JPH07120428A - Measuring method by chemical sensor - Google Patents
Measuring method by chemical sensorInfo
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- JPH07120428A JPH07120428A JP29140693A JP29140693A JPH07120428A JP H07120428 A JPH07120428 A JP H07120428A JP 29140693 A JP29140693 A JP 29140693A JP 29140693 A JP29140693 A JP 29140693A JP H07120428 A JPH07120428 A JP H07120428A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、水分セン
サ、酸素センサ、水素センサ、炭化水素センサ、一酸化
炭素センサ、窒素酸化物センサ及びその他の選択的捕捉
機能を介在させた化学センサを使用した計測方法に関
し、特に、その温度依存特性が非直線性である化学セン
サの計測値を正確に温度補正することのできる計測方法
に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention is generally directed to moisture sensors, oxygen sensors, hydrogen sensors, hydrocarbon sensors, carbon monoxide sensors, nitrogen oxide sensors and other chemistry with selective capture functions. The present invention relates to a measuring method using a sensor, and more particularly to a measuring method capable of accurately temperature-correcting a measured value of a chemical sensor whose temperature-dependent characteristic is non-linear.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、気相又は液相等の被検体中の特
定成分量（具体例をあげれば、空気中の水分量、絶縁油
が充填された変成器等の密閉容器内の密封ガス中や絶縁
油中の水分量、各種の石油タンク内のシールガス中や石
油中の水分量等）を測定する各種の計測装置には、当該
特定成分量の変化に応じてインピーダンスが変化する半
導体型センサ、電解質型センサ、或は静電容量型センサ
等が使用されている。2. Description of the Related Art For example, the amount of a specific component in a sample such as a gas phase or a liquid phase (a specific example is the amount of water in the air, a sealed gas in a closed container such as a transformer filled with insulating oil). In various measuring devices for measuring the amount of water in the oil inside or in the insulating oil, the amount of water in the seal gas in various oil tanks, the amount of water in the oil, etc., the semiconductor whose impedance changes according to the change in the amount of the specific component Type sensor, electrolyte type sensor, or capacitance type sensor is used.
【０００３】周知のように、このようなセンサは、セン
サの捕捉能において温度依存性を有するので、被測定量
は、被測定時の温度で補正する必要がある。通常この補
正は、センサの温度依存性が良好な直線性を有するもの
として行なわれている。As is well known, since such a sensor has temperature dependency in the capturing ability of the sensor, it is necessary to correct the quantity to be measured with the temperature at the time of measurement. Usually, this correction is performed assuming that the temperature dependency of the sensor has a good linearity.
【０００４】例えば、水分量検出装置に使用される水分
センサなどの温度依存性は、通常、その温度係数を一般
にｍＶ／℃などで表すように、被測定領域（露点）や温
度領域に関係なく一律であると考えられており、例えば
露点の測定に際しては、検出装置内の回路などにより、
次の演算を行なっている。 ＤＰ＝ＤＰS ＋α（Ｔ−ＴS ） ここで、 ＤＰ ：任意温度Ｔにおける露点 ＤＰS ：基準温度ＴS における露点 α ：温度係数（定数）For example, the temperature dependence of a moisture sensor or the like used in a moisture content detecting device is usually irrespective of the measured region (dew point) or the temperature region, as the temperature coefficient thereof is generally expressed by mV / ° C. It is considered to be uniform, for example, when measuring the dew point, the circuit inside the detection device
The following calculation is performed. DP = DP S + α (T−T S ) where DP: dew point at arbitrary temperature T DP S : dew point at reference temperature T S α: temperature coefficient (constant)
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、化学セ
ンサはその温度依存特性が直線性の良いものばかりとは
限らず、又、用途によっては非直線性の温度依存特性を
有する化学センサが使用されることもある。図４は、水
分センサの温度依存特性の一例を模式的に示す入出力特
性図である。However, the chemical sensor is not limited to one having a good temperature-dependent characteristic, and a chemical sensor having a non-linear temperature-dependent characteristic is used depending on the application. Sometimes. FIG. 4 is an input / output characteristic diagram schematically showing an example of the temperature dependent characteristic of the moisture sensor.
