JPH0561653B2 - - Google Patents

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JPH0561653B2
JPH0561653B2 JP63088661A JP8866188A JPH0561653B2 JP H0561653 B2 JPH0561653 B2 JP H0561653B2 JP 63088661 A JP63088661 A JP 63088661A JP 8866188 A JP8866188 A JP 8866188A JP H0561653 B2 JPH0561653 B2 JP H0561653B2
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JP
Japan
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humidity
temperature
absolute
signal
section
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Application number
JP63088661A
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Japanese (ja)
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JPH01259406A (en
Inventor
Kenzo Kitamura
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Shibaura Electronics Co Ltd
Original Assignee
Shibaura Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shibaura Electronics Co Ltd filed Critical Shibaura Electronics Co Ltd
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Priority to US07/330,624 priority patent/US4911357A/en
Publication of JPH01259406A publication Critical patent/JPH01259406A/en
Publication of JPH0561653B2 publication Critical patent/JPH0561653B2/ja
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  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は恒温恒湿槽における温湿度制御を行う
装置に係り、特に高温度、高湿度の恒温恒湿槽に
対して好適な温湿度制御装置に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for controlling temperature and humidity in a constant temperature and humidity chamber, and in particular, a temperature and humidity control device suitable for a constant temperature and humidity chamber with high temperature and high humidity. It is related to the device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子部品や各種材料の温湿度特性試験を行うた
めの環境試験装置としては、多くの種類の恒温恒
湿槽が市販されている。
Many types of constant temperature and humidity chambers are commercially available as environmental test devices for testing the temperature and humidity characteristics of electronic components and various materials.

従来このような恒温恒湿槽における湿度制御を
行う場合の湿度検出器としては、白金測温体、熱
電対またはサーミスタ測温体等の温度センサを使
用した乾湿球湿度センサが用いられ、乾球と湿球
の温度差から相対湿度を算出して湿度制御を行う
方法が一般に用いられている。このような乾湿球
方式による湿度の算出方法については、JIS8806
によつて周知である。
Conventionally, when controlling humidity in such a constant temperature and humidity chamber, a wet and dry bulb humidity sensor is used, which uses a temperature sensor such as a platinum thermometer, thermocouple, or thermistor thermometer. A commonly used method is to calculate the relative humidity from the temperature difference between the wet bulb and the wet bulb to control humidity. For information on how to calculate humidity using the wet and dry bulb method, please refer to JIS8806.
It is well known by.

また乾湿球方式以外の湿度センサとしては、吸
湿による電気的特性の変化を利用した抵抗式、容
量式等の湿度センサがある。これには電解質系の
塩化リチウム湿度センサ、有機物系の高分子膜湿
度センサ、金属酸化物系のセラミツクス湿度セン
サ等がある。
Humidity sensors other than the dry-wet-bulb type include resistance-type and capacitance-type humidity sensors that utilize changes in electrical characteristics due to moisture absorption. These include electrolyte-based lithium chloride humidity sensors, organic-based polymer film humidity sensors, and metal oxide-based ceramic humidity sensors.

またこのような湿度センサを使用する恒温恒湿
槽の制御方式としては、乾湿球の温度信号から相
対湿度の信号に変換し、この信号を用いて槽内の
相対湿度を制御する方式が一般に行われている。
In addition, as a control method for a constant temperature and humidity chamber using such a humidity sensor, a method is generally used in which the temperature signal of the wet and dry bulb is converted into a relative humidity signal, and this signal is used to control the relative humidity inside the chamber. It is being said.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

最近における環境試験装置には、高温、高湿の
過酷な使用条件を要求されることが多い。そのた
め従来の湿度センサ中、吸湿による電気的特性変
化を利用したものは再現性、安定性、応答性、互
換性等の信頼度の点から問題があるため、恒温恒
湿槽における湿度センサとしては殆ど使用される
ことがない。
Recently, environmental test equipment is often required to operate under harsh conditions of high temperature and high humidity. Therefore, among conventional humidity sensors, those that utilize changes in electrical characteristics due to moisture absorption have problems in terms of reliability such as reproducibility, stability, responsiveness, and compatibility. Rarely used.

そのため恒温恒湿槽における湿度センサとして
は、一般に乾湿球湿度センサが使用されている。
しかしながら乾湿球湿度センサは湿球部にガーゼ
と水を使用するため、ガーゼの汚れや湿球表面の
水あか等によつて誤差を生じやすく、その取り扱
いには細心の注意を必要とし保守が面倒である。
また低温低湿の領域では誤差が大きくなる。
Therefore, a wet and dry bulb humidity sensor is generally used as a humidity sensor in a constant temperature and humidity chamber.
However, wet and dry bulb humidity sensors use gauze and water for the wet bulb, so errors are likely to occur due to dirt on the gauze or water scale on the surface of the wet bulb, which requires careful handling and is troublesome to maintain. be.
Furthermore, the error increases in areas of low temperature and low humidity.

本発明はこのような従来技術の課題を解決しよ
うとするものであつて、恒温恒湿槽における湿度
センサとしてサーミスタ、白金等を用いた絶対湿
度センサを使用することによつて、精度の高い湿
度測定を可能にすることを目的としている。
The present invention aims to solve the problems of the prior art, and uses an absolute humidity sensor using a thermistor, platinum, etc. as a humidity sensor in a constant temperature and humidity chamber, thereby achieving highly accurate humidity measurement. The purpose is to enable measurement.

