JPH06324012A - Moisture-susceptible element drive device and moisture measuring instrument - Google Patents

Moisture-susceptible element drive device and moisture measuring instrument

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JPH06324012A
JPH06324012A JP13382693A JP13382693A JPH06324012A JP H06324012 A JPH06324012 A JP H06324012A JP 13382693 A JP13382693 A JP 13382693A JP 13382693 A JP13382693 A JP 13382693A JP H06324012 A JPH06324012 A JP H06324012A
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direct current
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博男 今村
Toshiyuki Takahashi
利幸 高橋
Hiroyuki Hagiwara
弘之 萩原
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Abstract

PURPOSE:To improve moisture measurement accuracy with a simple circuit configuration by converting the DC current from a DC current input part to an AC current which is amplified according to the AC signal from an AC signal input part and then supplying it to a moisture-sensitive element and then detecting DC current from the DC current input part. CONSTITUTION:An AC signal input part 20 of a drive circuit 10 is connected to an AC signal generator VOSC, a DC current input part 22 is connected to a DC power supply Vcc via a current detection means A, and then an AC output part 24 is connected to a moisture-sensitive element RL. Transistors Q1 and Q2 form a B-class push-pull amplification circuit. A positive or negative current is output accordingly during the positive or negative half cycle period of AC signal from the input part 20 and the element RL is driven by the AC current. Therefore, the AC current has a proportional relationship with a DC current I form the input part 22. Therefore, when the current I is detected by a means A, current flowing through the element R is known and the resistance can be determined, thus determining the moisture of ambient environment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、湿度の測定に用いられ
るセラミック材料から成る感湿素子を駆動する感湿素子
駆動装置、及びかかる感湿素子駆動装置を備えた湿度測
定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a humidity-sensitive element driving device for driving a humidity-sensitive element made of a ceramic material used for measuring humidity, and a humidity measuring device equipped with such a humidity-sensitive element driving device.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種物理量を測定するために種々の測定
装置が用いられている。このような測定装置の一種に、
湿度を測定する湿度測定装置がある。従来、湿度測定装
置として毛湿計や乾湿球湿度計を用いて湿度を測定して
いるが、これらの湿度測定装置は、測定精度や湿度の変
化に対する応答性等が不充分であり、しかも、測定結果
を電気信号へ変換することが困難である。そこで、湿度
により物質の性質が変化するという特性、例えば物質の
伸縮、静電容量の変化、電気抵抗値の変化等を利用して
湿度を測定する湿度センサが開発されている。
2. Description of the Related Art Various measuring devices are used to measure various physical quantities. As a kind of such measuring device,
There is a humidity measuring device that measures humidity. Conventionally, the humidity is measured by using a damp hygrometer or a dry-wet bulb hygrometer as a humidity measuring device, but these humidity measuring devices have insufficient response such as measurement accuracy and changes in humidity, and It is difficult to convert the measurement result into an electric signal. Therefore, a humidity sensor has been developed which measures the humidity by utilizing the property that the property of the substance changes depending on the humidity, for example, the expansion and contraction of the substance, the change of capacitance, the change of electric resistance value, and the like.

【0003】かかる湿度センサの1つとして、セラミッ
ク材料が熱的に安定しているという点に着目した、セラ
ミック材料から成る感湿素子(以下、単に感湿素子とも
いう)を用いた湿度センサ(以下、単にセラミック湿度
センサともいう)を挙げることができる。セラミック湿
度センサにおいては、感湿素子が空気中の水分を吸着す
ることにより、感湿素子の電気抵抗値が変化する。それ
故、感湿素子に電圧を印加したとき流れる電流を測定す
ることによって感湿素子の電気抵抗値を求め、かかる電
気抵抗値から感湿素子の置かれた雰囲気における相対湿
度を得ることができる。
As one of such humidity sensors, a humidity sensor using a humidity sensitive element (hereinafter also simply referred to as a moisture sensitive element) made of a ceramic material, which focuses on the fact that the ceramic material is thermally stable ( Hereinafter, it may be simply referred to as a ceramic humidity sensor). In the ceramic humidity sensor, the humidity-sensitive element adsorbs moisture in the air, so that the electric resistance value of the humidity-sensitive element changes. Therefore, the electric resistance value of the humidity sensitive element can be obtained by measuring the current flowing when a voltage is applied to the humidity sensitive element, and the relative humidity in the atmosphere in which the humidity sensitive element is placed can be obtained from the electric resistance value. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感湿素
子に直流電圧を印加すると、感湿素子は分極現象を起こ
し、性能が劣化するという問題がある。それ故、感湿素
子には、直流成分を含まない交流電圧を印加することが
必要とされる。従って、従来のセラミック湿度センサで
電気抵抗値を測定するためには、感湿素子に交流電圧を
印加して流れる交流電流を測定し、更に交流電流を直流
電流に変換して電気抵抗値を算出する必要がある。
However, when a direct current voltage is applied to the humidity sensitive element, the humidity sensitive element causes a polarization phenomenon and the performance is deteriorated. Therefore, it is necessary to apply an AC voltage containing no DC component to the humidity sensitive element. Therefore, in order to measure the electric resistance value with the conventional ceramic humidity sensor, the AC voltage is applied to the humidity sensitive element to measure the flowing AC current, and the AC current is converted into the DC current to calculate the electric resistance value. There is a need to.

【0005】そのため、従来のセラミック湿度センサに
おいては、得られた交流電流を直流電流に変換する整流
回路等が必要とされ、セラミック湿度センサを駆動する
回路構成が複雑となるという問題がある。また、回路構
成が複雑になることにより湿度測定精度の向上が図れな
いという問題もある。
Therefore, in the conventional ceramic humidity sensor, a rectifying circuit for converting the obtained alternating current into a direct current is required, which causes a problem that the circuit configuration for driving the ceramic humidity sensor becomes complicated. There is also a problem that the humidity measurement accuracy cannot be improved due to the complicated circuit configuration.

【0006】従って、本発明の目的は、簡単な回路構成
で湿度測定精度を高めることのできる感湿素子駆動装
置、及び湿度測定装置を提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a humidity sensitive element driving device and a humidity measuring device capable of improving the humidity measuring accuracy with a simple circuit configuration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の感湿素子駆動装置は、相対湿度に応じて電
気抵抗値が変化しそして交流駆動されるセラミック材料
から成る感湿素子を駆動する感湿素子駆動装置である。
そして、交流信号が入力される交流信号入力部と、直流
電流が入力される直流電流入力部と、前記直流電流入力
部から入力される前記直流電流を、前記交流信号入力部
から入力された交流信号に応じて増幅された交流電流に
変換して前記感湿素子に供給する交流出力部と、前記直
流電流入力部に流れる直流電流を検出する電流検出手段
とを備え、該電流検出手段で検出された直流電流により
前記感湿素子の抵抗値を測定するようにしたことを特徴
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, a humidity-sensitive element driving device of the present invention is a humidity-sensitive element made of a ceramic material whose electric resistance value changes according to relative humidity and which is AC-driven. Is a humidity-sensitive element driving device for driving the.
Then, an AC signal input unit to which an AC signal is input, a DC current input unit to which a DC current is input, and the DC current to be input from the DC current input unit are the AC input from the AC signal input unit. An alternating current output part for converting to an amplified alternating current according to a signal and supplying the same to the humidity sensitive element, and a current detecting means for detecting a direct current flowing through the direct current input part are detected by the current detecting means. The resistance value of the humidity sensitive element is measured by the generated direct current.