【０００６】本発明者は、アルミニウム酸化被膜型水分
センサの入出力特性、即ち、温度依存特性について多く
の研究実験を行なった結果、図４から理解されるよう
に、 （１）水分センサの温度係数αは一定ではなく、しかも
露点毎に変化すること。 （２）各温度による水分センサの入出力特性（静電容量
−露点）は、相似曲線群を形成すること。つまり、 （３）各温度による水分センサの入出力特性には、変曲
点が幾つか存在し、その最高露点ＤＰmax 、及び変曲点
Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 、Ｄ4 、・・・・Ｄi は、自己相似の
関係、即ち、写像（射影）の関係にあること。 （４）温度係数αは、低露点Ｄmin で、例えば−３０℃
以下では温度特性がなくなり、温度に関係なく固定され
ること。 を見出した。The present inventor has conducted many research experiments on the input / output characteristics of the aluminum oxide film type moisture sensor, that is, the temperature-dependent characteristics, and as a result, as understood from FIG. The coefficient α is not constant, and it changes with each dew point. (2) The input / output characteristics (capacitance-dew point) of the moisture sensor at each temperature should form a group of similar curves. That is, (3) there are some inflection points in the input / output characteristics of the moisture sensor depending on each temperature, and the maximum dew point DP max and the inflection points D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , ... .. D i have a self-similar relationship, that is, a mapping (projection) relationship. (4) The temperature coefficient α is a low dew point D min , for example, -30 ° C.
In the following, the temperature characteristic disappears and should be fixed regardless of the temperature. Found.
【０００７】通常、このような非直線性の温度依存特性
を有するセンサを使用した場合には、その補正のために
複雑な回路構成を必要とし、また、種々の温度係数を設
定できるように補正回路を構成しなければならない。こ
のため、部品点数が大幅に増加し、消費電力が多くな
り、かつ大型化し、そして、コストが相当に上昇する等
の問題が生じる。又、このセンサの非直線性の温度依存
性を演算処理にて補正するためには、大容量の記憶素子
を必要とした。Normally, when a sensor having such a non-linear temperature dependence is used, a complicated circuit structure is required for the correction, and correction is made so that various temperature coefficients can be set. The circuit must be constructed. For this reason, there arise problems that the number of parts is significantly increased, the power consumption is increased, the size is increased, and the cost is considerably increased. Further, in order to correct the non-linear temperature dependence of this sensor by the arithmetic processing, a large capacity memory element was required.
【０００８】従って、本発明の目的は、複雑な回路構成
を取ることなく、簡単な、即ちメモリ容量の限られたマ
イクロコンピュータによる演算処理により、入出力特性
が非線形の化学センサの温度依存性を所要の精度を満足
して補正することのできる計測方法を提供することであ
る。Therefore, an object of the present invention is to reduce the temperature dependence of a chemical sensor whose input / output characteristics are non-linear by a simple arithmetic processing by a microcomputer having a limited memory capacity without taking a complicated circuit configuration. An object of the present invention is to provide a measurement method that can be corrected while satisfying the required accuracy.
【０００９】本発明の他の目的は、被測定量の温度係数
の極性が特定の温度で反転するような化学センサにおい
ても、簡単な、即ちメモリ容量の限られたマイクロコン
ピュータによる演算処理により、入出力特性が非線形の
化学センサの温度依存性を所要の精度を満足して補正す
ることのできる計測方法を提供することである。Another object of the present invention is, even in a chemical sensor in which the polarity of the temperature coefficient of the quantity to be measured is inverted at a specific temperature, by a simple arithmetic operation by a microcomputer having a limited memory capacity, It is an object of the present invention to provide a measuring method capable of correcting the temperature dependence of a chemical sensor having a nonlinear input / output characteristic while satisfying a required accuracy.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
化学センサによる計測方法によって達成される。要約す
れば、本発明は、化学センサの基準温度における入出力
特性を相似変換して、任意の温度におけるこの化学セン
サの入出力特性を求め、この任意の温度における化学セ
ンサの入出力特性に基づき任意の温度の被測定量を求め
ることを特徴とする化学センサによる計測方法である。
前記任意の温度におけるこの化学センサの入出力特性
は、基準温度における化学センサの入出力特性を、任意
の温度における化学センサの全被測定領域に縮小或は拡
大し、更に、化学センサの入出力特性の所定点を基軸と
して回転することにより得られる。The above object can be achieved by a measuring method using a chemical sensor according to the present invention. In summary, the present invention simplifies the input / output characteristics of a chemical sensor at a reference temperature to obtain the input / output characteristics of this chemical sensor at an arbitrary temperature, and based on the input / output characteristics of the chemical sensor at this arbitrary temperature. It is a measuring method using a chemical sensor, characterized in that a measured amount at an arbitrary temperature is obtained.
