JPH0552795A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPH0552795A JPH0552795A JP23735791A JP23735791A JPH0552795A JP H0552795 A JPH0552795 A JP H0552795A JP 23735791 A JP23735791 A JP 23735791A JP 23735791 A JP23735791 A JP 23735791A JP H0552795 A JPH0552795 A JP H0552795A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- sensitive element
- metal oxide
- mol
- present
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- Pending
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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 ，ＭＯ3 （ただしＭＯ3におけるＭは、Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｗ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 ０．５〜１
０モル％，ＭＯ3 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 ，ＭＯ3 （ただしＭＯ3におけるＭは、Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｗ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 ０．５〜１
０モル％，ＭＯ3 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】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。
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
材の特性が変化するという難点があった。
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
材の特性が変化するという難点があった。
【０００７】したがって、従来一般化しているの感湿素
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。
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。
【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、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。
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、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。
【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 などの問題点を解決を改善し、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、しかも湿度ヒステリシスの小さ
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 などの問題点を解決を改善し、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、しかも湿度ヒステリシスの小さ
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、金属酸化物のＺｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2
Ｏ5 ，ＭＯ3 （ただしＭＯ3 におけるＭは、Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｗ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
％，ＭＯ3 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 ，ＭＯ3 （ただしＭＯ3 におけるＭは、Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｗ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
％，ＭＯ3 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。
【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。
【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、金属酸化物のＺｎ
Ｏ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭＯ3 （ただし
ＭＯ3 におけるＭは、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｗであ
る）に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ
3 ４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル
％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５〜１０モル％，ＭＯ3 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。
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Ｚｎ
Ｏ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭＯ3 （ただし
ＭＯ3 におけるＭは、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｗであ
る）に換算して、ＺｎＯ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ
3 ４９〜３０モル％，Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜１０モル
％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５〜１０モル％，ＭＯ3 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。
【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。
【００１５】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。
【００１６】（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。
【００１７】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
度ーインピ−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。
【００１８】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
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
優れたものとなっている。
【００１９】
【表１】
【００２０】（実施例２）表２に示す組成比で製作した
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。
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。
【００２１】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。
【００２２】
【表２】
【００２３】（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ＣｒＯ3 ，ＴｅＯ3 ，ＴｉＯ3の中の
１種をそれぞれ３モル％加えた組成で製作した３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、インピ−ダンス値はいずれも１０００ｈ後で初期値
に対するその変化量が±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ＣｒＯ3 ，ＴｅＯ3 ，ＴｉＯ3の中の
１種をそれぞれ３モル％加えた組成で製作した３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、インピ−ダンス値はいずれも１０００ｈ後で初期値
に対するその変化量が±７％ＲＨ以内であり、本発明の
優れた経時安定性を示した。
【００２４】また、ＣｒＯ3 ，ＴｅＯ3 ，ＴｉＯ3 の中
の１種をｎモル％（ｎは１〜２０）、ＺｎＯとＣｒ2 Ｏ
3 を（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
ス値はいずれも１０００ｈ後で初期値に対するその変化
量が±７％ＲＨ以内であり、ＭＯ3 金属酸化物の組成比
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。
の１種をｎモル％（ｎは１〜２０）、ＺｎＯとＣｒ2 Ｏ
3 を（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
ス値はいずれも１０００ｈ後で初期値に対するその変化
量が±７％ＲＨ以内であり、ＭＯ3 金属酸化物の組成比
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。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、抵抗値が低く、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。
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−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 ，ＭＯ3 （ただしＭＯ3 におけるＭは、
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｗである）に換算して、Ｚｎ
Ｏ ４９〜３０モル％，Ｃｒ2 Ｏ3 ４９〜３０モル
％，Ｌｉ2 Ｏ０．５〜１０モル％，Ｖ2 Ｏ5 ０．５〜
１０モル％，ＭＯ3 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 |
|---|---|---|---|
| JP23735791A JPH0552795A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23735791A JPH0552795A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552795A true JPH0552795A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=17014199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23735791A Pending JPH0552795A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552795A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016518602A (ja) * | 2013-04-22 | 2016-06-23 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | センサデバイスおよびその製造方法 |
| CN108490037A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-09-04 | 梧州井儿铺贸易有限公司 | 一种能显示湿度的打印机 |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP23735791A patent/JPH0552795A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016518602A (ja) * | 2013-04-22 | 2016-06-23 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | センサデバイスおよびその製造方法 |
| US10670548B2 (en) | 2013-04-22 | 2020-06-02 | Epcos Ag | Compact sensor module for a combination of pressure, humidity and/or temperature sensors |
| CN108490037A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-09-04 | 梧州井儿铺贸易有限公司 | 一种能显示湿度的打印机 |
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