH03125952A (ja) | 1991-05-29 |
JPH0663998B2 JPH0663998B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17406356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26465489A Expired - Lifetime JPH0663998B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-10-11 | 湿度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0663998B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011069770A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Kyocera Mita Corp | 湿度検出装置及び湿度検出方法 |
JP2011193095A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Panasonic Corp | デジタル信号入力装置 |
KR20200137999A (ko) | 2019-05-30 | 2020-12-09 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 도브테일 홈 가공 방법 및 기판 처리 장치 |
-
1989
- 1989-10-11 JP JP26465489A patent/JPH0663998B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011069770A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Kyocera Mita Corp | 湿度検出装置及び湿度検出方法 |
JP2011193095A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Panasonic Corp | デジタル信号入力装置 |
KR20200137999A (ko) | 2019-05-30 | 2020-12-09 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 도브테일 홈 가공 방법 및 기판 처리 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0663998B2 (ja) | 1994-08-22 |
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