The input / output characteristic of the chemical sensor at the arbitrary temperature is reduced or expanded from the input / output characteristic of the chemical sensor at the reference temperature to the entire measured region of the chemical sensor at the arbitrary temperature. It is obtained by rotating around a predetermined point of the characteristic as a base axis.
【００１１】本発明の好ましい態様によると、水分量に
より静電容量（Ｃh ）が変化する水分センサを用いて所
定の温度（Ｔ）における露点（ＤＰ）を計測する計測方
法において、 （ａ）基準温度（ＴS ）における水分センサの入出力特
性曲線Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）を、このセンサの基準特性にお
ける露点の最大値ＤＰmax と、このセンサの特性の温度
依存性がなくなる固定点の露点値ＤＰmin との間にて、
この特性曲線の変曲点を分岐点として幾つかの露点領域
ｉ（ＤＰ1 〜ＤＰi+1 ）に分け、そして、各領域ｉにお
ける特性曲線Ｃhiを、それぞれ任意の変換関数ｆi(Ｄ
Ｐ）で近似する。 （ｂ）所定温度（Ｔ）における基準特性を求めるため
に、先ず、前記基準特性曲線を全露点領域（ＤＰmin 〜
ＤＰmax ）から（ＤＰmin 〜Ｔ）へと、下記式（４）に
て縮小（ＤＰmax ＞Ｔの場合）或は拡大（ＤＰmax ＜Ｔ
の場合）する。 ＤＰ＝ＤＰi ＊（Ｔ−ＤＰmin ）／（ＤＰmax −ＤＰmin ） （４） （ｃ）前記式（４）により得られたＤＰ値が、下記式
（５）を満足する領域ｉを見つける。 ＤＰ＜ＤＰi ＊（Ｔ−ＤＰmin ）／（ＤＰmax −ＤＰmin ） （５） （ｄ）前記式（５）が成立すると、前記ＤＰ値を前記変
換関数ｆ（ＤＰ）に代入して出力値Ｃhiを求める。 （ｅ）この出力値Ｃhiを下記回転変換式（６）に代入し
て、所定温度Ｔにおける温度補正されたＣh を求める。 Ｃh ＝Ｃhi＋Ｄ＊（ＤＰ−ＤＰmin ）＊（Ｔ−ＴS ） （６） （ｆ）そして、温度Ｔの環境における水分センサのこの
Ｃh 値と、温度Ｔとを変換関数Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）の逆関
数に入力して、露点ＤＰを求める。 ことを特徴とする水分センサによる露点の計測方法が提
供される。According to a preferred embodiment of the present invention, in a measuring method for measuring a dew point (DP) at a predetermined temperature (T) using a moisture sensor whose capacitance (C h ) changes depending on the amount of moisture, The input / output characteristic curve C h = f (DP) of the moisture sensor at the reference temperature (T S ) is set to the maximum value DP max of the dew point in the reference characteristic of this sensor and the fixed point at which the temperature dependence of the characteristic of this sensor disappears. Between the dew point value DP min ,
The inflection point of this characteristic curve is divided into several dew point regions i (DP 1 to DP i + 1 ) with a branch point, and the characteristic curve C hi in each region i is converted into an arbitrary conversion function f i (D).
It is approximated by P). (B) In order to obtain the reference characteristic at the predetermined temperature (T), first, the reference characteristic curve is set to the total dew point region (DP min- ).
From DP max ) to (DP min ˜T), reduction (when DP max > T) or expansion (DP max <T) is performed by the following equation (4).