さらに乾湿球の温度信号から相対湿度の信号に
変換して、相対湿度を制御する従来の方法では、
乾球温度と湿球温度の両者が制御結果に影響を及
ぼすため、良好な制御結果を得にくいという点が
最近において注目されており、その解決策として
露点と温度または絶対湿度と温度によつて制御を
行う方法が検討されている。
Furthermore, in the conventional method of controlling relative humidity by converting the wet and dry bulb temperature signal into a relative humidity signal,
Recently, attention has been drawn to the fact that it is difficult to obtain good control results because both dry bulb temperature and wet bulb temperature affect control results.As a solution to this problem, it is possible to Methods of control are being considered.

本発明は恒温恒湿槽の制御に温度センサと絶対
湿度センサとを用いてそれぞれ独立に制御を行う
ことによつて、精度の高い恒温恒湿槽を実現する
ことを目的としている。
An object of the present invention is to realize a constant temperature and humidity chamber with high accuracy by independently controlling the temperature and humidity chamber using a temperature sensor and an absolute humidity sensor.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の温湿度制御装置は、上記目的を達成す
るため、以下の構成を採用している。即ち、本発
明は内部の雰囲気の温度と湿度を所望値に制御す
る恒温恒湿槽において、 槽内に設けられた温度検知素子からの信号を電
気信号に変換しさらに温度の信号に変換する温度
測定部11,12,13,14と、 槽内に設けられた湿度検知素子からの信号を電
気信号に変換しさらに絶対湿度の信号に変換する
湿度測定部21,22,23,25と、 温度および絶対湿度または相対湿度を設定する
設定部17,17Aと、 絶対温度測定部の測定温度と設定部の設定温度
とを比較して温度制御信号を発生する温度制御部
16と、 該温度制御信号に応じて槽内を加温する加温手
段18,19と、 前記湿度測定部の測定湿度と設定部の設定湿度
とを比較して湿度制御信号を発生する湿度制御部
28と、 該湿度制御信号に応じて槽内を加湿する加湿手
段29,30とを具え、前記湿度測定部が、湿度
検知素子としてサーミスタ等の感熱素子を加熱状
態で使用し、槽内雰囲気中の水分量に比例した絶
対湿度の電気的出力を得ることを特徴とし、前記
湿度制御部が、制御すべき絶対湿度領域を絶対湿
度(g/m3、X軸)−湿度測定部電気的出力
(mV、Y軸)曲線における極大点に相当する絶
対湿度(g/m3)以下の範囲を第領域とし、該
極大点相当の絶対湿度(g/m3)以上の範囲を第
領域として、この2領域のいずれに属するかの
判別を行う判別手段24を有することを特徴とす
る温湿度制御装置としての構成を有する。
In order to achieve the above object, the temperature and humidity control device of the present invention employs the following configuration. That is, the present invention provides a constant temperature and humidity chamber that controls the temperature and humidity of the internal atmosphere to desired values, and a temperature sensor that converts a signal from a temperature sensing element provided in the chamber into an electrical signal and further converts it into a temperature signal. Measuring units 11, 12, 13, and 14; Humidity measuring units 21, 22, 23, and 25 that convert a signal from a humidity sensing element provided in the tank into an electrical signal and further convert it into an absolute humidity signal; and setting sections 17 and 17A for setting absolute humidity or relative humidity; a temperature control section 16 for generating a temperature control signal by comparing the measured temperature of the absolute temperature measurement section and the set temperature of the setting section; and the temperature control signal. heating means 18 and 19 for heating the inside of the tank according to the humidity; a humidity control section 28 for generating a humidity control signal by comparing the measured humidity of the humidity measuring section and the set humidity of the setting section; humidifying means 29 and 30 for humidifying the inside of the tank in response to a signal, and the humidity measuring section uses a heat-sensitive element such as a thermistor as a humidity detection element in a heated state, and the humidity is proportional to the amount of moisture in the atmosphere inside the tank. The humidity control unit obtains an electrical output of absolute humidity, and the humidity control unit determines the absolute humidity range to be controlled by dividing the absolute humidity (g/m 3 , X-axis) by the humidity measurement unit electrical output (mV, Y-axis). The range below the absolute humidity (g/m 3 ) corresponding to the maximum point on the curve is defined as the first region, and the range above the absolute humidity (g/m 3 ) corresponding to the maximum point is defined as the second region. It has a structure as a temperature/humidity control device characterized by having a discriminating means 24 for discriminating whether it belongs.

〔作用〕[Effect]

本発明の温湿度制御装置においては、センサと
してサーミスタ、白金等の感熱素子に通電して加
熱状態としたものを使用し、水蒸気の含有量に基
づく空気の熱伝導率の変化を、感熱素子の温度変
化によつて検出することによつて絶対湿度信号を
得る。このような湿度測定方法は、本出願人によ
つて既に提案されている(特開昭56−648号公報
発明の名称“湿度測定方法”、実公平2−10445号
公報考案の名称“絶対湿度計”)。
In the temperature and humidity control device of the present invention, a thermosensitive element such as a thermistor or platinum is used as a sensor to heat it by energizing it, and changes in the thermal conductivity of air based on the water vapor content are measured by An absolute humidity signal is obtained by detecting temperature changes. Such a humidity measuring method has already been proposed by the present applicant (Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-648, title of the invention "Humidity Measuring Method", Utility Model Publication No. 2-10445, title of the invention "Absolute Humidity"). total”).