【0008】また、上記の目的を達成するための本発明
の感湿素子駆動装置は、相対湿度に応じて電気抵抗値が
変化しそして交流駆動されるセラミック材料から成る感
湿素子を駆動する感湿素子駆動装置である。そして、交
流信号が入力される交流信号入力部と、直流電流が入力
される直流電流入力部とを有し、直流電流入力部から入
力された直流電流を、前記交流信号入力部から入力され
た交流信号に応じて増幅された交流電流に変換して前記
感湿素子に供給するB級プッシュプル増幅回路と、該B
級プッシュプル増幅回路に入力される直流電流を検出す
る電流検出手段とを備え、該電流検出手段で検出された
直流電流により前記感湿素子の抵抗値を測定するように
したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the humidity-sensitive element driving apparatus of the present invention has a sense of driving a humidity-sensitive element made of a ceramic material whose electric resistance value changes according to relative humidity and which is AC-driven. It is a wet element drive device. Further, it has an alternating current signal input portion to which an alternating current signal is input and a direct current input portion to which a direct current is input, and the direct current input from the direct current input portion is input from the alternating current signal input portion. A class B push-pull amplifier circuit which converts the amplified AC current into an amplified AC current and supplies it to the humidity sensitive element;
A current detecting means for detecting a direct current input to the class push-pull amplifier circuit, and the resistance value of the humidity sensitive element is measured by the direct current detected by the current detecting means. .

【0009】更に、上記の目的を達成するための本発明
の湿度測定装置は、相対湿度に応じて電気抵抗値が変化
しそして交流駆動されるセラミックから成る感湿素子
と、交流信号を発生する交流信号発生器と、該交流信号
発生器で発生された交流信号が入力される交流信号入力
部と、直流電源と、該直流電源から供給される直流電流
が入力される直流電流入力部と、前記直流電流入力部か
ら入力される前記直流電流を、前記交流信号入力部から
入力された交流信号に応じて増幅された交流電流に変換
して前記感湿素子に供給する交流出力部と、前記直流電
流入力部に流れる直流電流を検出する電流検出手段とを
備え、該電流検出手段で検出された直流電流により前記
感湿素子の抵抗値を測定するようにしたことを特徴とす
る。
Further, the humidity measuring apparatus of the present invention for achieving the above object generates a alternating current signal and a humidity sensitive element made of a ceramic whose electric resistance value changes according to relative humidity and which is driven by an alternating current. An alternating current signal generator, an alternating current signal input portion to which an alternating current signal generated by the alternating current signal generator is input, a direct current power source, and a direct current input portion to which a direct current supplied from the direct current power source is input, An alternating current output part for converting the direct current input from the direct current input part into an alternating current amplified in accordance with an alternating current signal input from the alternating current signal input part and supplying the alternating current output to the humidity sensitive element; A current detecting means for detecting a direct current flowing through the direct current input portion is provided, and the resistance value of the humidity sensitive element is measured by the direct current detected by the current detecting means.

【0010】また、上記の目的を達成するための本発明
の湿度測定装置は、相対湿度に応じて電気抵抗値が変化
しそして交流駆動されるセラミックから成る感湿素子
と、交流信号を発生する交流信号発生器と、直流電源
と、前記交流信号発生器で発生された交流信号が入力さ
れる交流信号入力部と、前記直流電源から供給される直
流電流が入力される直流電流入力部とを有し、前記直流
電流入力部から入力された前記直流電流を、前記交流信
号入力部から入力された交流信号に応じて増幅された交
流電流に変換して前記感湿素子に供給するB級プッシュ
プル増幅回路と、該B級プッシュプル増幅回路に入力さ
れる直流電流を検出する電流検出手段とを備え、該電流
検出手段で検出された直流電流により前記感湿素子の抵
抗値を測定するようにしたことを特徴とする。
Further, the humidity measuring apparatus of the present invention for achieving the above object generates a alternating current signal and a humidity sensitive element made of a ceramic whose electric resistance value changes according to relative humidity and which is driven by an alternating current. An AC signal generator, a DC power supply, an AC signal input unit to which the AC signal generated by the AC signal generator is input, and a DC current input unit to which the DC current supplied from the DC power supply is input. A class B push having the DC current input from the DC current input unit, which is converted into an AC current amplified according to the AC signal input from the AC signal input unit and supplied to the humidity sensitive element. A pull amplifying circuit and a current detecting means for detecting a direct current input to the class B push-pull amplifying circuit are provided, and the resistance value of the humidity sensitive element is measured by the direct current detected by the current detecting means. To Characterized in that was.

【0011】本発明の感湿素子駆動装置あるいは湿度測
定装置においては、B級プッシュプル増幅回路は、単電
源方式又は2電源方式の増幅回路で構成することができ
る。
In the humidity sensitive device driving apparatus or the humidity measuring apparatus of the present invention, the class B push-pull amplifier circuit can be composed of a single power source type or a dual power source type amplifier circuit.

【0012】上記感湿素子に用いられるセラミック材料
としては、Al23、Cr23、Cr23+C、Fe2
3、ZnO、Fe34、CoO、Ni1-XFe2+X4
TiO2+Mn34、Fe23+Li2O、SnO2+S
23、BaTiO3、Al23+ガラス、Fe23
2O、TiO2、V25+Na2CO3+Si、Cr23
+ガラス、ZnO+Li2O+V25、MgCr24
TiO2、TiO2+SnO2、TiO2+V22、BaT
iO3+SrTiO3、Ca10(PO46(OH)2、A
lPO4、Co34+TiO2、サーミスタ、ZnCr2
4+Li2O、MnWO4、LiNbO3、ゼオライト+
MgAl24+MgFe24、SnO2+アパタイトを
例示することができる。
As the ceramic material used for the moisture sensitive element, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Cr 2 O 3 + C and Fe 2 are used.
O 3 , ZnO, Fe 3 O 4 , CoO, Ni 1-X Fe 2 + X O 4 ,
TiO 2 + Mn 3 O 4 , Fe 2 O 3 + Li 2 O, SnO 2 + S
b 2 O 3 , BaTiO 3 , Al 2 O 3 + glass, Fe 2 O 3 +
K 2 O, TiO 2 , V 2 O 5 + Na 2 CO 3 + Si, Cr 2 O 3
+ Glass, ZnO + Li 2 O + V 2 O 5 , MgCr 2 O 4 +
TiO 2 , TiO 2 + SnO 2 , TiO 2 + V 2 O 2 , BaT
iO 3 + SrTiO 3 , Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , A
1PO 4 , Co 3 O 4 + TiO 2 , thermistor, ZnCr 2
O 4 + Li 2 O, MnWO 4 , LiNbO 3 , zeolite +
Examples thereof include MgAl 2 O 4 + MgFe 2 O 4 and SnO 2 + apatite.

【0013】[0013]

【作用】本発明においては、例えば外部から入力された
交流信号の正の半サイクルの期間中は交流信号に応じた
正の電流が出力され、交流信号の負の半サイクルの期間
中は交流信号に応じた負の電流が出力される。即ち、入
力された交流信号に応じた交流電流が出力され、この交
流電流によって感湿素子が駆動される。
In the present invention, for example, a positive current corresponding to the AC signal is output during the positive half cycle of the AC signal input from the outside, and the AC signal is output during the negative half cycle of the AC signal. A negative current corresponding to is output. That is, an AC current corresponding to the input AC signal is output, and the humidity sensitive element is driven by this AC current.

【0014】一方、上記感湿素子に供給される交流電流
は、直流電流入力部から入力される直流電流を、交流信
号に応じて制御することにより得られるものである。従
って、感湿素子に供給される交流電流は、上記直流電流
入力部から入力される直流電流と一定の関係、例えば比
例関係を有している。
On the other hand, the AC current supplied to the humidity sensitive element is obtained by controlling the DC current input from the DC current input section according to the AC signal. Therefore, the alternating current supplied to the humidity sensing element has a fixed relationship, for example, a proportional relationship, with the direct current input from the direct current input section.

【0015】よって、上記直流電流を検出すれば上記感
湿素子に流れる電流を知ることができるので、感湿素子
の電気抵抗値を知ることができる。換言すれば、直流電
流入力部から供給される直流電流を検出することによ
り、周囲環境の湿度を測定することができる。
Therefore, since the current flowing through the humidity sensitive element can be known by detecting the DC current, the electric resistance value of the humidity sensitive element can be known. In other words, the humidity of the surrounding environment can be measured by detecting the direct current supplied from the direct current input section.

