JPH05142183A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPH05142183A JPH05142183A JP33252591A JP33252591A JPH05142183A JP H05142183 A JPH05142183 A JP H05142183A JP 33252591 A JP33252591 A JP 33252591A JP 33252591 A JP33252591 A JP 33252591A JP H05142183 A JPH05142183 A JP H05142183A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal oxide
- humidity
- sensitive element
- resistance value
- temperature coefficient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 抵抗値が低く、加熱処理を施さなくとも経時
特性が安定で、湿度ヒステリシスが小さく、かつ温度係
数の小さい感湿素子を提供する。 【構成】 絶縁基板１の一表面に形成した一対の櫛形電
極２，３面上に形成する焼結体４として、少なくともス
ピネル型金属酸化物が９６〜４０モル％とペロブスカイ
ト型金属酸化物が２〜４０モル％の組成で構成する。
特性が安定で、湿度ヒステリシスが小さく、かつ温度係
数の小さい感湿素子を提供する。 【構成】 絶縁基板１の一表面に形成した一対の櫛形電
極２，３面上に形成する焼結体４として、少なくともス
ピネル型金属酸化物が９６〜４０モル％とペロブスカイ
ト型金属酸化物が２〜４０モル％の組成で構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿度の変化を電気抵抗
の変化として検出する金属酸化物からなる感湿素子に関
する。
の変化として検出する金属酸化物からなる感湿素子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、金属酸化物は吸水性に優れてい
るため、この性質を利用して感湿素子として利用し得る
ことが知られている。
るため、この性質を利用して感湿素子として利用し得る
ことが知られている。
【０００３】従来、金属酸化物を用いた感湿素子として
は、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 などの金属酸
化物の微粉末を、無機質絶縁基板の表面に印刷又は塗布
などを行って感湿層を形成し、この感湿層の電気抵抗の
湿度に対する変化を利用したものである。
は、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 などの金属酸
化物の微粉末を、無機質絶縁基板の表面に印刷又は塗布
などを行って感湿層を形成し、この感湿層の電気抵抗の
湿度に対する変化を利用したものである。
【０００４】しかしながら、この種の感湿素子は、物理
的，化学的，熱的には安定であるが、概して固有抵抗が
高いため、吸脱湿現象による多少の抵抗変化があって
も、これを電気的に、かつ高精度に検出することは難し
い。
的，化学的，熱的には安定であるが、概して固有抵抗が
高いため、吸脱湿現象による多少の抵抗変化があって
も、これを電気的に、かつ高精度に検出することは難し
い。
【０００５】また、スピネル型構造金属酸化物の半導体
性を利用したものもあるが、抵抗値が比較的低く、相対
湿度５〜９５％の広範囲の湿度を検出することはできる
が、室温で放置すると抵抗値が増加し再現性が得にくい
欠点がある。
性を利用したものもあるが、抵抗値が比較的低く、相対
湿度５〜９５％の広範囲の湿度を検出することはできる
が、室温で放置すると抵抗値が増加し再現性が得にくい
欠点がある。
【０００６】そのため、この欠点をなくすために感湿素
子自体を加熱することも一部行われており、加熱によっ
て再現性は得られるが、繰り返される加熱によって電極
材が変化するという難点があった。更に温度係数が大き
く、実際の使用にあたっては複雑な温度補償回路が必要
であった。
子自体を加熱することも一部行われており、加熱によっ
て再現性は得られるが、繰り返される加熱によって電極
材が変化するという難点があった。更に温度係数が大き
く、実際の使用にあたっては複雑な温度補償回路が必要
であった。
【０００７】したがって、従来一般化している感湿素子