In case of). DP values obtained by DP = DP i * (T- DP min) / (DP max -DP min) (4) (c) the equation (4), find the area i satisfying the following formula (5) . DP <DP i * when (T-DP min) / ( DP max -DP min) (5) (d) the formula (5) is satisfied, assigns and outputs the DP value to the transform function f (DP) Find the value C hi . (E) By substituting this output value C hi into the following rotational conversion formula (6), the temperature-corrected C h at the predetermined temperature T is obtained. C h = C hi + D * (DP-DP min ) * (T-T s ) (6) (f) Then, the conversion function C h is used for converting the C h value of the moisture sensor in the environment of the temperature T and the temperature T. = D (DP) is input to obtain the dew point DP. A method of measuring a dew point by a moisture sensor is provided.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明に係る化学センサによる計測方
法を図面に則して更に詳しく説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The measuring method using a chemical sensor according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
【００１３】図３は、本発明の計測方法を水分量検出装
置に具現化した場合の装置の一実施例を説明するための
回路構成図を示す。本実施例では、化学センサとして水
分量の変化に応じて静電容量が変化するアルミニウム酸
化被膜型水分センサＳが使用されている。FIG. 3 is a circuit configuration diagram for explaining an embodiment of the apparatus when the measuring method of the present invention is embodied in a water content detecting apparatus. In this embodiment, as the chemical sensor, an aluminum oxide film type moisture sensor S whose capacitance changes in accordance with a change in moisture content is used.
【００１４】又、本実施例の装置にて、水分量検出回路
１０は、基本的にはＣＲ発振回路であって、例えばＣ−
ＭＯＳ型のシュミットインバータ１１と、このインバー
タ１１の入出力間、即ち、帰還回路に挿入されたパルス
周波数決定用素子である抵抗器Ｒ1 と、インバータ１１
の入力側と接地間に接続されたもう１つのパルス周波数
決定用素子である静電容量型センサＳとによって被検体
中の特定成分量、即ち、本実施例では水分量に関する周
波数のパルス信号を発生する。即ち、このパルス発生回
路は、センサＳの静電容量値Ｃh が被検体中の水分量の
変化に応じて変化することによって周波数（Ｆ）が変動
するパルス信号を出力する。本実施例にて、第２のＣ−
ＭＯＳ型のシュミットインバータ１２は、パルス発生回
路からのパルス信号のパルス波形を反転するものであ
り、その出力周波数（Ｆ）は変わらない。In the apparatus of this embodiment, the water content detection circuit 10 is basically a CR oscillation circuit, for example, C-
A MOS type Schmitt inverter 11, a resistor R 1 which is a pulse frequency determining element inserted between the input and output of the inverter 11, that is, a feedback circuit, and the inverter 11
Of a specific component amount in the subject, that is, a pulse signal of a frequency related to the amount of water in the present embodiment, by another capacitance frequency sensor S, which is another element for determining the pulse frequency, connected between the input side and the ground. Occur. That is, the pulse generation circuit outputs a pulse signal whose frequency (F) is varied by the capacitance value C h of the sensor S is changed according to changes in the water content in the subject. In this embodiment, the second C-
The MOS type Schmitt inverter 12 inverts the pulse waveform of the pulse signal from the pulse generation circuit, and its output frequency (F) does not change.
【００１５】この発振出力、即ち出力周波数（Ｆ）は、
マイクロコンピュータ１００に送り、マイクロコンピュ
ータ内のカウンタ部にてカウントし、演算処理部にて演
算処理してその周波数に対応する水分量が算出される。
本実施例においては、発振周波数は、所定の演算式に基
づい演算処理することにより露点として出力される。This oscillation output, that is, the output frequency (F), is
The data is sent to the microcomputer 100, counted by the counter section in the microcomputer, and arithmetically processed by the arithmetic processing section to calculate the water content corresponding to the frequency.
In this embodiment, the oscillation frequency is output as a dew point by performing arithmetic processing based on a predetermined arithmetic expression.
【００１６】なお、上記水分量検出回路１０において、
一般には、図示するように、水分センサＳと並列に抵抗
器Ｒ2 を接続し、又、センサＳと接地間に静電容量Ｃ0
が接続される。これは、抵抗器Ｒ2 と静電容量Ｃ0 とに
より、センサＳに直流電圧成分がかからないようにする
ためである。即ち、通常、センサＳとして酸化アルミニ
ウム等からなるセンサが用いられるので、直流電圧成分
が印加されると、分極、絶縁破壊等によりセンサの特性
の劣化等が生じ易くなるので、これを防止するためであ
る。又、静電容量Ｃ0 は、この静電容量Ｃ0 をセンサＳ
と直列に設けることによりセンサＳに印加される電圧を
分圧し、センサＳを保護するためである。更に、静電容
量Ｃ0 は、低露点で、センサＳの容量Ｃh が小さくな
り、それによって、出力周波数（Ｆ）が大きくなり過ぎ
ることを防ぐ機能をも有している。In the above water content detection circuit 10,
Generally, as shown, a resistor R 2 is connected in parallel with the moisture sensor S, and a capacitance C 0 is connected between the sensor S and ground.