またはこのようにして得られた絶対湿度信号と
別に得られた温度信号とから演算を行つて相対湿
度信号を得る。
Alternatively, a relative humidity signal is obtained by performing calculations from the absolute humidity signal obtained in this manner and a temperature signal obtained separately.

このようにして得られた絶対湿度信号または相
対湿度信号とそれぞれの設定値とを比較して、誤
差信号に応じて電力制御部を制御して加湿を行う
ことによつて、恒温恒湿槽における絶対湿度また
は相対湿度の制御を行うとともに、絶対湿度また
は相対湿度測定値の表示を行う。
By comparing the absolute humidity signal or relative humidity signal obtained in this way with the respective set values and controlling the power control unit according to the error signal to perform humidification, Controls the absolute humidity or relative humidity and displays the absolute humidity or relative humidity measurement value.

さらに温度センサによつて得られた温度信号と
設定値とを比較して、誤差信号に応じて電力制御
部を制御して加温を行うことによつて、恒温恒湿
槽における温度の制御を行うとともに、温度測定
値の表示を行う。
Furthermore, the temperature in the constant temperature and humidity chamber can be controlled by comparing the temperature signal obtained by the temperature sensor with the set value and controlling the power control unit according to the error signal to perform heating. At the same time, the temperature measurement value is displayed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、感熱素子としてサーミスタを使用した場
合について説明する。
A case where a thermistor is used as the heat-sensitive element will be described below.

第2図は本発明の一実施例の絶対湿度検出回路
の構成を示したものであつて、Eは電源、R1
R4は固定抵抗、Thsは湿度検知用のサーミスタ、
Thcは温度補償用のサーミスタ、a,bは出力端
子である。
FIG. 2 shows the configuration of an absolute humidity detection circuit according to an embodiment of the present invention, where E is a power supply and R 1 to
R 4 is a fixed resistor, Ths is a thermistor for humidity detection,
Thc is a thermistor for temperature compensation, and a and b are output terminals.

サーミスタThsは絶対湿度を検知するためのも
のであつて、自由に外気と接触できるように通気
孔を有する容器内に保持されている。サーミスタ
Thcは湿度測定結果に対する温度補償を行うため
のものであつて、湿度検知用サーミスタThsと同
一構造であるが通気孔を有しない容器内にサーミ
スタThsと同一特性のサーミスタを絶乾状態に保
持したものである。固定抵抗R1,R2は湿度検知
用サーミスタThs、温度補償用サーミスタThcと
ともにブリツジ回路を形成するものである。ブリ
ツジ回路には電源Eから電流制限用固定抵抗R3
を経て電流を流し、サーミスタThs,Thcを約
200℃に加熱した状態とする。
The thermistor Ths is for detecting absolute humidity and is held in a container with ventilation holes so that it can freely contact the outside air. thermistor
Thc is for temperature compensation for humidity measurement results, and it has the same structure as the humidity detection thermistor Ths, but a thermistor with the same characteristics as the thermistor Ths is kept in an absolutely dry state in a container without ventilation holes. It is something. The fixed resistors R 1 and R 2 form a bridge circuit together with the humidity detection thermistor Ths and the temperature compensation thermistor Thc. Fixed resistor R3 for current limiting is connected to the bridge circuit from power supply E.
A current is passed through the thermistors Ths and Thc to approx.
Heat to 200℃.

いま湿度検知用サーミスタThsを絶乾状態の雰
囲気中に置けば、ブリツジ回路はバランス状態に
あつて端子a,bにおける出力電圧Vmは0であ
る。一方、湿度検知用サーミスタThsを水蒸気を
含む雰囲気すなわち湿り空気中におけば、雰囲気
を構成する気体の熱伝導率が絶乾状態の場合から
変化しているので、サーミスタThsの温度が変化
して抵抗が変化し、従つてブリツジのバランスが
崩れて端子a,bにおける負荷抵抗R4に出力電
圧Vmを発生する。雰囲気中の水蒸気の量が変化
すると熱伝導率も変化する。このようにしてブリ
ツジ出力に、雰囲気中の水蒸気量すなわち絶対湿
度(g/m3)に比例した出力電圧を得ることがで
きる。
If the humidity detection thermistor Ths is placed in an absolutely dry atmosphere, the bridge circuit will be in a balanced state and the output voltage Vm at terminals a and b will be zero. On the other hand, if the thermistor Ths for humidity detection is placed in an atmosphere containing water vapor, that is, humid air, the temperature of the thermistor Ths will change because the thermal conductivity of the gas that makes up the atmosphere has changed from that in an absolutely dry state. The resistance changes and thus the bridge becomes unbalanced, producing an output voltage Vm across the load resistor R 4 at terminals a, b. When the amount of water vapor in the atmosphere changes, the thermal conductivity also changes. In this way, an output voltage proportional to the amount of water vapor in the atmosphere, that is, absolute humidity (g/m 3 ), can be obtained from the bridge output.

第3図は第2図に示された絶対湿度検出回路に
おけるブリツジ出力電圧Vm(mV)−絶対湿度
(g/m3)の特性を、それぞれの温度における飽
和状態まで測定した例を示したものである。
Figure 3 shows an example of measuring the characteristics of bridge output voltage Vm (mV) - absolute humidity (g/m 3 ) in the absolute humidity detection circuit shown in Figure 2 up to the saturation state at each temperature. It is.