は、信頼性に欠け実用上解決すべき多くの欠点を有して
いた。
は、信頼性に欠け実用上解決すべき多くの欠点を有して
いた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来一
般化している感湿素子は、固有抵抗が高いため精度に難
点があり、長期間にわたって高い信頼性を得ることは困
難であった。また、温度係数が大きいため、実際の使用
にあたっては複雑な温度補償回路が必要であった。
般化している感湿素子は、固有抵抗が高いため精度に難
点があり、長期間にわたって高い信頼性を得ることは困
難であった。また、温度係数が大きいため、実際の使用
にあたっては複雑な温度補償回路が必要であった。
【０００９】本発明は、上記のような欠点を解消するた
めになされたもので、従来問題とされていた、 抵抗値が高い 経時的安定性に欠ける 温度係数が大きい などの問題点を改善し、抵抗値が比較的低く、室温放置
で加熱しなくとも安定した抵抗値を得ることができ、経
時特性にも優れ、湿度ヒステリシスが小さく、しかも温
度係数の小さい感湿素子を提供することを目的とするも
のである。
めになされたもので、従来問題とされていた、 抵抗値が高い 経時的安定性に欠ける 温度係数が大きい などの問題点を改善し、抵抗値が比較的低く、室温放置
で加熱しなくとも安定した抵抗値を得ることができ、経
時特性にも優れ、湿度ヒステリシスが小さく、しかも温
度係数の小さい感湿素子を提供することを目的とするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明になる感湿素子
は、少なくともスピネル型金属酸化物が９６〜４０モル
％とペロブスカイト型金属酸化物が２〜４０モル％の組
成を有する焼成体からなることを特徴とするものであ
る。
は、少なくともスピネル型金属酸化物が９６〜４０モル
％とペロブスカイト型金属酸化物が２〜４０モル％の組
成を有する焼成体からなることを特徴とするものであ
る。
【００１１】
【作用】感湿素子が上記組成によって構成されているた
め、抵抗値が低く、室温放置で加熱処理を施さなくとも
経時安定性に優れ、湿度ヒステリシスが小さく、温度係
数も小さく、高信頼性化，回路の小形化に大きく貢献す
る作用を有する。
め、抵抗値が低く、室温放置で加熱処理を施さなくとも
経時安定性に優れ、湿度ヒステリシスが小さく、温度係
数も小さく、高信頼性化，回路の小形化に大きく貢献す
る作用を有する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１３】図１に示すように、例えばアルミナ、又は
ガラス等からなる無機質の絶縁基板１の一表面に白金，
金等からなる一対の櫛形電極２，３を印刷等によって形
成し、次にこの櫛形電極２，３面上に、少なくともスピ
ネル型金属酸化物とペロブスカイト型金属酸化物からな
り、スピネル型金属酸化物が９６〜４０モル％，ペロブ
スカイト型金属酸化物が２〜４０モル％の組成を有する
金属酸化物粉末にバインダーを添加して構成した金属酸
化物ペーストを印刷し、しかる後、この金属酸化物ペー
ストを焼成して焼成体４を形成し、前記一対の櫛形電極
２，３の端子導出部それぞれにリード端子５，６を取着
してなるものである。
ガラス等からなる無機質の絶縁基板１の一表面に白金，
金等からなる一対の櫛形電極２，３を印刷等によって形
成し、次にこの櫛形電極２，３面上に、少なくともスピ
ネル型金属酸化物とペロブスカイト型金属酸化物からな
り、スピネル型金属酸化物が９６〜４０モル％，ペロブ
スカイト型金属酸化物が２〜４０モル％の組成を有する
金属酸化物粉末にバインダーを添加して構成した金属酸
化物ペーストを印刷し、しかる後、この金属酸化物ペー
ストを焼成して焼成体４を形成し、前記一対の櫛形電極
２，３の端子導出部それぞれにリード端子５，６を取着
してなるものである。
【００１４】以上のような構成になる感湿素子によれ
ば、感湿素子を構成する焼結体４が前述の組成からなっ
ているため、抵抗値が低く、室温放置下で加熱処理を施
さなくとも抵抗値の増加はなく、湿度ヒステリシスが小
さく、しかも温度係数も小さい性能を発揮することか
ら、感湿素子の高信頼性化，回路の小形化に大きく貢献
できる効果が得られる利点を有する。このことは、以下
に示す本発明の特性、更には本発明と従来例の特性比較
を行った実験結果によって実証された。
ば、感湿素子を構成する焼結体４が前述の組成からなっ
ているため、抵抗値が低く、室温放置下で加熱処理を施
さなくとも抵抗値の増加はなく、湿度ヒステリシスが小