【0016】また、上記の感湿素子を交流電流で駆動す
るための回路は、より具体的には、いわゆるB級プッシ
ュプル増幅回路で構成することができる。そして、この
B級プッシュプル増幅回路に供給される直流電源電流の
変化を検出することにより、上記と同様の作用で、周囲
環境の湿度を測定することができる。
Further, more specifically, the circuit for driving the humidity sensitive element with an alternating current can be configured by a so-called class B push-pull amplifier circuit. Then, by detecting the change in the DC power supply current supplied to the class B push-pull amplifier circuit, the humidity of the surrounding environment can be measured by the same operation as described above.

【0017】本発明の感湿素子駆動装置を湿度測定装置
に組み込めば、従来の装置のような交流電流を直流電流
に変換する整流回路等が不要となる。
If the humidity-sensitive element driving device of the present invention is incorporated into a humidity measuring device, a rectifying circuit for converting an alternating current into a direct current unlike the conventional device is not required.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の感湿素子駆動装置及び湿度測
定装置の実施例につき、図面を参照して詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a humidity sensitive element driving device and a humidity measuring device of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1(A)は、本発明の湿度測定装置及び
感湿素子駆動装置の第1の実施例を示す回路図であり、
感湿素子RLの駆動回路として単電源方式のB級プッシ
ュプル増幅回路を用いて構成したものである。
FIG. 1A is a circuit diagram showing a first embodiment of the humidity measuring apparatus and the humidity sensitive element driving apparatus of the present invention.
As the drive circuit of the humidity sensing element RL, a single power supply type class B push-pull amplifier circuit is used.

【0020】この第1の実施例における湿度測定装置
は、交流信号を発生する交流信号発生器VOSCと、コ
ンデンサC1と、駆動回路10と、感湿素子RLと、直
流電源Vccと、電流検出手段Aとから成る。
The humidity measuring apparatus according to the first embodiment has an AC signal generator VOSC for generating an AC signal, a capacitor C1, a drive circuit 10, a humidity sensing element RL, a DC power supply Vcc, and a current detecting means. It consists of A and.

【0021】また、この第1の実施例における感湿素子
駆動装置は、駆動回路10及び電流検出手段Aとから構
成される。
Further, the humidity sensitive element drive apparatus in the first embodiment comprises a drive circuit 10 and a current detecting means A.

【0022】駆動回路10は、交流信号入力部20と、
直流電流入力部22と、交流出力部24とを有し、交流
信号入力部20の一端はコンデンサC1を介して交流信
号発生器VOSCに接続されている。直流電流入力部2
2は電流検出手段Aを介して直流電源Vccに接続され
ている。交流出力部24は感湿素子RLに接続されてい
る。
The drive circuit 10 includes an AC signal input section 20 and
It has a DC current input section 22 and an AC output section 24, and one end of the AC signal input section 20 is connected to an AC signal generator VOSC via a capacitor C1. DC current input section 2
2 is connected to the DC power supply Vcc via the current detection means A. The AC output unit 24 is connected to the humidity sensing element RL.

【0023】駆動回路10は、NPN形トランジスタQ
1、PNP形トランジスタQ2、バイアス回路、及びコ
ンデンサC2から構成されている。バイアス回路は、抵
抗R1,R2、及びダイオードD1,D2から構成され
ており、その一端は直流電源Vccに接続され、他端は
接地されている。このバイアス回路は、感湿素子RLの
電気抵抗値が有限な値のときに後述する直流供給電流I
が流れるように、トランジスタQ1及びQ2のバイアス
信号を生成する。交流信号入力部20の他端はダイオー
ドD1とダイオードD2の接続点に接続されている。
The drive circuit 10 includes an NPN transistor Q.
1, a PNP transistor Q2, a bias circuit, and a capacitor C2. The bias circuit is composed of resistors R1 and R2 and diodes D1 and D2, one end of which is connected to the DC power supply Vcc and the other end of which is grounded. This bias circuit uses a DC supply current I described later when the electric resistance value of the humidity sensing element RL is a finite value.
To generate a bias signal for the transistors Q1 and Q2. The other end of the AC signal input section 20 is connected to the connection point of the diode D1 and the diode D2.

【0024】感湿素子RLは、セラミック材料から成
り、交流駆動され、周囲環境の相対湿度の変化に応じて
電気抵抗値が変化する周知のものである。この感湿素子
RLの一方の端子は交流出力部24を介してコンデンサ
C2に接続されており、他方は接地されている。
The humidity sensitive element RL is a well-known element which is made of a ceramic material, is driven by an alternating current, and changes its electric resistance value in accordance with a change in relative humidity of the surrounding environment. One terminal of the humidity sensitive element RL is connected to the capacitor C2 via the AC output section 24, and the other terminal is grounded.

【0025】直流電源Vccとして、例えば、+5ボル
トの直流電源を用いることができる。
As the DC power supply Vcc, for example, a +5 V DC power supply can be used.

【0026】電流検出手段Aは、例えば直流電流計から
構成されるものであり、直流電源Vccからトランジス
タQ1のコレクタに流れる電流(直流供給電流)Iを検
出するために使用される。電流検出手段Aが示す電流値
から相対湿度を求めることができる。この電流検出手段
AにはコンデンサC3が並列に挿入されている。即ち、
直流電源VccとトランジスタQ1のコレクタとの間に
コンデンサC3が配置され、脈動する直流供給電流Iの
平滑化と高周波成分をバイパスさせる役割を果たす。
The current detecting means A is composed of, for example, a direct current ammeter and is used to detect a current (direct current supply current) I flowing from the direct current power supply Vcc to the collector of the transistor Q1. The relative humidity can be obtained from the current value indicated by the current detecting means A. A capacitor C3 is inserted in parallel with the current detecting means A. That is,
A capacitor C3 is arranged between the DC power supply Vcc and the collector of the transistor Q1 and plays a role of smoothing the pulsating DC supply current I and bypassing a high frequency component.

【0027】なお、図1(A)においては、電流検出手
段Aとしての直流電流計を、トランジスタQ1のコレク
タに流れる電流を検出するように配置したが、トランジ
スタQ2のコレクタに流れる電流を検出するように配置
しても良い。この場合も、直流供給電流Iを測定したと
等価の検出値が得られる。
In FIG. 1A, the DC ammeter as the current detecting means A is arranged so as to detect the current flowing through the collector of the transistor Q1, but it detects the current flowing through the collector of the transistor Q2. You may arrange like this. Also in this case, a detection value equivalent to the measurement of the DC supply current I is obtained.

【0028】交流信号発生器VOSCは、例えば1KH
zの正弦波交流信号を発生する。交流信号発生器VOS
Cの出力は、コンデンサC1及び交流信号入力部20を
介してバイアス回路(具体的には、ダイオードD1のカ
ソードとダイオードD2アノードの接続点)に入力され
る。コンデンサC1は直流阻止機能を有し、交流信号発
生器VOSCから供給される交流信号のみが駆動回路1
0に加わるようにして、バイアスに変動が生じることを
防止する。
The AC signal generator VOSC is, for example, 1 KH.
A z sinusoidal AC signal is generated. AC signal generator VOS
The output of C is input to the bias circuit (specifically, the connection point between the cathode of the diode D1 and the anode of the diode D2) via the capacitor C1 and the AC signal input unit 20. The capacitor C1 has a DC blocking function, and only the AC signal supplied from the AC signal generator VOSC is supplied to the drive circuit 1
It is added to 0 to prevent the bias from changing.

【0029】駆動回路10を構成するトランジスタQ1
はNPN形のトランジスタである。トランジスタQ1の
コレクタは、電流検出手段Aを介して直流電源Vccに
接続されており、トランジスタQ1には直流電源Vcc
から直流電力が供給される。また、トランジスタQ1の
ベースはバイアス回路(具体的には抵抗R1とダイオー
ドD1のアノードとの接続点)に接続されており、所定
のバイアス信号が供給されるようになっている。更に、
トランジスタQ1のエミッタは、コンデンサC2及びト
ランジスタQ2のエミッタに接続されている。
Transistor Q1 which constitutes drive circuit 10
Is an NPN type transistor. The collector of the transistor Q1 is connected to the DC power supply Vcc via the current detection means A, and the transistor Q1 has a DC power supply Vcc.
DC power is supplied from. The base of the transistor Q1 is connected to a bias circuit (specifically, a connection point between the resistor R1 and the anode of the diode D1) so that a predetermined bias signal is supplied. Furthermore,
The emitter of the transistor Q1 is connected to the capacitor C2 and the emitter of the transistor Q2.