また第4図は第2図の絶対湿度検出回路の出力
特性の一例として、雰囲気温度が100℃の場合の
それぞれの絶対湿度に対する出力を実験の結果よ
り計算して求めたものである。
Further, FIG. 4 shows an example of the output characteristics of the absolute humidity detection circuit shown in FIG. 2, and shows the output for each absolute humidity when the ambient temperature is 100° C., calculated from experimental results.

第3図において、62℃未満の雰囲気では湿度0
の雰囲気から飽和状態までの曲線は放物線状の上
昇曲線をなしている。しかしながら62℃以上の雰
囲気では絶対湿度140g/m3付近に極大値があつ
て、さらに絶対湿度が増加すると出力電圧が逆に
低下する下降曲線を描き、絶対湿度が345g/m3
以上では出力電圧の極性が逆転する。このような
現象は発明者等によつて実験的に見出されたもの
である〔昭和55年4月3日、応用物理学会(山梨
大学)「湿度の測定」;昭和56年7月、第20回
SICE学術講演会(東北大学)「湿度センサの出力
特性」〕。ただしこの現象に関して、水蒸気の量と
それを含む気体の物性値との関係についての理論
付けは現在までなされていない。
In Figure 3, the humidity is 0 in an atmosphere below 62℃.
The curve from the atmosphere to the saturation state is a parabolic rising curve. However, in an atmosphere of 62°C or higher, the absolute humidity reaches its maximum value around 140 g/m 3 , and as the absolute humidity increases further, the output voltage draws a downward curve, conversely decreasing, until the absolute humidity reaches 345 g/m 3
Above this, the polarity of the output voltage is reversed. This phenomenon was experimentally discovered by the inventors [April 3, 1980, Japan Society of Applied Physics (University of Yamanashi), "Measurement of Humidity"; July 1980, Vol. 20 times
SICE Academic Lecture (Tohoku University) “Output characteristics of humidity sensors”]. However, regarding this phenomenon, no theory has been made to date regarding the relationship between the amount of water vapor and the physical properties of the gas containing it.

第3図のような特性を有する絶対湿度検出回路
を使用した場合、雰囲気温度62℃以上では同一の
ブリツジ出力電圧に対応する絶対湿度値が2つ存
在することになる。
When an absolute humidity detection circuit having the characteristics as shown in FIG. 3 is used, there will be two absolute humidity values corresponding to the same bridge output voltage at an ambient temperature of 62° C. or higher.

いま第3図に示された特性をブリツジ出力対絶
対湿度の標準特性とすると、湿度センサの出力
Vmは温度t(℃)と絶対湿度(g/m3)の関数
であるから、 Vm=f(x.t) となる。これを近似式で表すと、 Vm=(Ax2+Bx+c)・(Ct2+Dt+E) となる。上式においてA〜Eは第3図の出力特性
曲線から定まる定数であり、第2項(Ct2+Dt+
E)は温度による補正項を示している。いまg
(t)=(Ct2+Dt+E)とおいて、上式から絶対
湿度x(g/m3)を求めると、次のようになる。
If the characteristics shown in Figure 3 are the standard characteristics of bridge output versus absolute humidity, then the output of the humidity sensor is
Since Vm is a function of temperature t (°C) and absolute humidity (g/m 3 ), Vm=f(xt). Expressing this using an approximate formula, it becomes Vm=(Ax 2 +Bx+c)·(Ct 2 +Dt+E). In the above equation, A to E are constants determined from the output characteristic curve in Figure 3, and the second term (Ct 2 +Dt+
E) shows a correction term due to temperature. Now g
When (t)=(Ct 2 +Dt+E) and the absolute humidity x (g/m 3 ) is calculated from the above equation, it is as follows.

x1=−B1+√B21−4A1(C1−Vm/g1(t)/2A1…(1) x2=−B2−√B22−4A2(C2−Vm/g2(t)/2A2…(2) x3=−B2−√B23−4A3(C3−Vm)/2A3…(3) ここで(1)式は第3図におけるの領域に対応
し、この領域での値を表すために指標1を付して
表現した。また(2)式は第3図におけるの領域中
で出力電圧が正の範囲に対応し、指標2を用いて
表されている。さらに(3)式は第3図におけるの
領域中で出力電圧が負の範囲に対応し、指標3を
用いて表されている。
x 1 = −B 1 +√B 2 / 1 −4A 1 (C 1 −Vm/g 1 (t) / 2A 1 …(1) x 2 = −B 2 −√B 2 / 2 −4A 2 (C 2 −Vm/g 2 (t)/2A 2 …(2) x 3 = −B 2 −√B 2 / 3 −4A 3 (C 3 −Vm)/2A 3 …(3) Here, equation (1) corresponds to the region of in Figure 3, and is expressed with index 1 to represent the value in this region.Equation (2) also indicates that the output voltage is in the positive range in the region of in Figure 3. Correspondingly, it is expressed using index 2.Furthermore, equation (3) corresponds to the negative range of the output voltage in the region of in FIG. 3, and is expressed using index 3.

第3図に示された特性では、絶対湿度x=140
g/m3のときブリツジ出力最大となることが示さ
れている。
For the characteristics shown in Figure 3, absolute humidity x = 140
It has been shown that the bridge output reaches its maximum at g/m 3 .