さく、しかも温度係数も小さい性能を発揮することか
ら、感湿素子の高信頼性化，回路の小形化に大きく貢献
できる効果が得られる利点を有する。このことは、以下
に示す本発明の特性、更には本発明と従来例の特性比較
を行った実験結果によって実証された。
【００１５】（実施例１）表１に示すそれぞれの組成比
で製作した感湿素子Ａ〜Ｇそれぞれの湿度−インピーダ
ンス特性を調べた結果、図２に示すようになった。
で製作した感湿素子Ａ〜Ｇそれぞれの湿度−インピーダ
ンス特性を調べた結果、図２に示すようになった。
【００１６】図２から明らかなように、本発明の組成比
を満足するＣ，Ｄ，Ｅの感湿素子は、本発明の組成比か
ら逸脱するＡ，Ｂ，Ｆ，Ｇのものと比較して、優れた湿
度−インピーダンス特性を示し、本発明による組成が事
実優れていることがわかる。
を満足するＣ，Ｄ，Ｅの感湿素子は、本発明の組成比か
ら逸脱するＡ，Ｂ，Ｆ，Ｇのものと比較して、優れた湿
度−インピーダンス特性を示し、本発明による組成が事
実優れていることがわかる。
【００１７】また、本発明の組成比を満足する感湿素子
Ｄの往復湿度特性を調べた結果、図３に示すように湿度
ヒステリシスが２％ＲＨ以下と極めて小さく、再現性に
おいても優れたものとなっている。
Ｄの往復湿度特性を調べた結果、図３に示すように湿度
ヒステリシスが２％ＲＨ以下と極めて小さく、再現性に
おいても優れたものとなっている。
【００１８】更に、感湿素子Ａ〜Ｇそれぞれの温度係数
特性を調べた結果、図４に示すように本発明の組成比を
満足するＣ，Ｄ，Ｅの感湿素子は温度係数が±０．５％
ＲＨ／℃以下と極めて小さく優れたものとなっている。
特性を調べた結果、図４に示すように本発明の組成比を
満足するＣ，Ｄ，Ｅの感湿素子は温度係数が±０．５％
ＲＨ／℃以下と極めて小さく優れたものとなっている。
【００１９】なお、表１に示したその他は、この場合Ｖ
2 Ｏ5 を用いた。
2 Ｏ5 を用いた。
【００２０】
【表１】
【００２１】（実施例２）表２に示す本発明からなる組
成比で製作した感湿素子Ｈ〜Ｎそれぞれと、従来例であ
るスピネル構造酸化物からなるＭｇＣｒ2 Ｏ4 系感湿素
子Ｐの湿度５０％ＲＨでの経時特性を調べた結果、図５
に示すようになった。
成比で製作した感湿素子Ｈ〜Ｎそれぞれと、従来例であ
るスピネル構造酸化物からなるＭｇＣｒ2 Ｏ4 系感湿素
子Ｐの湿度５０％ＲＨでの経時特性を調べた結果、図５
に示すようになった。
【００２２】図５から明らかなように、従来例Ｐは経時
劣化が大きく実用的でなく、また本発明の組成比率を逸
脱するＨ、Ｎは比較的経時劣化が大きいのに対して、本
発明の組成比を満足するＩ〜Ｍのものは、いずれも経時
劣化が小さく安定した特性を維持し、高い信頼性が得ら
れることがわかる。
劣化が大きく実用的でなく、また本発明の組成比率を逸
脱するＨ、Ｎは比較的経時劣化が大きいのに対して、本
発明の組成比を満足するＩ〜Ｍのものは、いずれも経時
劣化が小さく安定した特性を維持し、高い信頼性が得ら
れることがわかる。
【００２３】なお、表２におけるその他は、この場合Ｖ
2 Ｏ5 を用いた。
2 Ｏ5 を用いた。
【００２４】
【表２】
【００２５】以上、上記実施例ではスピネル型金属酸化
物としてＺｎＣｒ2Ｏ4 ，ＭｇＣｒ2 Ｏ4 、ペロブスカ
イト型金属酸化物としてＢａＴｉＯ3 ，ＣａＴｉＯ3 に
ついて例示して説明したが、その他スピネル型金属酸化
物としてＡＢ2 Ｏ4 （ＡはＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｍ
ｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｇｅ、ＢはＢ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｐｂ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｙ，ランタ
ノイド系，アクチノイド系）、ペロブスカイト型金属酸
化物としてＡＢＯ3 （ＡがＣａ，Ｓｒ，ＢａのときＢは
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｐｂ、 ＡがＬｉ，Ｎａ，Ｋのとき
ＢはＮｂ，Ｔａ）であってもよく、更に、前記のそれぞ
れの複合スピネル型金属酸化物，複合ペロブスカイト型
金属酸化物であってもよい。
物としてＺｎＣｒ2Ｏ4 ，ＭｇＣｒ2 Ｏ4 、ペロブスカ
イト型金属酸化物としてＢａＴｉＯ3 ，ＣａＴｉＯ3 に
