JPH0552793A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPH0552793A JPH0552793A JP23735591A JP23735591A JPH0552793A JP H0552793 A JPH0552793 A JP H0552793A JP 23735591 A JP23735591 A JP 23735591A JP 23735591 A JP23735591 A JP 23735591A JP H0552793 A JPH0552793 A JP H0552793A
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- Japan
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- sensitive element
- humidity
- metal oxide
- mol
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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
(57)【要約】 （修正有）
【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、かつ湿度ヒステリシスの小さい感湿素子
を提供する。 【構成】 金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ
2Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｍ3 Ｏ4 （ただしＭ3 Ｏ4 におけるＭ
は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉ
ｒ，である）に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，
Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１
０モル％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５〜１０モル％，Ｍ3 Ｏ4
１〜２０モル％の組成を有する焼成体４で構成する。
特性が安定で、かつ湿度ヒステリシスの小さい感湿素子
を提供する。 【構成】 金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ
2Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｍ3 Ｏ4 （ただしＭ3 Ｏ4 におけるＭ
は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉ
ｒ，である）に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，
Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１
０モル％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５〜１０モル％，Ｍ3 Ｏ4
１〜２０モル％の組成を有する焼成体４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】このような感湿素子は、Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ
2 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。
2 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。また、スピネル構造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。
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。また、スピネル構造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。
【０００５】そのため、この欠点をなくすために素子自
体を加熱することも一部行われているが、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
の特性が変化するという難点があった。以上のような理
由から、従来の感湿素子は、信頼性に欠け、かつ構造が
複雑で高価なものとなる欠点を有していた。
体を加熱することも一部行われているが、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
の特性が変化するという難点があった。以上のような理
由から、従来の感湿素子は、信頼性に欠け、かつ構造が
複雑で高価なものとなる欠点を有していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、上
記構成になる感湿素子は、固有抵抗が高いため精度に難
点があり、また、スピネル構造の酸化物を用いたもの
は、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。
記構成になる感湿素子は、固有抵抗が高いため精度に難
点があり、また、スピネル構造の酸化物を用いたもの
は、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。
【０００７】本発明は、上記のような事情に鑑みて成さ
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 などの問題点を解決できるもので、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、しかも湿度ヒステリシス
の小さい感湿素子を得ることを目的とするものである。
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 などの問題点を解決できるもので、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、しかも湿度ヒステリシス
の小さい感湿素子を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明になる感湿素子
は、金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2
Ｏ5 ，Ｍ3 Ｏ4 （ただしＭ3 Ｏ4 におけるＭは、Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，である）
に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3
４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ
2 Ｏ5 ０．５〜１０モル％，Ｍ3 Ｏ4 １〜２０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、金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2
Ｏ5 ，Ｍ3 Ｏ4 （ただしＭ3 Ｏ4 におけるＭは、Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，である）
に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3
４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ
2 Ｏ5 ０．５〜１０モル％，Ｍ3 Ｏ4 １〜２０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。
【０００９】
【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、湿度ヒステリシスも小さく、高信頼
性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、湿度ヒステリシスも小さく、高信頼
性化に大きく貢献する作用を有する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１１】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、金属酸化物のＺ
ｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｍ3 Ｏ4 （た
だしＭ3 Ｏ4 におけるＭは、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，である）に換算して、ＺｎＯ
４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル％，
Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５〜１０
モル％，Ｍ3 Ｏ4 １〜２０モル％の組成を有する金属
酸化物粉末にバインダ−を添加して構成した金属酸化物
ペ−ストを印刷し、しかる後、この金属酸化物ペ−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−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、金属酸化物のＺ
ｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｍ3 Ｏ4 （た