第5図は、温度t(℃)と飽和絶対湿度xs
(g/m3)との関係を示したものであつて、温度
62℃以下では絶対湿度140g/m3以上にならない
ため、(1)式によつて絶対湿度x1を求めることがで
きる。温度が62℃以上になつた場合は、絶対湿度
が140g/m3に達するまでは出力電圧Vmは上昇
曲線になるので、(1)式によつて絶対温度x1を求め
ることができる。温度が62℃以上で絶対湿度が
140g/m3以上になつた場合は、出力電圧Vmは
減少曲線になるので、(2)式によつて絶対湿度x2
求めることができる。さらに高湿度領域である
345g/m3以上では、出力電圧Vmの極性は負と
なり、湿度のみの関数として(3)式によつて絶対湿
度x3を求めることができる。
Figure 5 shows temperature t (℃) and saturated absolute humidity xs
(g/m 3 ), and shows the relationship between temperature and
Since the absolute humidity does not exceed 140 g/m 3 at temperatures below 62°C, the absolute humidity x 1 can be determined using equation (1). When the temperature reaches 62° C. or higher, the output voltage Vm shows an increasing curve until the absolute humidity reaches 140 g/m 3 , so the absolute temperature x 1 can be determined using equation (1). When the temperature is 62℃ or higher and the absolute humidity is
When the temperature exceeds 140 g/m 3 , the output voltage Vm becomes a decreasing curve, so the absolute humidity x 2 can be determined using equation (2). Furthermore, it is a high humidity area.
At 345 g/m 3 or more, the polarity of the output voltage Vm becomes negative, and the absolute humidity x 3 can be determined by equation (3) as a function only of humidity.

また一般に用いられている恒温恒湿槽では、湿
度の設定、表示を相対湿度によつて行う場合が多
い。しかしながら恒温恒湿槽における湿度制御信
号および湿度検知信号としては絶対湿度信号を用
いることが望ましいので、相対湿度(%)と絶対
湿度(g/m3)とを相互に変換することが必要に
なる。
Furthermore, in commonly used constant temperature and humidity chambers, humidity is often set and displayed using relative humidity. However, since it is desirable to use an absolute humidity signal as the humidity control signal and humidity detection signal in a constant temperature and humidity chamber, it is necessary to mutually convert relative humidity (%) and absolute humidity (g/m 3 ). .

いま飽和絶対湿度をxsとすると、 xs=804/1+0.00366t・es/po …(4) ここでpo…標準気圧 es…飽和水蒸気圧 t …温度(℃) 一方、相対湿度H(%)は H=x/xs×100 …(5) 従つて相対湿度を設定値として恒温恒湿槽を制御
するには、そのときの絶対湿度を目標値として絶
対湿度x1〜x3を制御すればよいことになる。
Now let the saturated absolute humidity be xs, then xs=804/1+0.00366t・es/po...(4) where po...standard atmospheric pressure es...saturated water vapor pressure t...temperature (℃) On the other hand, relative humidity H (%) is H=x/xs×100...(5) Therefore, in order to control the constant temperature and humidity chamber using the relative humidity as the set value, it is sufficient to control the absolute humidity x 1 to x 3 using the absolute humidity at that time as the target value. It turns out.

相対湿度(%)と絶対湿度(g/m3)との相互
変換の計算は第5図のデータと(5)式の関係とを用
いて計算することができる。
The mutual conversion between relative humidity (%) and absolute humidity (g/m 3 ) can be calculated using the data in FIG. 5 and the relationship in equation (5).

第1図は本発明の一実施例を示し、湿度の設定
を相対湿度で行う場合の本発明の温湿度制御装置
の構成をブロツク図で示したものである。本実施
例では温度および湿度の検知素子にサーミスタを
使用している。これらの検知素子はすべて恒温恒
湿槽内の制御対象雰囲気中に実装され、温湿度制
御装置に実装された電子回路とともに測定回路を
構成している。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a block diagram showing the configuration of a temperature/humidity control device of the present invention in which humidity is set using relative humidity. In this embodiment, a thermistor is used as a temperature and humidity sensing element. All of these detection elements are mounted in the controlled atmosphere in a constant temperature and humidity chamber, and together with the electronic circuit mounted in the temperature and humidity control device, constitute a measurement circuit.

第1図において、恒温恒湿槽の温度検知用サー
ミスタThtからの温度検知信号は、温度信号−電
気信号変換部11において電圧信号に変換され
る。この信号は増幅器12において増幅後、アナ
ログデイジタル(A/D)変換器13によりデイ
ジタル信号に変換され、マイクロコンピユータの
温度演算部14で温度表示値(℃)を演算され
る。この値は表示部15において表示されるとと
もに、温度制御部16に送られる。一方、設定部
17には恒温恒湿槽における制御目標温度が設定
されており、温度制御部16は設定温度と検知温
度とを比較し、誤差信号に応じてPID制御を行つ
て温度制御信号を発生する。電力制御部18は温
度制御信号に応じて加温器19に供給する電力を
制御し、加温器19はこれによつて熱を発生して
恒温恒湿槽内の温度を上昇させる。温度検知用サ
ーミスタThtは変化した温度を検出し、これによ
つて一巡の温度制御が行われて、槽内温度は設定
値に収斂する。
In FIG. 1, a temperature detection signal from a temperature detection thermistor Tht of a constant temperature and humidity chamber is converted into a voltage signal in a temperature signal-electrical signal converter 11. This signal is amplified by an amplifier 12, then converted into a digital signal by an analog/digital (A/D) converter 13, and a temperature display value (°C) is calculated by a temperature calculating section 14 of a microcomputer. This value is displayed on the display section 15 and is also sent to the temperature control section 16. On the other hand, the control target temperature in the constant temperature and humidity chamber is set in the setting section 17, and the temperature control section 16 compares the set temperature and the detected temperature, performs PID control according to the error signal, and generates a temperature control signal. Occur. The power control unit 18 controls the power supplied to the warmer 19 according to the temperature control signal, and the warmer 19 thereby generates heat to increase the temperature in the constant temperature and humidity chamber. The temperature detection thermistor Tht detects the changed temperature, and a round of temperature control is performed based on this, and the temperature inside the tank converges to the set value.