【0030】駆動回路10を構成するトランジスタQ2
はPNP形のトランジスタである。トランジスタQ2の
エミッタは、上述したようにトランジスタQ1のエミッ
タ及びコンデンサC2に接続されている。また、トラン
ジスタQ2のベースはバイアス回路(具体的にはダイオ
ードD2のカソードと抵抗R1との接続点)に接続され
ており、所定のバイアス信号が供給されるようになって
いる。更に、トランジスタQ2のコレクタは接地されて
いる。
Transistor Q2 which constitutes drive circuit 10
Is a PNP type transistor. The emitter of the transistor Q2 is connected to the emitter of the transistor Q1 and the capacitor C2 as described above. Further, the base of the transistor Q2 is connected to a bias circuit (specifically, a connection point between the cathode of the diode D2 and the resistor R1) so that a predetermined bias signal is supplied. Further, the collector of the transistor Q2 is grounded.

【0031】トランジスタQ1及びQ2の各エミッタと
感湿素子RLとの間に配設されているコンデンサC2
は、トランジスタQ1が動作している半サイクルは充電
され、トランジスタQ2が動作している半サイクルは放
電される。このことはトランジスタQ2が動作している
半サイクルは、トランジスタQ2に対する電源としての
役目を果たすことを意味する。このコンデンサC2の充
放電に応じて、感湿素子RLに交流電流が流れる。
A capacitor C2 arranged between each emitter of the transistors Q1 and Q2 and the humidity sensitive element RL.
Are charged during the half cycle in which the transistor Q1 is operating and discharged during the half cycle in which the transistor Q2 is operating. This means that the half cycle in which transistor Q2 is operating acts as a power supply for transistor Q2. An alternating current flows through the humidity sensitive element RL according to the charging and discharging of the capacitor C2.

【0032】図2(A)は、本発明の湿度測定装置及び
感湿素子駆動装置の第2の実施例を示す回路図であり、
感湿素子RLの駆動回路として2電源方式のB級プッシ
ュプル増幅回路を用いて構成したものである。
FIG. 2A is a circuit diagram showing a second embodiment of the humidity measuring device and the humidity sensitive element driving device of the present invention.
As a drive circuit for the humidity sensing element RL, a dual power source class B push-pull amplifier circuit is used.

【0033】この第2の実施例における湿度測定装置
は、交流信号を発生する交流信号発生器VOSCと、駆
動回路10と、感湿素子RLと、直流電源Vccと、第
2の直流電源Veeと、電流検出手段Aとから成る。
The humidity measuring apparatus according to the second embodiment includes an AC signal generator VOSC for generating an AC signal, a drive circuit 10, a humidity sensing element RL, a DC power supply Vcc, and a second DC power supply Vee. , Current detection means A.

【0034】また、この第2の実施例における感湿素子
駆動装置は、駆動回路10及び電流検出手段Aとから構
成される。
Further, the moisture sensitive element driving apparatus in the second embodiment is composed of a driving circuit 10 and a current detecting means A.

【0035】駆動回路10は、交流信号入力部20と、
直流電流入力部22と、交流出力部24とを有し、交流
信号入力部20の一端は交流信号発生器VOSCに接続
されている。直流電流入力部22は電流検出手段Aを介
して直流電源Vccに接続されている。交流出力部24
は感湿素子RLの一端に接続されている。
The drive circuit 10 includes an AC signal input section 20 and
It has a DC current input unit 22 and an AC output unit 24, and one end of the AC signal input unit 20 is connected to the AC signal generator VOSC. The DC current input unit 22 is connected to the DC power supply Vcc via the current detection means A. AC output unit 24
Is connected to one end of the humidity sensing element RL.

【0036】駆動回路10は、NPN形トランジスタQ
1、PNP形トランジスタQ2、及びバイアス回路から
構成されている。バイアス回路は、上記第1の実施例の
場合と同様に、抵抗R1,R2、及びダイオードD1,
D2から構成されており、その一端は直流電源Vccに
接続され、他端は第2の直流電源Veeの負側に接続さ
れている。このバイアス回路は、感湿素子RLの電気抵
抗値が有限な値のときに後述する直流供給電流Iが流れ
るように、トランジスタQ1及びQ2のバイアス信号を
生成する。交流信号入力部20の他端はダイオードD1
とダイオードD2の接続点に接続されている。
The drive circuit 10 is an NPN transistor Q.
1, a PNP transistor Q2, and a bias circuit. The bias circuit includes resistors R1 and R2 and diodes D1 and R1 as in the case of the first embodiment.
D2, one end of which is connected to the DC power supply Vcc, and the other end of which is connected to the negative side of the second DC power supply Vee. This bias circuit generates bias signals for the transistors Q1 and Q2 so that a DC supply current I described later flows when the electric resistance value of the humidity sensing element RL is a finite value. The other end of the AC signal input section 20 has a diode D1
And the diode D2.

【0037】感湿素子RLとしては、上記第1の実施例
と同じものが用いられる。この感湿素子RLの一方の端
子は交流出力部24に接続されており、他方の端子は接
地されるとともに、第2の直流電源Veeの正側に接続
されている。
As the humidity sensitive element RL, the same element as in the first embodiment is used. One terminal of the humidity sensing element RL is connected to the AC output section 24, and the other terminal is grounded and connected to the positive side of the second DC power source Vee.

【0038】直流電源Vcc及び第2の直流電源Vee
として、例えば、+5ボルトの直流電源を用いることが
できる。
DC power supply Vcc and second DC power supply Vee
For example, a +5 volt DC power supply can be used.

【0039】電流検出手段A及びコンデンサC3の構成
及び作用は、上述した第1の実施例の場合と同じである
ので説明は省略する。
The structure and operation of the current detecting means A and the capacitor C3 are the same as those in the case of the above-mentioned first embodiment, and therefore their explanations are omitted.

【0040】交流信号発生器VOSCは、例えば1KH
zの正弦波交流信号を発生する。交流信号発生器VOS
Cの出力は、交流信号入力部20を介してバイアス回路
(具体的には、ダイオードD1のカソードとダイオード
D2アノードの接続点)に入力される。
The AC signal generator VOSC is, for example, 1 KH.
A z sinusoidal AC signal is generated. AC signal generator VOS
The output of C is input to the bias circuit (specifically, the connection point between the cathode of the diode D1 and the anode of the diode D2) via the AC signal input unit 20.

【0041】駆動回路10を構成するトランジスタQ1
はNPN形のトランジスタである。トランジスタQ1の
コレクタは、電流検出手段Aを介して直流電源Vccに
接続されており、トランジスタQ1には直流電源Vcc
から直流電力が供給される。また、トランジスタQ1の
ベースはバイアス回路(具体的には抵抗R1とダイオー
ドD1のアノードとの接続点)に接続されており、所定
のバイアス信号が供給されるようになっている。更に、
トランジスタQ1のエミッタは、トランジスタQ2のエ
ミッタに接続されている。
Transistor Q1 which constitutes drive circuit 10
Is an NPN type transistor. The collector of the transistor Q1 is connected to the DC power supply Vcc via the current detection means A, and the transistor Q1 has a DC power supply Vcc.
DC power is supplied from. The base of the transistor Q1 is connected to a bias circuit (specifically, a connection point between the resistor R1 and the anode of the diode D1) so that a predetermined bias signal is supplied. Furthermore,
The emitter of the transistor Q1 is connected to the emitter of the transistor Q2.

【0042】駆動回路10を構成するトランジスタQ2
はPNP形のトランジスタである。トランジスタQ2の
エミッタは、上述したようにトランジスタQ1のエミッ
タに接続されている。また、トランジスタQ2のベース
はバイアス回路(具体的にはダイオードD2のカソード
と抵抗R1との接続点)に接続されており、所定のバイ
アス信号が供給されるようになっている。更に、トラン
ジスタQ2のコレクタは第2の直流電源Veeの負側に
接続されている。
Transistor Q2 which constitutes drive circuit 10
Is a PNP type transistor. The emitter of the transistor Q2 is connected to the emitter of the transistor Q1 as described above. Further, the base of the transistor Q2 is connected to a bias circuit (specifically, a connection point between the cathode of the diode D2 and the resistor R1) so that a predetermined bias signal is supplied. Further, the collector of the transistor Q2 is connected to the negative side of the second DC power source Vee.