だしＭ3 Ｏ4 におけるＭは、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉｒ，である）に換算して、ＺｎＯ
４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル％，
Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５〜１０
モル％，Ｍ3 Ｏ4 １〜２０モル％の組成を有する金属
酸化物粉末にバインダ−を添加して構成した金属酸化物
ペ−ストを印刷し、しかる後、この金属酸化物ペ−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−ド端子５，６を取着して
なるものである。
【００１２】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成体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、しかも湿度ヒステリシ
スも小さい性能を発揮することから、感湿素子の高信頼
性化に大きく貢献できる効果が得られる利点を有する。
ば、感湿素子を構成する焼成体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、しかも湿度ヒステリシ
スも小さい性能を発揮することから、感湿素子の高信頼
性化に大きく貢献できる効果が得られる利点を有する。
【００１３】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。
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。
【００１４】（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それぞれの湿度ーインピ−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それぞれの湿度ーインピ−ダ
ンス特性を調べた結果、図２に示すようになった。
【００１５】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
度ーインピ−ダンス特性を示し、本発明による組成の優
位性がわかる。
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
度ーインピ−ダンス特性を示し、本発明による組成の優
位性がわかる。
【００１６】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と極めて低く、再現性に優れた
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と極めて低く、再現性に優れた
ものとなっている。
【００１７】
【表１】
【００１８】（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４
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４
に示すようになった。
【００１９】図４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から逸
脱するＨ，Ｎは比較的経時劣化が大きいいのに対して、
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から逸
脱するＨ，Ｎは比較的経時劣化が大きいいのに対して、
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。
【００２０】
【表２】
【００２１】（実施例３）ＺｎＯ：４３．５モル％，Ｃ
ｒ2 Ｏ3：４３．５モル％，Ｌｉ2 Ｏ：５モル％，Ｖ2
Ｏ5 ：５モル％にＮｉ3 Ｏ4 ，Ｐｂ3 Ｏ4 ，Ｒｕ
3 Ｏ4 ，Ｒｈ3 Ｏ4 ，Ｏｓ3 Ｏ4 ，Ｉｒ3 Ｏ4 の中の１
種をそれぞれ３モル％加えた組成で製作した６種の本発
明からなる感湿素子それぞれの経時特性を調べた結果、
抵抗値はいずれも１０００ｈ後で初期値に対しその変化
量が±７％ＲＨ以内であり、本発明の優れた経時安定性
を示した。
ｒ2 Ｏ3：４３．５モル％，Ｌｉ2 Ｏ：５モル％，Ｖ2
Ｏ5 ：５モル％にＮｉ3 Ｏ4 ，Ｐｂ3 Ｏ4 ，Ｒｕ
3 Ｏ4 ，Ｒｈ3 Ｏ4 ，Ｏｓ3 Ｏ4 ，Ｉｒ3 Ｏ4 の中の１
種をそれぞれ３モル％加えた組成で製作した６種の本発
明からなる感湿素子それぞれの経時特性を調べた結果、
抵抗値はいずれも１０００ｈ後で初期値に対しその変化
量が±７％ＲＨ以内であり、本発明の優れた経時安定性
を示した。
【００２２】また、Ｎｉ3 Ｏ4 ，Ｐｂ3 Ｏ4 ，Ｒｕ3 Ｏ
4 ，Ｒｈ3 Ｏ4 ，Ｏｓ3 Ｏ4 ，Ｉｒ3 Ｏ4 の中の１種を
ｎモル％（ｎは１〜２０）、ＺｎＯとＣｒ2 Ｏ3 をそれ
ぞれ（４５−ｎ／２）モル％、Ｌｉ2 ＯとＶ2 Ｏ5をそ
れぞれ５モル％加えた組成で製作した本発明からなる感
湿素子それぞれの経時特性を調べた結果、インピ−ダン
ス特性は、いずれも１０００ｈ後で初期値に対しその変
化量が±７％ＲＨ以内であり、Ｍ3 Ｏ4 の組成比を本発
明の範囲内で変えても安定した経時特性を示した。
4 ，Ｒｈ3 Ｏ4 ，Ｏｓ3 Ｏ4 ，Ｉｒ3 Ｏ4 の中の１種を
ｎモル％（ｎは１〜２０）、ＺｎＯとＣｒ2 Ｏ3 をそれ
ぞれ（４５−ｎ／２）モル％、Ｌｉ2 ＯとＶ2 Ｏ5をそ
れぞれ５モル％加えた組成で製作した本発明からなる感
湿素子それぞれの経時特性を調べた結果、インピ−ダン
ス特性は、いずれも１０００ｈ後で初期値に対しその変
化量が±７％ＲＨ以内であり、Ｍ3 Ｏ4 の組成比を本発
明の範囲内で変えても安定した経時特性を示した。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、抵抗（インピ−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、し
かも湿度ヒステリシスの小さい高信頼性の感湿素子を得
ることができる。
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、し
かも湿度ヒステリシスの小さい高信頼性の感湿素子を得
ることができる。
【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−ダンス特性を示す曲線図である。
ンピ−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−ダンス特性を示す曲線図である。
−インピ−ダンス特性を示す曲線図である。
【図４】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−ド端子 ６ リ−ド端子
Claims (1)
- 【請求項１】 金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ
2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｍ3 Ｏ4 （ただしＭ3 Ｏ4 におけるＭ
は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｉ
ｒ，である）に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，
Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０
モル％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５〜１０モル％，Ｍ3 Ｏ4 １〜
２０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 |
|---|---|---|---|
| JP23735591A JPH0552793A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23735591A JPH0552793A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552793A true JPH0552793A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=17014170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23735591A Pending JPH0552793A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552793A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02250189A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-05 | Nippon Joho Kagaku Kk | 文字発生方法および装置 |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP23735591A patent/JPH0552793A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02250189A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-05 | Nippon Joho Kagaku Kk | 文字発生方法および装置 |
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