また恒温恒湿槽の湿度検知用サーミスタThs、
温度補償用サーミスタThcからの温度検知信号
は、第2図に示された絶対湿度検出回路からなる
湿度信号−電気信号変換部21において電圧信号
に変換される。この信号は増幅器22において増
幅後、アナログデイジタル(A/D)変換器23
によりデイジタル信号に変換される。この信号は
絶対湿度特性領域判別部24を経てマイクロコン
ピユータの絶対湿度演算部25に加えられ、絶対
湿度(g/m3)を演算される。さらに絶対湿度−
相対湿度演算部26は絶対湿度と温度とから相対
湿度(%)を演算し、これによつて表示部15に
おいて相対湿度の表示が行われる。一方、設定部
17には恒温恒湿槽における制御目標相対湿度が
設定されており、相対湿度−絶対湿度変換部27
はこれを絶対湿度に変換して湿度制御部28に入
力する。湿度制御部28は設定湿度と検知湿度と
を比較し、誤差信号に応じてPID制御を行つて湿
度制御信号を発生する。電力制御部29は湿度制
御信号に応じて加湿器30に供給する電力を断続
し、加湿器30はこれによつて水蒸気を発生して
恒温恒湿槽内の湿度を上昇させる。湿度検知用サ
ーミスタThs、温度補償用サーミスタThcは変化
した湿度を検出し、これによつて一巡の湿度制御
が行われて、槽内湿度は設定値に収斂する。
In addition, thermistor Ths for detecting humidity in constant temperature and humidity chambers,
The temperature detection signal from the temperature compensation thermistor Thc is converted into a voltage signal in a humidity signal-to-electrical signal converter 21 consisting of an absolute humidity detection circuit shown in FIG. This signal is amplified by an amplifier 22 and then converted to an analog-to-digital (A/D) converter 23.
is converted into a digital signal by This signal is applied to the absolute humidity calculating section 25 of the microcomputer via the absolute humidity characteristic region determining section 24, where the absolute humidity (g/m 3 ) is calculated. Furthermore, absolute humidity −
The relative humidity calculation section 26 calculates relative humidity (%) from the absolute humidity and temperature, and the relative humidity is displayed on the display section 15 accordingly. On the other hand, the control target relative humidity in the constant temperature and humidity chamber is set in the setting section 17, and the relative humidity-absolute humidity conversion section 27
converts this into absolute humidity and inputs it to the humidity control section 28. The humidity control section 28 compares the set humidity and the detected humidity, performs PID control according to the error signal, and generates a humidity control signal. The power control unit 29 intermittents the power supplied to the humidifier 30 according to the humidity control signal, and the humidifier 30 thereby generates water vapor to increase the humidity in the constant temperature and humidity chamber. The humidity detection thermistor Ths and the temperature compensation thermistor Thc detect the changed humidity, and a round of humidity control is thereby performed, and the humidity in the tank converges to the set value.

この場合、絶対湿度−相対湿度演算部26、相
対湿度−絶対湿度変換部27における絶対湿度、
相対湿度間の相互の変換の演算には(4),(5)式から
知られるごとく温度の信号が必要なので、温度演
算部14からそれぞれ温度(℃)の信号が加えら
れるようになつている。
In this case, the absolute humidity in the absolute humidity-relative humidity calculation section 26, the relative humidity-absolute humidity conversion section 27,
As is known from equations (4) and (5), a temperature signal is required for calculation of mutual conversion between relative humidity, so temperature (°C) signals are added to each from the temperature calculation section 14. .