【0043】上述した図1(A)に示した第1の実施例
に係る単電源方式のB級プッシュプル増幅回路と、図2
(A)に示した第2の実施例に係る2電源方式のB級プ
ッシュプル増幅回路とは、本質的には同じものである。
A single power source class B push-pull amplifier circuit according to the first embodiment shown in FIG.
It is essentially the same as the dual power supply class B push-pull amplifier circuit according to the second embodiment shown in FIG.

【0044】即ち、図1(A)におけるコンデンサC1
は、上述したように、直流バイアスが信号源(交流信号
発生回路VOSC)によって乱されないようにするため
に挿入されているものであり、コンデンサC1のインピ
ーダンスが信号周波数において無視できれば、上記両回
路は交流的に等価となる。よって、図1(A)における
コンデンサC1は必ずしも必要なものではない。
That is, the capacitor C1 in FIG.
Is inserted to prevent the DC bias from being disturbed by the signal source (AC signal generation circuit VOSC) as described above. If the impedance of the capacitor C1 can be ignored at the signal frequency, AC equivalent. Therefore, the capacitor C1 in FIG. 1A is not always necessary.

【0045】また、図1(A)におけるコンデンサC2
は、図2(A)における第2の直流電源Veeに対応す
る機能を果たすものである。従って、図2(A)におい
てはコンデンサC2に対応するものは設けられていな
い。
Further, the capacitor C2 in FIG.
Has a function corresponding to the second DC power source Vee in FIG. Therefore, in FIG. 2A, the one corresponding to the capacitor C2 is not provided.

【0046】なお、単電源方式のB級プッシュプル増幅
回路では、図1(B)に示すように、コンデンサC2の
容量及び感湿素子RLの電気抵抗値の時定数分だけ、負
側の振幅が定常状態に達するまで時間を必要とするとい
う点で、図2(B)に示した2電源方式のB級プッシュ
プル増幅回路と相違する。図1(B)に示す回路の場
合、負側の振幅が定常状態に達するまで時間を要した分
だけ、電荷オフセットが感湿素子RLに生ずるが、これ
はコンデンサC2の自己放電がない限り電源断等の要因
により解消され、また、コンデンサC2の回路を通じて
放電がない場合は、次回の動作開始時からは時定数によ
る遅れはなくなる。
In the single-power-supply class B push-pull amplifier circuit, as shown in FIG. 1B, the amplitude of the negative side by the time constant of the capacitance of the capacitor C2 and the electric resistance value of the humidity sensing element RL. 2 is different from the two-power-source class B push-pull amplifier circuit shown in FIG. 2B in that it takes time to reach a steady state. In the case of the circuit shown in FIG. 1B, a charge offset is generated in the humidity sensing element RL by the amount of time required for the negative-side amplitude to reach a steady state, but this occurs unless the capacitor C2 self-discharges. If the problem is solved by a factor such as disconnection, and if there is no discharge through the circuit of the capacitor C2, there will be no delay due to the time constant from the next operation start.

【0047】次に、以上のように構成される湿度測定装
置及び感湿素子駆動装置の動作について、以下説明す
る。
Next, the operation of the humidity measuring device and the humidity sensitive element driving device configured as described above will be described below.

【0048】上述したように、第1の実施例として示し
た単電源方式のB級プッシュプル増幅回路を用いた湿度
測定装置及び感湿素子駆動装置は、第2の実施例として
示した2電源方式のB級プッシュプル増幅回路を用いた
湿度測定装置及び感湿素子駆動装置と実質的に等価であ
る。
As described above, the humidity measuring device and the humidity sensitive element driving device using the single power source class B push-pull amplifier circuit shown in the first embodiment are the two power sources shown in the second embodiment. This is substantially equivalent to the humidity measuring device and the humidity sensitive device driving device using the class B push-pull amplifier circuit.

【0049】従って、以下では、図2に示した2電源方
式のB級プッシュプル増幅回路を用いた湿度測定装置及
び感湿素子駆動装置の動作について説明する。ここで、
B級プッシュプル増幅回路は、理想的な回路であるもの
とする。また、交流信号発生器VOSCから供給される
交流信号の入力電圧Viは、図3(A)に示すような正
弦波であるものとする。
Therefore, the operation of the humidity measuring device and the humidity sensitive element driving device using the dual power source class B push-pull amplifier circuit shown in FIG. 2 will be described below. here,
The class B push-pull amplifier circuit is an ideal circuit. Further, the input voltage Vi of the AC signal supplied from the AC signal generator VOSC is assumed to be a sine wave as shown in FIG.

【0050】入力電圧Viが正の半サイクルにあると
き、トランジスタQ1がオンとなり、トランジスタQ2
はオフとなる。これにより、直流電源Vccから、トラ
ンジスタQ1及び感湿素子RLを経て接地に至る経路が
形成され、直流供給電流I(Ic1)が流れる。換言すれ
ば、交流信号発生器VOSCが出力する交流信号が正の
半サイクルにあるとき、図3(C)に示すような脈動す
る正の直流電流が流される。従って、直流電源Vccか
らトランジスタQ1のコレクタには、上記感湿素子RL
を流れる直流電流に比例した直流電流が流れることにな
る。
When the input voltage Vi is in the positive half cycle, the transistor Q1 is turned on and the transistor Q2 is turned on.
Turns off. As a result, a path from the DC power supply Vcc to the ground via the transistor Q1 and the humidity sensing element RL is formed, and the DC supply current I (Ic1) flows. In other words, when the AC signal output from the AC signal generator VOSC is in the positive half cycle, a pulsating positive DC current as shown in FIG. 3C is passed. Therefore, the humidity sensing element RL is connected to the collector of the transistor Q1 from the DC power source Vcc.
A direct current that is proportional to the direct current that flows through will flow.

【0051】一方、入力電圧Viが負の半サイクルにあ
るとき、トランジスタQ2がオンとなり、トランジスタ
Q1はオフとなる。これにより、第2の直流電源Vee
(接地レベル)から、感湿素子RL及びトランジスタQ
2を経て第2の直流電源Veeに至る経路が形成され、
直流供給電流IC2が流れる。換言すれば、交流信号発生
器VOSCが出力する交流信号が負の半サイクルにある
とき、図3(D)に示すような、脈動する負の直流電流
が、トランジスタQ2のコレクタを流れる。尚、この場
合、電流検出手段AをトランジスタQ2のコレクタに接
続してもよい。
On the other hand, when the input voltage Vi is in the negative half cycle, the transistor Q2 is turned on and the transistor Q1 is turned off. Thereby, the second DC power source Vee
From (ground level), the humidity sensing element RL and the transistor Q
A path is formed through 2 to the second DC power source Vee,
The DC supply current IC2 flows. In other words, when the AC signal output by the AC signal generator VOSC is in the negative half cycle, a pulsating negative DC current as shown in FIG. 3D flows through the collector of the transistor Q2. In this case, the current detecting means A may be connected to the collector of the transistor Q2.

【0052】上記の動作により、交流信号の半サイクル
毎に交番する交流電流が駆動回路10の交流出力部24
から出力されることになり、出力電圧VOは、図3
(B)に示すような、入力電圧Viに比例した電圧とな
る。このようにして、交流信号発生器VOSCから入力
された交流信号に応じて変化する交流電流が、交流出力
部24を介して感湿素子RLへ供給される。
By the above operation, an alternating current alternating in every half cycle of the alternating signal causes an alternating current output section 24 of the drive circuit 10.
The output voltage VO is output from FIG.
The voltage is proportional to the input voltage Vi as shown in FIG. In this way, the alternating current that changes according to the alternating signal input from the alternating signal generator VOSC is supplied to the humidity sensing element RL via the alternating output part 24.

