JPH0592710U - 熱放散式湿度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホィーストーンブリッジのバランスを調整す
ることができる熱放散式湿度センサを得ることである。 【構成】 本考案の熱放散式湿度センサは、センサ部と
第１の固定抵抗器Ｒ１及び第２の固定抵抗器Ｒ２とを配
置した絶縁体（７）とを一体とし、絶縁体（７）上に膜
状の導電パターン（８）を形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、空調器、除湿器、調理器、栽培ハウス等の雰囲気の水蒸気量を検出 する熱放散式湿度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の熱放散式湿度センサは、空調器、除湿器、調理器、栽培ハウス 等での湿度（相対湿度、絶対湿度のどちらでも良い）の検出制御の要求が高まっ ている。この要求に応えるため種々の方式の熱放散式湿度センサが発表されてい る。

【０００３】 図３を参照して、一般に、熱放散式湿度センサは、ホィーストーンブリッジを 構成するように配され、乾燥雰囲気中に封入された感温抵抗素子１（抵抗値Ｒ_{Ｈ Ｔ} ）と、空気の温度を検出する感温抵抗素子２（抵抗値Ｒ_Ｔ）と、４本のピン３ と、通気孔４ａを持つキャップ４−１と、通気孔のないキャップ４−２と、ステ ム５−１、５−２とからなるセンサ部から構成されている。

【０００４】 図４を参照して、ホイーストンブリッジはセンサ部の感温抵抗素子１（抵抗値 Ｒ_ＨＴ）及び感温抵抗素子２（抵抗値Ｒ_Ｔ）と、固定抵抗器Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３と により構成される。

【０００５】 但し、感温抵抗素子１（抵抗値Ｒ_ＨＴ）及び感温抵抗素子２（抵抗値Ｒ_Ｔ）は 、温度−抵抗特性が等しいものであり、固定抵抗器Ｒ_１、Ｒ_２の抵抗値も等しい ものでなければいけない。

【０００６】 尚、感温抵抗素子１（抵抗値Ｒ_ＨＴ）及び感温抵抗素子２（抵抗値Ｒ_Ｔ）が白 金抵抗のように正特性の温度特性を持つ場合には、保護用の固定抵抗器Ｒｓは不 要である。

【０００７】 感温抵抗素子１（抵抗値Ｒ_ＨＴ）と感温抵抗素子２（抵抗値Ｒ_Ｔ）との間の温 度差を検出用の固定抵抗器Ｒ_３の両端からＶ_ＯＵＴとして検出することにより、 空気中の絶対湿度を検出している。

【０００８】 図３を参照して、感温抵抗素子１、２はステム５−１、５−２に半田付け又は 溶接等に固定されている。ステム５−１は感温抵抗素子１（抵抗値Ｒ_ＨＴ）を覆 うようにキャップ４−１を被せているが、キャップ４−１は通気孔４ａを持って いるため感温抵抗素子１（抵抗値Ｒ_ＨＴ）は外気に晒されている。ステム５−２ はキャップ４−２で感温抵抗素子２（抵抗値Ｒ_Ｔ）を完全に覆って、内部には乾 燥空気を封入する。

【０００９】 この従来の熱放散式湿度センサの動作について説明する。

【００１０】 入力電圧Ｖ_ＩＮを印加すると、感温抵抗素子１（抵抗値Ｒ_ＨＴ）と感温抵抗素 子２（抵抗値Ｒ_Ｔ）は自己発熱して周囲温度より高くなる。感温抵抗素子１（抵 抗値Ｒ_ＨＴ）と感温抵抗素子２（抵抗値Ｒ_Ｔ）との温度は、感温抵抗素子１と感 温抵抗素子２との両端に加わる電力と感温抵抗素子１と感温抵抗素子２との熱拡 散により決定するが、外気中に水蒸気が含まれているとそうでない場合に対して 水蒸気の熱伝導が作用して熱拡散が大きくなるため、感温抵抗素子１の温度が感 温抵抗素子２の温度より低くなる。