第6図は絶対湿度特性領域判別部24における
判別動作を説明するフローチヤートである。この
場合の判別はまず槽内雰囲気温度tを調べて(ス
テツプS1)、t<62(℃)であれば絶対湿度140
g/m3以下の領域であることの判定が行われた
ことになるのでへゆく。t≧62(℃)の場合は
領域か領域かの判別を行う必要がるが、これ
は本実施例における湿度制御が加湿器電源のオン
オフによつて行われることを利用して、第7図に
示すロジツクに従つて判定を行う。すなわち電力
制御部29において加湿器30に対する電力供給
を行うスイツチが0(加湿停止)状態か、1(加湿
中)状態かを調べて(ステツプS2)、加湿中であ
れば絶対湿度検出回路の出力電圧Vmを一定の短
い時間間隔をおいて2回測定したときの測定値
Vmn-1(前回測定値)、Vmn(今回測定値)を調べ
て、Vmn>Vmn-1(増加)であれば領域なので
へゆき(ステツプS3)、加湿停止中であれば絶
対湿度検出回路の出力電圧Vmを調べて、Vmn
Vmn-1(減少)であれば領域なのでへゆく
(ステツプS4)。ステツプS3でVmn≦Vmn-1(減
少)の場合およびステツプS4でVmn>Vmn-1(増
加)の場合は、領域と判定されるので、再び絶
対湿度検出回路の出力電圧Vmを調べて0≦Vm
であればへゆき、Vm<0であればへゆく
(ステツプS5)。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the determination operation in the absolute humidity characteristic region determination section 24. In this case, first check the atmospheric temperature t in the tank (step S1), and if t<62 (℃), the absolute humidity is 140.
Since it has been determined that the area is less than g/m 3 , we move on to the next step. If t≧62 (°C), it is necessary to determine whether it is a region or not. Judgment is made according to the logic shown below. That is, the power control unit 29 checks whether the switch that supplies power to the humidifier 30 is in the 0 (humidification stopped) state or the 1 (humidification in progress) state (step S2), and if humidification is in progress, the output of the absolute humidity detection circuit is checked. Measured value when voltage Vm is measured twice at a fixed short time interval
Check Vm n-1 (previously measured value) and Vm n (currently measured value), and if Vm n > Vm n-1 (increase), go to step S3 because it is in the range, but if humidification is stopped, it is absolutely Check the output voltage Vm of the humidity detection circuit and find that Vm n
If Vm n-1 (decrease), it is an area, so go to step S4. If Vm n ≦Vm n-1 (decrease) in step S3 and if Vm n > Vm n-1 (increase) in step S4, it is determined that the area is within the range, so the output voltage Vm of the absolute humidity detection circuit is set again. Check 0≦Vm
If Vm<0, go to step S5.

第3図における領域の判定が行われたの場
合は、絶対湿度演算部25では(1)式を解いて絶対
湿度x1を求める処理を行う。第3図における領
域の出力電圧正の範囲の判定が行われたの場合
は、絶対湿度演算部25では(2)式を解いて絶対湿
度x2を求める処理を行う。第3図における領域
の出力電圧負の範囲の判定が行われたの場合
は、絶対湿度演算部25では(3)式を解いて絶対湿
度x3を求める処理を行う。
If the area shown in FIG. 3 has been determined, the absolute humidity calculating section 25 performs processing to solve equation (1) to obtain the absolute humidity x1 . If it is determined that the output voltage is positive in the region shown in FIG. 3, the absolute humidity calculating section 25 solves equation (2) to obtain the absolute humidity x 2 . If it is determined that the output voltage is negative in the region shown in FIG. 3, the absolute humidity calculation section 25 solves equation (3) to obtain the absolute humidity x3 .

第8図は本発明の他の実施例を示し、第1図に
示された実施例と同じ部分を同じ番号で示し、1
5Aは表示部、17Aは設定部である。
FIG. 8 shows another embodiment of the invention, in which the same parts as in the embodiment shown in FIG.
5A is a display section, and 17A is a setting section.

第8図の実施例は湿度の表示および設定を絶対
湿度で行うものであり、従つて表示部15Aにお
ける湿度の表示および設定部17Aにおける湿度
の設定はいずれも絶対湿度で行われる。従つて第
1図の実施例における絶対湿度−相対湿度変換部
26、相対湿度−絶対湿度変換部27は不要とな
り、構成が簡単化される。
In the embodiment shown in FIG. 8, humidity is displayed and set using absolute humidity. Therefore, both the display of humidity in the display section 15A and the setting of humidity in the setting section 17A are performed using absolute humidity. Therefore, the absolute humidity-relative humidity converting section 26 and the relative humidity-absolute humidity converting section 27 in the embodiment shown in FIG. 1 are unnecessary, and the configuration is simplified.

本発明の温湿度制御装置によれば、恒温恒湿槽
内の雰囲気温度0℃付近から100℃までの範囲で、
飽和絶対湿度588g/m3までの温湿度制御を実際
に行うことができた。
According to the temperature and humidity control device of the present invention, the atmospheric temperature in the constant temperature and humidity chamber ranges from around 0°C to 100°C,
It was possible to actually control temperature and humidity up to a saturated absolute humidity of 588 g/m 3 .

従来の恒温恒湿槽では表示、設定とも相対湿度
(%)で行う場合が多く、湿度の検知も乾湿球式
のものが多く使用されている。このため制御動作
が複雑となつて高精度の制御を行うことができな
かつたが、本発明では湿度の検知と制御の両方に
絶対湿度を用いているので、温度制御と独立に湿
度の制御を行うことができ、高精度の温湿度制御
を行うことが可能になる。
In conventional constant temperature and humidity chambers, both display and setting are often performed using relative humidity (%), and a wet/dry bulb type is often used for humidity detection. This made the control operation complicated and it was not possible to perform highly accurate control. However, in the present invention, absolute humidity is used for both humidity detection and control, so humidity control can be performed independently of temperature control. This makes it possible to perform highly accurate temperature and humidity control.