【0053】この場合、トランジスタQ1及びQ2は交
流信号発生器VOSCに対してはエミッタフォロワとし
て動作する。従って、交流信号発生器VOSCのインピ
ーダンスがある程度小さければ、感湿素子RLに印加さ
れる交流電圧は、交流信号発生器VOSCが出力する交
流信号にほぼ等しくなる。
In this case, the transistors Q1 and Q2 act as emitter followers for the AC signal generator VOSC. Therefore, if the impedance of the AC signal generator VOSC is small to some extent, the AC voltage applied to the humidity sensing element RL becomes substantially equal to the AC signal output by the AC signal generator VOSC.

【0054】即ち、トランジスタQ1,Q2がそれぞれ
の半サイクル毎にエミッタフォロワとして動作している
と考えれば、電圧利得Av=VO/Viは、感湿素子RL
の電気抵抗値とトランジスタQ1,Q2の特性に依存す
るが、「0.99」程度である。
That is, assuming that the transistors Q1 and Q2 operate as an emitter follower every half cycle, the voltage gain Av = VO / Vi is calculated by the humidity sensing element RL.
Although it depends on the electric resistance value of and the characteristics of the transistors Q1 and Q2, it is about “0.99”.

【0055】ここでエミッタフォロワにおける電圧利得
Avと負荷抵抗(感湿素子の抵抗)RLとの関係を更に
詳細に調べてみると、以下のようになる。
Here, the relationship between the voltage gain Av in the emitter follower and the load resistance (resistance of the humidity sensitive element) RL will be examined in more detail as follows.

【0056】図4(A)にエミッタフォロワ、同図
(B)にエミッタ接地ハイブリッドモデルを使用した交
流等価回路を示す。なお、交流等価回路では、入力コン
デンサCIN、出力コンデンサCOUTのインピーダンスは
無視できるものとした。また、電圧駆動(Vin)なので
抵抗RBは無視できる。また、直流電源Vccの内部抵
抗はゼロとした。更に、抵抗REと抵抗RL’の合成抵
抗を負荷抵抗RLとした。
FIG. 4A shows an emitter follower, and FIG. 4B shows an AC equivalent circuit using the grounded-emitter hybrid model. In the AC equivalent circuit, the impedances of the input capacitor CIN and the output capacitor COUT can be ignored. Further, since it is driven by voltage (Vin), the resistor RB can be ignored. The internal resistance of the DC power supply Vcc was set to zero. Further, a combined resistance of the resistance RE and the resistance RL ′ is set as a load resistance RL.

【0057】出力端子となるE点の電圧VOと入力電流
ibは、それぞれ下式で表される。 VO=(ib+hfe・ib)・RL =(1+hfe)・ib・RL…(1) ib=(Vi−VO)/hie…(2) ここで、(2)式を(1)式に代入すると、下式が得ら
れる。
The voltage VO at the point E which serves as an output terminal and the input current ib are expressed by the following equations, respectively. VO = (ib + hfe * ib) * RL = (1 + hfe) * ib * RL ... (1) ib = (Vi-VO) / hie ... (2) Here, when the expression (2) is substituted into the expression (1), The following formula is obtained.

【数1】 上式のVOの項とViの項を分離すると、下式のようにな
る。
[Equation 1] When the VO and Vi terms in the above equation are separated, the following equation is obtained.

【数2】 よって、電圧利得Avは、(3)式のようになる。[Equation 2] Therefore, the voltage gain Av is expressed by the equation (3).

【数3】 [Equation 3]

【0058】上記(3)式における、hfe=100、h
ie=1K〔Ω〕の場合の負荷抵抗RLと電圧利得Avの
関係を図5に示す。図5から明かなように、負荷抵抗R
Lが1K〔Ω〕における電圧利得は、「0.990」と
なり、感湿素子RLに印加される交流電圧は、交流信号
発生器VOSCから入力される交流信号とほぼ等しい値
になる。
In the above equation (3), hfe = 100, h
FIG. 5 shows the relationship between the load resistance RL and the voltage gain Av when ie = 1K [Ω]. As is clear from FIG. 5, the load resistance R
The voltage gain when L is 1 K [Ω] is “0.990”, and the AC voltage applied to the humidity sensing element RL has a value substantially equal to the AC signal input from the AC signal generator VOSC.

【0059】次に、B級プッシュプル増幅回路の負荷電
流ioと直流供給電流Iccとの関係について説明す
る。
Next, the relationship between the load current io and the DC supply current Icc of the class B push-pull amplifier circuit will be described.

【0060】上述した2電源方式の場合の正側のコレク
タ電流IC1と直流供給電流Icc及び負荷抵抗RLに流れ
る負荷電流ioの実効値IOの関係は以下のようになる。
The relationship between the collector current IC1 on the positive side, the DC supply current Icc, and the effective value IO of the load current io flowing through the load resistor RL in the case of the above-mentioned dual power supply system is as follows.

【0061】先ず、負荷電流ioは、正弦波であるの
で、下記(4)式で表す。 io=Im・sinωt…(4) この負荷電流ioの実効値IOは、下記(5)式のように
なる。
First, since the load current io is a sine wave, it is expressed by the following equation (4). io = Im · sin ωt (4) The effective value IO of the load current io is given by the following equation (5).

【数4】 [Equation 4]

【0062】直流供給電流ICCは、コレクタ電流icを
平均化したものでるので、下式のようになる。
Since the DC supply current ICC is an average of the collector current ic, it is expressed by the following equation.

【数5】 なお、積分範囲が0〜T/2となっているのは、半サイ
クルしか導通しないためである。
[Equation 5] The integration range is 0 to T / 2 because only half a cycle is conducted.

【0063】上記(5)式及び(6)式より、検出電流
効率ηは、下記のようになる。
From the equations (5) and (6), the detected current efficiency η is as follows.

【数6】 [Equation 6]

【0064】上記のようにして算出した理論値を、実験
で確認した。実験に用いた回路を図6に示す。なお、半
波波形を得るために、ダイオードDは、東芝社製U1B
C44を用いた。
The theoretical value calculated as described above was confirmed by experiments. The circuit used for the experiment is shown in FIG. In order to obtain a half-wave waveform, the diode D is U1B manufactured by Toshiba Corporation.
C44 was used.

【0065】また、ダイオードDに対しては、トヨデン
100V:140Vの絶縁トランスを用い、商用電源A
C100V、50Hzを140Vに昇圧して供給した。
これは、ダイオードDの純方向電圧降下Vf(約1.0
V)の影響を小さくするためである。また、各電圧の計
測には、電圧計HP3403C TRUE RMSVO
LT METERを用いた。
For the diode D, an isolation transformer of Toyoden 100V: 140V is used, and the commercial power source A
C100V, 50Hz was boosted and supplied to 140V.
This is the pure voltage drop Vf of the diode D (about 1.0
This is to reduce the effect of V). In addition, a voltmeter HP3403C TRUE RMSVO is used to measure each voltage.
LT METER was used.

【0066】計測は、スイッチSWを開放した場合及び
スイッチSWを閉じた場合のそれぞれにつき、ダイオー
ドのアノード側の電圧V1、ダイオードのカソード側の
電圧V2、及び抵抗R2の両端の電圧V3を測定した。
各電圧V1、V2、V3の測定にあたっては、電圧計の
AC(交流成分のみの実効値)、AC+DC(DC成分
を含めた実効値)、及びDC(AC成分を除去したDC
成分のみの値=DC平均値)の3種類を読み取って行っ
た。計測結果を表1に示す。
For the measurement, the voltage V1 on the anode side of the diode, the voltage V2 on the cathode side of the diode, and the voltage V3 across the resistor R2 were measured for each of the case where the switch SW was opened and the case where the switch SW was closed. .
In measuring each of the voltages V1, V2, V3, AC (effective value of only AC component), AC + DC (effective value including DC component), and DC (DC without AC component) of the voltmeter
The measurement was performed by reading three types of values of component only = DC average value). The measurement results are shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0067】それぞれの場合につき検出電流効率ηを求
めると、 η1=V2(DC)/V1(ON)=44.9% η2=V2(DC)/V1(OFF)=44.7% η3=V3(DC)/V3(AC,ON)=45.0% が得られる。この結果は、0.67%以下の誤差で上述
した理論値「η=0.450」と一致する。
Detecting the current efficiency η in each case, η1 = V2 (DC) / V1 (ON) = 44.9% η2 = V2 (DC) / V1 (OFF) = 44.7% η3 = V3 (DC) / V3 (AC, ON) = 45.0% is obtained. This result agrees with the theoretical value “η = 0.450” described above with an error of 0.67% or less.