【００１１】 この結果、外気の絶対湿度は、固定抵抗器Ｒ_３の両端からのＶ_ＯＵＴから検出 される。

【００１２】 ところで、固定抵抗器Ｒ_１、Ｒ_２とは、熱放散式湿度センサのセンサ部とは別 個に配置されている。

【００１３】 即ち、固定抵抗器Ｒ_１、Ｒ_２とは、例えば１ｍ程度の引き出し線を介して熱放 散式湿度センサのセンサ部と接続されている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、引き出し線にも小さいが抵抗を持っているから温度特性の再現 性が良くないばかりか、引き出し線にノイズが乗りやすいため、熱放散式湿度セ ンサはこのノイズの影響をも受けやすい。従って、引き出し線を長くしたり短く したりすると、その都度使用者がブリッジバランスをいちいち調整する必要があ り、固定抵抗器Ｒ_１とＲ_２とは、温度−抵抗特性の等しいものをいちいち選別す る必要がある。

【００１５】 その上、この選別された固定抵抗器Ｒ_１、Ｒ_２は、温度−抵抗特性が揃ってい るとは限らず、熱放散式湿度センサの温度特性が揃わないこともある。

【００１６】 それ故、熱放散式湿度センサを動作させる際、熱放散式湿度センサの使用者が 固定抵抗器Ｒ_１、Ｒ_２の温度−抵抗特性の差を考慮して、ホイーストンブリッジ のバランスを調整する必要があるという欠点があった。

【００１７】 そこで、本考案の技術的課題は、ホイーストンブリッジのバランスを調整する 必要のない熱放散式湿度センサを得ることである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、乾燥雰囲気中に封入された一方の感温抵抗素子と、空気に晒 して該空気の温度を検出するための他方の感温抵抗素子とを持つセンサ部を備え 、前記一方及び他方の感温抵抗素子に第１及び第２の固定抵抗器を接続してホィ ーストーンブリッジを構成して該ホィーストーンブリッジに電圧を印加すること により、前記一方の感温抵抗素子と他方の感温抵抗素子とを自己発熱させ、湿度 変化による前記他方の感温抵抗素子の抵抗値の変化でブリッジバランスが崩れる ことを利用して湿度を検出する熱放散式湿度センサにおいて、前記センサ部を搭 載する絶縁体上に前記第１の固定抵抗器及び第２の固定抵抗器を配置して該セン サ部と前記第１及び第２の固定抵抗器とを一体化したことを特徴とする熱放散式 湿度センサが得られる。

【００１９】 また、この熱放散式湿度センサにおいて、前記絶縁体は、前記第１及び第２の 固定抵抗器を持つ基板であることを特徴とする熱放散式湿度センサが得られる。

【００２０】 更に、この熱放散式湿度センサにおいて、前記第１及び第２の固定抵抗器は、 厚膜技術により前記基板上に膜状の導電パターンとして形成されたことを特徴と する熱放散式湿度センサが得られる。

【００２１】

【作用】

センサ部と第１の固定抵抗器及び第２の固定抵抗器を絶縁体上に配置してこれ らを一体にしたから、ホィーストーンブリッジを構成するための引き出し線が不 要になり、温度−抵抗特性の再現性が良くなる。

【００２２】

【実施例】

本考案の一実施例による熱放散式湿度センサを図面を参照して説明する。

【００２３】 この熱放散式湿度センサは、図１及び図２を参照して、ホィーストーンブリッ ジを構成するための第１の固定抵抗器Ｒ_１と第２の固定抵抗器Ｒ_２とを従来の熱 放散式湿度センサ、即ち、センサ部を搭載する絶縁体７上に配置している点が従 来と異なっており、この絶縁体７の一実施例として、第１の固定抵抗器Ｒ_１と第 ２の固定抵抗器Ｒ_２とを配置した基板がセンサ部の近傍に配置されているのが示 されている。尚、他の実施例では絶縁体として作用するキャップ４に第１の固定 抵抗器Ｒ_１と第２の固定抵抗器Ｒ_２とを配置しても良い。

【００２４】 ４本のピン３は長さが１ｃｍ程度で、Ｖ_ＩＮ、Ｖ_ＯＵＴ、ＧＮＤを表す導電パ ターン８と夫々接続されている。このため、ホィーストーンブリッジを構成する ための引き出し線が不要になる。