Are connected. This is to prevent the DC voltage component from being applied to the sensor S by the resistor R 2 and the electrostatic capacitance C 0 . That is, since a sensor made of aluminum oxide or the like is usually used as the sensor S, when a DC voltage component is applied, deterioration of the characteristics of the sensor is likely to occur due to polarization, dielectric breakdown, etc. Is. Further, the electrostatic capacitance C 0 is obtained by measuring the electrostatic capacitance C 0 with the sensor S.
This is for protecting the sensor S by dividing the voltage applied to the sensor S by providing the sensor S in series. Further, the electrostatic capacitance C 0 also has a function of preventing the capacitance C h of the sensor S from becoming small at a low dew point, and thereby the output frequency (F) from becoming too large.
【００１７】又、本発明に従えば、露点の算出及び水分
センサＳの温度依存性を補正するために、計測時の測定
雰囲気温度（Ｔ）が測定される。任意の温度測定方法及
び装置を使用し得るが、本実施例では、水分量検出回路
１０と同様に、基本的にはＣＲ発振回路とされる温度検
出回路２０が使用される。Further, according to the present invention, in order to calculate the dew point and correct the temperature dependency of the moisture sensor S, the measurement ambient temperature (T) at the time of measurement is measured. Although any temperature measuring method and device can be used, in this embodiment, the temperature detecting circuit 20 which is basically a CR oscillating circuit is used like the moisture content detecting circuit 10.
【００１８】つまり、この温度検出回路２０は、例えば
Ｃ−ＭＯＳ型のシュミットインバータ２１と、このイン
バータ２１の入出力間、即ち、帰還回路に挿入されたパ
ルス周波数決定用素子である例えばサーミスタのような
抵抗変化式の温度センサＲTと、インバータ１１の入力
側と接地間に接続されたもう１つのパルス周波数決定用
素子である固定静電容量Ｃとによって、温度に関する方
形波パルス信号を発生するＣＲ発振回路を構成し、パル
ス周波数決定用素子である温度センサＲT の抵抗が温度
に応じて変化することによってこのＣＲ発振回路の出力
周波数（ＦT ）を対応的に変化させ、この発振出力、即
ち方形波パルス信号をマイクロコンピュータ１００に送
り、水分量の場合と同様にしてその周波数（ＦT ）に対
応する温度を算出する。That is, the temperature detecting circuit 20 is, for example, a C-MOS type Schmitt inverter 21 and a pulse frequency determining element inserted between the input and output of the inverter 21, that is, a feedback circuit, such as a thermistor. A square wave pulse signal related to temperature is generated by a variable resistance temperature sensor R T and a fixed capacitance C which is another pulse frequency determining element connected between the input side of the inverter 11 and the ground. The CR oscillator circuit is constituted, and the output frequency ( FT ) of the CR oscillator circuit is correspondingly changed by changing the resistance of the temperature sensor R T which is a pulse frequency determining element according to the temperature. That is, a square wave pulse signal is sent to the microcomputer 100, and the temperature corresponding to the frequency ( FT ) is calculated in the same manner as in the case of the water content. It
【００１９】図１は、上記水分量検出装置に使用された
水分センサＳの温度依存性の一例を示す特性図であり、
図４と同様に、縦軸に水分センサＳの静電容量（Ｃh ）
を取り、横軸に露点（ＤＰ）を取ったものである。FIG. 1 is a characteristic diagram showing an example of temperature dependence of the moisture sensor S used in the moisture content detecting device,
Similar to FIG. 4, the vertical axis indicates the capacitance (C h ) of the moisture sensor S.
And the dew point (DP) is plotted on the horizontal axis.