【0068】以上説明したように、上記駆動回路10が
無損失、換言すればトランジスタQ1及びQ2が理想的
なトランジスタであるとした場合、感湿素子RLを流れ
る交流駆動電流の実効値の45%が直流供給電流I(I
C1)として電流検出手段Aによって測定されることにな
る。
As described above, assuming that the drive circuit 10 is lossless, in other words, the transistors Q1 and Q2 are ideal transistors, 45% of the effective value of the AC drive current flowing through the humidity sensing element RL. DC supply current I (I
It will be measured by the current detection means A as C1).

【0069】従って、交流信号発生器VOSCが出力す
る交流信号を一定に保てば感湿素子RLの電気抵抗値R
Sは下式で求められる。 電気抵抗値RS=k×Vosc/I/0.45…(7) ここで、Voscは交流信号発生器VOSCが発生する
交流信号の電圧、Iは直流供給電流、kは定数である。
なお、理想的な場合はk=1である。
Therefore, if the AC signal output from the AC signal generator VOSC is kept constant, the electric resistance value R of the humidity sensing element RL is reduced.
S is calculated by the following formula. Electric resistance value RS = k × Vosc / I / 0.45 (7) Here, Vosc is the voltage of the AC signal generated by the AC signal generator VOSC, I is the DC supply current, and k is a constant.
In the ideal case, k = 1.

【0070】従って、感湿素子RLの相対湿度−電気抵
抗変化特性を考慮して、電流検出手段Aの感度が最適に
なるレンジで直流供給電流Iを測定できるように、交流
信号Voscの電圧値を定めれば、良好な精度で湿度を
測定することができる。
Therefore, in consideration of the relative humidity-electric resistance change characteristic of the humidity sensing element RL, the voltage value of the AC signal Vosc can be measured so that the DC supply current I can be measured in a range where the sensitivity of the current detecting means A is optimized. If it is determined, the humidity can be measured with good accuracy.

【0071】図7は、SnO2+アパタイトから成るセ
ラミック材料から作製した感湿素子を使用して、本実施
例の感湿素子駆動装置及び湿度測定装置を用いて、直流
電源Vccの電圧Vccを+4.5V,+5.0V及び+
5.5Vに変化させたときの感湿素子RLの電気抵抗値
の測定結果と電源供給電流Iとの関係、及び、感湿素子
RLの電気抵抗値の測定結果と感湿素子RLを流れる電
流I’との関係、更には、感湿素子RLの各電気抵抗値
における電源供給電流Iと感湿素子RLを流れる電流
I’との比I/I’との関係を示す図である。尚、感湿
素子RLを流れる電流I’(rms)は、感湿素子RL
の端子電圧(rms)から求めた。図7の縦軸及び横軸
は対数目盛である。
FIG. 7 shows a case where a humidity sensitive element made of a ceramic material composed of SnO 2 + apatite is used and the humidity sensitive element driving apparatus and the humidity measuring apparatus of this embodiment are used to measure the voltage V cc of the DC power source Vcc. To + 4.5V, + 5.0V and +
Relationship between measurement result of electric resistance value of humidity sensitive element RL and power supply current I when changed to 5.5 V, and measurement result of electric resistance value of humidity sensitive element RL and current flowing through humidity sensitive element RL It is a figure which shows the relationship with I ', and also the ratio I / I' of the power supply current I in each electric resistance value of the humidity sensitive element RL, and the current I'flowing through the humidity sensitive element RL. The current I ′ (rms) flowing through the humidity sensing element RL is
It was calculated from the terminal voltage (rms). The vertical axis and the horizontal axis of FIG. 7 are logarithmic scales.

【0072】図7からも理解できるように、感湿素子R
Lの電気抵抗値と電源供給電流Iとはほぼ対数的にリニ
アな関係にあることが確認できた。このことは、電源供
給電流Iの各値に所定の係数を乗算することにより、感
湿素子RLの電気抵抗値、即ち湿度の値を直接求め得る
ことを意味する。
As can be understood from FIG. 7, the humidity sensitive element R
It was confirmed that the electrical resistance value of L and the power supply current I have a substantially logarithmic linear relationship. This means that the electric resistance value of the humidity sensing element RL, that is, the humidity value can be directly obtained by multiplying each value of the power supply current I by a predetermined coefficient.

【0073】また、感湿素子RLの各電気抵抗値におけ
る電源供給電流Iと感湿素子RLを流れる電流I’との
比はほぼ一定である。このことは、感湿素子RLを流れ
る電流I’に代わりに電源供給電流Iを測定することよ
り、感湿素子RLの電気抵抗値が求め得ることを意味す
る。従って、電源供給電流Iを測定して感湿素子RLの
電気抵抗値を求めることを特徴とする本発明は肯首され
るべきものである。
Further, the ratio of the power supply current I and the current I ′ flowing through the humidity sensitive element RL at each electric resistance value of the humidity sensitive element RL is substantially constant. This means that the electric resistance value of the humidity sensitive element RL can be obtained by measuring the power supply current I instead of the current I ′ flowing through the humidity sensitive element RL. Therefore, the present invention, which is characterized in that the electric power supply current I is measured and the electric resistance value of the humidity sensitive element RL is obtained, should be accepted.

【0074】なお、上記実施例では、感湿素子RLとし
てSnO2+アパタイトから成るセラミック感湿素子を
用いる場合について説明したが、本発明は、吸湿により
電気抵抗値が変化するものであればセラミックの種類は
問わずに適用できるものであり、上記実施例と同様の作
用・効果を奏する。また、交流信号発生器によって生成
される交流信号の周波数は1〜100kHz程度するこ
とができる。直流電源Vccの電圧Vccは適宜変更する
ことができる。また、駆動回路10も実施例にて説明し
た回路に限定されず、適宜設計変更することができる。
In the above embodiments, the case where the ceramic moisture sensitive element made of SnO 2 + apatite is used as the moisture sensitive element RL has been described, but the present invention is not limited to the ceramics if the electric resistance value changes due to moisture absorption. Can be applied regardless of the type, and the same action and effect as those of the above-described embodiment can be obtained. Further, the frequency of the AC signal generated by the AC signal generator can be about 1 to 100 kHz. Voltage V cc of the DC power source Vcc can be changed as appropriate. Further, the drive circuit 10 is not limited to the circuit described in the embodiment, and the design can be appropriately changed.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
整流回路等が不要であり、簡単な回路構成で測定精度を
高めることのできる感湿素子駆動装置及び湿度測定装置
を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to provide a humidity-sensitive element driving device and a humidity measuring device that do not require a rectifying circuit or the like and can improve measurement accuracy with a simple circuit configuration.

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

【図1】本発明に係る感湿素子駆動装置及び湿度測定装
置の第1の実施例を示す回路図及び動作波形図である。
FIG. 1 is a circuit diagram and an operation waveform diagram showing a first embodiment of a humidity-sensitive element driving device and a humidity measuring device according to the present invention.

【図2】本発明に係る感湿素子駆動装置及び湿度測定装
置の第2の実施例を示す回路図及び動作波形図である。
FIG. 2 is a circuit diagram and an operation waveform diagram showing a second embodiment of the humidity-sensitive element driving device and the humidity measuring device according to the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例における入出力電圧と直
流電源から供給される電流の関係を説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between an input / output voltage and a current supplied from a DC power supply according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例に係るエミッタフォロワ
の動作を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the emitter follower according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例に係るエミッタフォロワ
の電圧利得Avの負荷抵抗RLによる変化を説明するた
めの図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining changes in the voltage gain Av of the emitter follower according to the second embodiment of the present invention due to the load resistance RL.