またサーミスタを用いた湿度検出素子を使用で
きるので、高温、高湿の雰囲気でも安定であり、
装置の寿命も長い。
In addition, since a humidity detection element using a thermistor can be used, it is stable even in high temperature and high humidity environments.
The life of the device is also long.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、従来の恒
温恒湿槽において湿度測定に使用された乾湿球式
湿度計のガーゼと水に起因する各種のトラブルか
ら解放され、安定で精度が高く、特に高温度、高
湿度の雰囲気を容易に実現できる恒温恒湿槽を提
供できるので、環境試験装置用として好適であ
る。
As explained above, according to the present invention, various troubles caused by gauze and water in the psychrometric bulb type hygrometer used for humidity measurement in conventional constant temperature and humidity chambers are freed, and the present invention is stable and highly accurate. Since it is possible to provide a constant temperature and humidity chamber that can easily create a high temperature and high humidity atmosphere, it is suitable for use in environmental test equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は
本発明の一実施例の絶対湿度検出回路の構成を示
す図、第3図は第2図に示された絶対湿度検出回
路におけるブリツジ出力電圧と絶対湿度との特性
を示す図、第4図は100℃におけるサーミスタ絶
対湿度センサの出力を示す図、第5図は温度と飽
和絶対湿度との関係を示す図、第6図は絶対湿度
特性領域判別部における判別動作を説明するフロ
ーチヤート、第7図は絶対湿度特性領域判別ロジ
ツクを示す図、第8図は本発明の他の実施例を示
す図である。 11…温度信号−電気信号変換部、12,21
…増幅器、13,23…アナログデイジタル
(A/D)変換器、14…温度演算部、15,1
5A…表示部、16…温度制御部、17,17A
…設定部、18,29…電力制御部、19…加温
器、21…湿度信号−電気信号変換部、24…絶
対湿度特性領域判別部、25…絶対湿度演算部、
26…絶対湿度−相対湿度演算部、27…相対湿
度−絶対湿度変換部、28…湿度制御部、30…
加湿器。
Fig. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the configuration of an absolute humidity detection circuit according to an embodiment of the invention, and Fig. 3 is the absolute humidity detection circuit shown in Fig. 2. Figure 4 shows the output of the thermistor absolute humidity sensor at 100°C. Figure 5 shows the relationship between temperature and saturated absolute humidity. Figure 6 shows the relationship between temperature and saturated absolute humidity. 7 is a flowchart illustrating the discrimination operation in the absolute humidity characteristic region discrimination section, FIG. 7 is a diagram showing the absolute humidity characteristic region discrimination logic, and FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the present invention. 11... Temperature signal-electrical signal converter, 12, 21
...Amplifier, 13,23...Analog-digital (A/D) converter, 14...Temperature calculation section, 15,1
5A...Display section, 16...Temperature control section, 17, 17A
... Setting section, 18, 29... Power control section, 19... Warmer, 21... Humidity signal-electrical signal conversion section, 24... Absolute humidity characteristic region determination section, 25... Absolute humidity calculation section,
26...Absolute humidity-relative humidity calculation section, 27...Relative humidity-absolute humidity conversion section, 28...Humidity control section, 30...
humidifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内部の雰囲気の温度と湿度を所望値に制御す
る恒温恒湿槽において、 槽内に設けられた温度検知素子からの信号を電
気信号に変換しさらに温度の信号に変換する温度
測定部11,12,13,14と、 槽内に設けられた湿度検知素子からの信号を電
気信号に変換しさらに絶対湿度の信号に変換する
湿度測定部21,22,23,25と、 温度および絶対湿度または相対湿度を設定する
設定部17,17Aと、 絶対温度測定部の測定温度と設定部の設定温度
とを比較して温度制御信号を発生する温度制御部
16と、 該温度制御信号に応じて槽内を加温する加温手
段18,19と、 前記湿度測定部の測定湿度と設定部の設定湿度
とを比較して湿度制御信号を発生する湿度制御部
28と、 該湿度制御信号に応じて槽内を加湿する加湿手
段29,30とを具え、 前記湿度測定部が、湿度検知素子としてサーミ
スタ等の感熱素子を加熱状態で使用し、槽内雰囲
気中の水分量に比例した絶対湿度の電気的出力を
得ることを特徴とし、 前記湿度制御部が、制御すべき絶対湿度領域を
絶対湿度(g/m3、X軸)−湿度測定部電気的出
力(mV、Y軸)曲線における極大点に相当する
絶対湿度(g/m3)以下の範囲を第領域とし、
該極大点相当の絶対湿度(g/m3)以上の範囲を
第領域として、この2領域のいずれに属するか
の判別を行う判別手段24を有することを特徴と
する温湿度制御装置。
[Claims] 1. In a constant temperature and humidity chamber that controls the temperature and humidity of the internal atmosphere to desired values, a signal from a temperature detection element provided in the chamber is converted into an electrical signal and further converted into a temperature signal. temperature measurement units 11, 12, 13, and 14, and humidity measurement units 21, 22, 23, and 25, which convert signals from humidity detection elements provided in the tank into electrical signals and further convert them into absolute humidity signals. , a setting section 17, 17A for setting temperature and absolute humidity or relative humidity; a temperature control section 16 for generating a temperature control signal by comparing the measured temperature of the absolute temperature measuring section and the set temperature of the setting section; heating means 18 and 19 for heating the inside of the tank in accordance with a control signal; a humidity control section 28 for generating a humidity control signal by comparing the measured humidity of the humidity measuring section and the set humidity of the setting section; humidifying means 29 and 30 for humidifying the inside of the tank in response to a humidity control signal; The humidity controller is characterized in that an electrical output of proportional absolute humidity is obtained, and the humidity control section divides the absolute humidity region to be controlled into absolute humidity (g/m 3 , X axis) - humidity measuring section electrical output (mV, Y The range below the absolute humidity (g/m 3 ) corresponding to the maximum point on the axis) curve is defined as the first region,
A temperature/humidity control device characterized in that it has a determining means 24 for determining which of the two regions it belongs to, with a range above the absolute humidity (g/m 3 ) corresponding to the maximum point as a second region.
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