【００２０】本発明者は、上述したように、アルミニウ
ム酸化被膜型水分センサの入出力特性（静電容量−露
点）について多くの研究実験を行なった結果、 （１）水分センサの温度係数αは一定ではなく、しかも
露点毎に変化すること。 （２）各温度による水分センサの入出力特性Ｃh ＝ｆ
（ＤＰ）（静電容量−露点）は相似曲線群を形成するこ
と。つまり、 （３）各温度による水分センサの入出力特性曲線には、
変曲点が幾つか存在し、各特性曲線は相似、つまり、そ
の最高露点及び変曲点は、写像（射影）の関係にあるこ
と。 （４）温度係数αは、低露点で、例えば−３０℃以下で
は温度特性がなくなり、温度に関係なく固定されるこ
と。 を見出した。As described above, the present inventor has conducted many research experiments on the input / output characteristics (electrostatic capacity-dew point) of the aluminum oxide film type moisture sensor, and as a result, (1) the temperature coefficient α of the moisture sensor is It is not constant, and it changes with each dew point. (2) Input / output characteristics of the moisture sensor at each temperature C h = f
(DP) (capacitance-dew point) should form a group of similar curves. That is, (3) the input / output characteristic curve of the moisture sensor at each temperature is
There are several inflection points, and the characteristic curves are similar, that is, the highest dew point and the inflection point are in a mapping relationship. (4) The temperature coefficient α has a low dew point, for example, the temperature characteristic disappears at -30 ° C or lower, and is fixed regardless of the temperature. Found.
【００２１】つまり、本発明者は、各温度による化学セ
ンサ、例えば水分センサの入出力特性Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）
は相似曲線群を形成しており、従って、例えば露点のよ
うな被測定量を計測する化学センサの基準温度（ＴS ）
における入出力特性を相似変換して、任意の温度におけ
るこの化学センサの入出力特性を求め、この任意の温度
における化学センサの入出力特性に基づき任意の温度の
被測定量を求め得ることを見出した。That is, the inventor of the present invention has found that the input / output characteristics C h = f (DP) of a chemical sensor, for example, a moisture sensor at each temperature.
Form a family of similar curves, and thus the reference temperature (T S ) of the chemical sensor measuring the quantity to be measured, eg dew point.
It is found that the input / output characteristics of the chemical sensor at any temperature can be obtained by analogy conversion of the input / output characteristics of the chemical sensor, and the measured quantity at any temperature can be obtained based on the input / output characteristics of the chemical sensor at this arbitrary temperature. It was
【００２２】より具体的に言えば、基準温度（ＴS ）に
おける化学センサの入出力特性を、任意の温度における
化学センサの全被測定領域に縮小或は拡大し、更に、化
学センサの入出力特性の所定点、例えば温度係数が固定
される例えば−３０℃以下の特定の低露点（ＤＰmin ）
を回転中心とした回転と、縮小或は拡大とにより、即
ち、射影により、任意の温度におけるこの化学センサの
入出力特性を求めることができ、従って、この任意の温
度における化学センサの入出力特性に基づき任意の温度
の被測定量を求めることが可能である。More specifically, the input / output characteristics of the chemical sensor at the reference temperature (T S ) are reduced or expanded to the entire measurement area of the chemical sensor at an arbitrary temperature, and the input / output of the chemical sensor is further increased. A specific low dew point (DP min ) of -30 ° C or lower at which a predetermined point of the characteristic, for example, a temperature coefficient is fixed
The input / output characteristics of this chemical sensor at an arbitrary temperature can be obtained by rotation about the rotation center and reduction or enlargement, that is, by projection. It is possible to obtain the measured amount at an arbitrary temperature based on.
【００２３】次に、本発明の計測方法を水分センサを使
用した露点検出に関連してより具体的に説明する。Next, the measuring method of the present invention will be described more specifically with reference to dew point detection using a moisture sensor.