【図6】本発明の第2の実施例に係る検出電流利得ηの
実験に用いた回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit used for an experiment of a detected current gain η according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の装置を用いて測定した、感湿素子RL
の電気抵抗値と電源供給電流Iとの関係、感湿素子RL
の電気抵抗値と感湿素子RLを流れる電流I’との関
係、及び、感湿素子RLの各電気抵抗値における電源供
給電流Iと感湿素子RLを流れる電流I’との比I/
I’との関係を示す図である。
FIG. 7: Moisture-sensitive element RL measured using the apparatus of the present invention
Between the electric resistance value of the sensor and the power supply current I, the humidity sensing element RL
Relationship between the electric resistance of the humidity sensitive element RL and the current I ′ flowing through the humidity sensitive element RL, and the ratio I / of the power supply current I and the current I ′ flowing through the humidity sensitive element RL at each electric resistance value of the humidity sensitive element RL.
It is a figure which shows the relationship with I '.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 駆動回路 20 交流信号入力部 22 直流電流入力部 24 交流出力部 RL 感湿素子 Q1,Q2 トランジスタ R1,R2 抵抗 C1,C2,C3 コンデンサ D1,D2 ダイオード A 直流電流計 Vcc,Vee 直流電源 VOSC 交流信号発生器 10 Drive Circuit 20 AC Signal Input Section 22 DC Current Input Section 24 AC Output Section RL Humidity Sensing Element Q1, Q2 Transistors R1, R2 Resistance C1, C2, C3 Capacitor D1, D2 Diode A DC Ammeter Vcc, Vee DC Power Supply VOSC AC Signal generator

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】相対湿度に応じて電気抵抗値が変化しそし
て交流駆動されるセラミック材料から成る感湿素子を駆
動する感湿素子駆動装置であって、 交流信号が入力される交流信号入力部と、 直流電流が入力される直流電流入力部と、 前記直流電流入力部から入力される前記直流電流を、前
記交流信号入力部から入力された交流信号に応じて増幅
された交流電流に変換して前記感湿素子に供給する交流
出力部と、 前記直流電流入力部に流れる直流電流を検出する電流検
出手段とを備え、 該電流検出手段で検出された直流電流により前記感湿素
子の抵抗値を測定するようにしたことを特徴とする感湿
素子駆動装置。
1. A humidity-sensitive element driving device for driving a humidity-sensitive element made of a ceramic material, the electric resistance value of which changes according to relative humidity, and which is AC-driven, wherein an AC signal input section receives an AC signal. A direct current input portion to which a direct current is input, and the direct current input from the direct current input portion to an alternating current amplified according to an alternating current signal input from the alternating current signal input portion. And an electric current detection means for detecting a direct current flowing through the direct current input portion, and a resistance value of the humidity sensitive element based on the direct current detected by the current detection means. A humidity-sensitive element driving device, characterized in that
【請求項2】相対湿度に応じて電気抵抗値が変化しそし
て交流駆動されるセラミック材料から成る感湿素子を駆
動する感湿素子駆動装置であって、 交流信号が入力される交流信号入力部と、直流電流が入
力される直流電流入力部とを有し、直流電流入力部から
入力された直流電流を、前記交流信号入力部から入力さ
れた交流信号に応じて増幅された交流電流に変換して前
記感湿素子に供給するB級プッシュプル増幅回路と、 該B級プッシュプル増幅回路に入力される直流電流を検
出する電流検出手段とを備え、 該電流検出手段で検出された直流電流により前記感湿素
子の抵抗値を測定するようにしたことを特徴とする感湿
素子駆動装置。
2. A humidity-sensitive element driving device for driving a humidity-sensitive element made of a ceramic material, the electric resistance value of which changes according to relative humidity, and which is AC-driven, wherein an AC signal input section receives an AC signal. And a direct current input part to which a direct current is input, converting the direct current input from the direct current input part into an alternating current amplified in accordance with the alternating current signal input from the alternating current signal input part. And a current detecting means for detecting a direct current input to the class B push-pull amplifying circuit, and the direct current detected by the current detecting means. The humidity sensitive element driving device is characterized in that the resistance value of the humidity sensitive element is measured by the above.
【請求項3】前記B級プッシュプル増幅回路は、単電源
方式の増幅回路であることを特徴とする請求項2に記載
の感湿素子駆動装置。
3. The humidity sensitive element drive device according to claim 2, wherein the class B push-pull amplifier circuit is a single power supply type amplifier circuit.
【請求項4】前記B級プッシュプル増幅回路は、2電源
方式の増幅回路であることを特徴とする請求項2に記載
の感湿素子駆動装置。
4. The humidity sensitive element drive device according to claim 2, wherein the class B push-pull amplifier circuit is a dual power supply type amplifier circuit.
【請求項5】相対湿度に応じて電気抵抗値が変化しそし
て交流駆動されるセラミックから成る感湿素子と、 交流信号を発生する交流信号発生器と、 該交流信号発生器で発生された交流信号が入力される交
流信号入力部と、 直流電源と、 該直流電源から供給される直流電流が入力される直流電
流入力部と、 前記直流電流入力部から入力される前記直流電流を、前
記交流信号入力部から入力された交流信号に応じて増幅
された交流電流に変換して前記感湿素子に供給する交流
出力部と、 前記直流電流入力部に流れる直流電流を検出する電流検
出手段とを備え、 該電流検出手段で検出された直流電流により前記感湿素
子の抵抗値を測定するようにしたことを特徴とする湿度
測定装置。
5. A humidity sensitive element made of ceramic whose electric resistance value changes according to relative humidity and is driven by an alternating current, an alternating current signal generator for generating an alternating current signal, and an alternating current generated by the alternating current signal generator. An alternating current signal input portion to which a signal is input; a direct current power source; a direct current input portion to which a direct current supplied from the direct current power source is input; and the direct current input from the direct current input portion to the alternating current An AC output unit which converts the AC current amplified according to the AC signal input from the signal input unit and supplies it to the humidity sensitive element, and a current detection unit which detects a DC current flowing through the DC current input unit. A humidity measuring device comprising: a resistance value of the humidity sensitive element, which is measured by a direct current detected by the current detecting means.
【請求項6】相対湿度に応じて電気抵抗値が変化しそし
て交流駆動されるセラミックから成る感湿素子と、 交流信号を発生する交流信号発生器と、 直流電源と、 前記交流信号発生器で発生された交流信号が入力される
交流信号入力部と、前記直流電源から供給される直流電
流が入力される直流電流入力部とを有し、前記直流電流
入力部から入力された前記直流電流を、前記交流信号入
力部から入力された交流信号に応じて増幅された交流電
流に変換して前記感湿素子に供給するB級プッシュプル
増幅回路と、 該B級プッシュプル増幅回路に入力される直流電流を検
出する電流検出手段とを備え、 該電流検出手段で検出された直流電流により前記感湿素
子の抵抗値を測定するようにしたことを特徴とする湿度
測定装置。
6. A humidity sensitive element made of ceramic whose electric resistance value changes according to relative humidity and is driven by an alternating current, an alternating current signal generator for generating an alternating current signal, a direct current power supply, and the alternating current signal generator. It has an alternating current signal input portion to which the generated alternating current signal is input, and a direct current input portion to which the direct current supplied from the direct current power source is input, and the direct current input from the direct current input portion , A class B push-pull amplifier circuit for converting to an AC current amplified according to the AC signal input from the AC signal input section and supplying the AC current to the humidity sensitive element, and input to the class B push-pull amplifier circuit A humidity measuring device comprising: a current detecting means for detecting a direct current, wherein the resistance value of the humidity sensitive element is measured by the direct current detected by the current detecting means.
【請求項7】前記B級プッシュプル増幅回路は、単電源
方式の増幅回路であることを特徴とする請求項6に記載
の湿度測定装置。
7. The humidity measuring apparatus according to claim 6, wherein the class B push-pull amplifier circuit is a single power supply type amplifier circuit.
【請求項8】前記B級プッシュプル増幅回路は、2電源
方式の増幅回路であることを特徴とする請求項6に記載
の湿度測定装置。
8. The humidity measuring apparatus according to claim 6, wherein the class B push-pull amplifier circuit is a dual power supply type amplifier circuit.
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