【００２５】 第２の感温抵抗素子２は乾燥雰囲気中に封入されており第１の感温抵抗素子は 外気中に晒されている。この時、第１及び第２の感熱抵抗素子１、２に電圧を印 加することにより、第１及び第２の感熱抵抗素子１、２は自己発熱をし、周囲温 度よりも高くなる。第１及び第２の感熱抵抗素子１、２の温度は外気中に水蒸気 が含まれていると水蒸気が含まれない場合に対して水蒸気の熱伝導が作用して熱 放散が大きくなるため、第１の感熱抵抗素子１の温度が第２の感熱抵抗素子２よ り低くなる。このため、固定抵抗器Ｒ_３の両端に電位差Ｖ_ＯＵＴが生じる。この 現象を利用し大気中の絶対湿度を検出することができる。

【００２６】 この熱放散式湿度センサを動作させる際、入力電圧Ｖ_ＩＮを印加し２０℃でブ リッジバランスを取った場合、出力電圧として０〜５ｍＶの値が検出できる。図 ５で示されているように、絶対湿度は０〜１７ｇ／ｍ^３であることが判る。４０ ℃、６０℃においても非常に再現性の良い温度−絶対湿度特性が得られる。

【００２７】 また、第１の固定抵抗器Ｒ_１と第２の固定抵抗器Ｒ_２とは、１０〜１００Ω程 度の白金抵抗であってペースト状の厚膜にて基板上に印刷焼成しても良い。これ により、第１の固定抵抗器Ｒ_１と第２の固定抵抗器Ｒ_２との温度−抵抗特性は揃 っていて、温度−抵抗特性の等しいものを選別する必要はなくなったことは言う までもない。

【００２８】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、センサ部と第１の固定抵抗器及び第２の固定抵 抗器を配置した絶縁体とを一体としたことにより、ホイーストンブリッジのバラ ンスを調整する必要のない熱放散式湿度センサを得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による熱放散式湿度センサの
外観図である。

【図２】図１の本考案の一実施例による熱放散式湿度セ
ンサの要部を示す図である。

【図３】一般の熱放散式センサの断面を示す図である。

【図４】一般の熱放散式湿度センサによるホイーストン
ブリッジを含む電気回路図である。

【図５】図１の本考案の一実施例による熱放散式湿度セ
ンサの熱放散式湿度センサの温度−絶対湿度特性を示す
図である。

【符号の説明】

１ 第１の感温抵抗素子 ２ 第２の感温抵抗素子 ３ ピン ４−１ 通気孔４ａを持つキャップ ４−２ 通気孔のないキャップ ５−１、５−２ ステム ７ 絶縁体 ８ 導電パターン

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾燥雰囲気中に封入された一方の感温抵
   抗素子と、空気に晒して該空気の温度を検出するための
   他方の感温抵抗素子とを持つセンサ部を備え、前記一方
   及び他方の感温抵抗素子に第１及び第２の固定抵抗器を
   接続してホィーストーンブリッジを構成して該ホィース
   トーンブリッジに電圧を印加することにより、前記一方
   の感温抵抗素子と他方の感温抵抗素子とを自己発熱さ
   せ、湿度変化による前記他方の感温抵抗素子の抵抗値の
   変化でブリッジバランスが崩れることを利用して湿度を
   検出する熱放散式湿度センサにおいて、前記センサ部を
   搭載する絶縁体上に前記第１の固定抵抗器及び第２の固
   定抵抗器を配置して該センサ部と前記第１及び第２の固
   定抵抗器とを一体化したことを特徴とする熱放散式湿度
   センサ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の熱放散式湿度センサに
   おいて、前記絶縁体は、前記第１及び第２の固定抵抗器
   を持つ基板であることを特徴とする熱放散式湿度セン
   サ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の熱放散式湿度センサに
   おいて、前記第１及び第２の固定抵抗器は、厚膜技術に
   より前記基板上に膜状の導電パターンとして形成された
   ことを特徴とする熱放散式湿度センサ。