ついて例示して説明したが、その他スピネル型金属酸化
物としてＡＢ2 Ｏ4 （ＡはＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｍ
ｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｇｅ、ＢはＢ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｐｂ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｙ，ランタ
ノイド系，アクチノイド系）、ペロブスカイト型金属酸
化物としてＡＢＯ3 （ＡがＣａ，Ｓｒ，ＢａのときＢは
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｐｂ、 ＡがＬｉ，Ｎａ，Ｋのとき
ＢはＮｂ，Ｔａ）であってもよく、更に、前記のそれぞ
れの複合スピネル型金属酸化物，複合ペロブスカイト型
金属酸化物であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、抵抗値（インピーダン
ス値）が低く、回路的に利用度が高く、室温放置で加熱
しなくとも特性（抵抗値）が安定で、経時特性に優れ、
湿度ヒステリシスが小さく、しかも温度係数も小さい高
信頼性の感湿素子を得ることができ、回路の簡略化，部
品点数の削減を図ることができる。
ス値）が低く、回路的に利用度が高く、室温放置で加熱
しなくとも特性（抵抗値）が安定で、経時特性に優れ、
湿度ヒステリシスが小さく、しかも温度係数も小さい高
信頼性の感湿素子を得ることができ、回路の簡略化，部
品点数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の感湿素子の一部破断斜視図である。
【図２】本発明の一実施例からなる感湿素子の湿度−イ
ンピーダンス特性を示す曲線図である。
ンピーダンス特性を示す曲線図である。
【図３】本発明の一実施例からなる感湿素子の往復湿度
−インピーダンス特性を示す曲線図である。
−インピーダンス特性を示す曲線図である。
【図４】本発明の一実施例からなる感湿素子の温度係数
特性を示す曲線図である。
特性を示す曲線図である。
【図５】本発明の他の実施例からなる感湿素子の５０％
ＲＨ下における経時特性を示す曲線図である。
ＲＨ下における経時特性を示す曲線図である。
１ 絶縁基板 ２ 櫛形電極 ３ 櫛形電極 ４ 焼成体 ５ リード端子 ６ リード端子
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくともスピネル型金属酸化物が９６
〜４０モル％とペロブスカイト型金属酸化物が２〜４０
モル％の組成を有する焼成体からなる感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33252591A JPH05142183A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33252591A JPH05142183A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142183A true JPH05142183A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=18255899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33252591A Pending JPH05142183A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI696819B (zh) * | 2019-08-29 | 2020-06-21 | 大陸商業成科技（成都）有限公司 | 濕度感測器及其製造方法 |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP33252591A patent/JPH05142183A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI696819B (zh) * | 2019-08-29 | 2020-06-21 | 大陸商業成科技（成都）有限公司 | 濕度感測器及其製造方法 |
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