【００２４】実施例１ 図１に示すように、各温度による水分センサの入出力特
性（曲線）Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）は、本実施例によれば、幾
つかの領域ｉ（ＤＰ1 〜ＤＰi+1 ）に分け、それぞれの
領域を任意の関数ｆi （ＤＰ）、例えば２次関数ｆi
（ＤＰ）＝Ａi （ＤＰ）2 ＋Ｂi （ＤＰ）＋Ｃi で近似
する。これら各２次関数の交点、即ち変曲点ＤＰi は、
異なる温度の特性に対して射影されると考えることがで
きる。Example 1 As shown in FIG. 1, according to the present example, the input / output characteristics (curve) C h = f (DP) of the moisture sensor at each temperature are several regions i (DP 1 -DP 1 ). DP i + 1 ) and divide each area into an arbitrary function f i (DP), for example, a quadratic function f i
(DP) = A i (DP) 2 + B i (DP) + C i . The intersection of these quadratic functions, that is, the inflection point DP i is
It can be considered that it is projected to the characteristics of different temperatures.
【００２５】即ち、例えば、水分センサの基準温度（Ｔ
S ）を５０℃とした場合、その基準入出力特性における
露点の最大値ＤＰmax は５０℃となり、又水分センサ特
性の温度依存性がなくなる露点ＤＰmin を、例えば−６
０℃とすると、水分センサ特性を検討する全露点領域
（ＤＰmin 〜ＤＰmax ）は、（−６０〜５０）℃とな
る。従って、或る温度Ｔにおけるその全露点領域（ＤＰ
min 〜Ｔ）は、（−６０〜Ｔ）℃となり、その温度Ｔに
おける水分センサ特性は、温度５０℃の水分センサ特性
（基準特性）を露点領域（−６０〜５０）℃から（−６
０〜Ｔ）℃に縮小或は拡大し、且つ−６０℃（ＤＰ
min ）を回転中心とした回転により求められる。ＤＰ
max ＞Ｔの場合縮小され、ＤＰmax ＜Ｔの場合拡大され
る。That is, for example, the reference temperature (T
S ) is 50 ° C., the maximum dew point DP max in the reference input / output characteristic is 50 ° C., and the dew point DP min at which the temperature dependency of the moisture sensor characteristic disappears is, for example, −6.
When the temperature is 0 ° C., the entire dew point region (DP min to DP max ) for examining the moisture sensor characteristic is (−60 to 50) ° C. Therefore, its total dew point region (DP
min to T) is (-60 to T) ° C, and the moisture sensor characteristic at the temperature T is the moisture sensor characteristic (reference characteristic) at a temperature of 50 ° C from the dew point region (-60 to 50) ° C to (-6
0 ~ T) ℃ shrink or expand, and -60 ℃ (DP
min ) is the center of rotation. DP
It is reduced if max > T and enlarged if DP max <T.
【００２６】本実施例によれば、水分センサの基準入出
力特性にて、各領域ｉにおける水分センサの静電容量Ｃ
hiは、上述したように、 Ｃhi＝ｆi(ＤＰ）＝Ａi （ＤＰ）2 ＋Ｂi （ＤＰ）＋Ｃi （７） にて表される。ここで、Ａi 、Ｂi 、Ｃi は、各水分セ
ンサ固有の定数である。According to this embodiment, the capacitance C of the moisture sensor in each region i is determined by the reference input / output characteristic of the moisture sensor.
As described above, hi is represented by C hi = f i (DP) = A i (DP) 2 + B i (DP) + C i (7). Here, A i , B i , and C i are constants specific to each moisture sensor.
【００２７】更に、上記説明にて理解されるように、基
準特性曲線Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）における各変曲点に対応す
る露点の分岐点ＤＰi は、或る温度Ｔに対して、次のよ
うに変換（縮小或は拡大）される。 ＤＰ＝ＤＰi ＊（Ｔ−ＤＰmin ）／（ＤＰmax −ＤＰmin ） （８） ここで、上述のように、ＤＰmax は、例えば５０℃、Ｄ
Ｐmin は、例えば−６０℃とされる。Further, as will be understood from the above description, the dew point branch point DP i corresponding to each inflection point in the reference characteristic curve C h = f (DP) is as follows for a certain temperature T: Is converted (reduced or enlarged) as follows. DP = DP i * (T−DP min ) / (DP max −DP min ) (8) Here, as described above, DP max is, for example, 50 ° C., D
P min is set to, for example, -60 ° C.
【００２８】本発明によれば、更に、温度Ｔにおけるセ
ンサ特性は、温度依存性がなくなる露点、例えばＤＰ
min ＝−６０℃を固定点として座標回転が与えられる。
つまり、 Ｃh ＝Ｃhi＋Ｄ＊（ＤＰ−ＤＰmin ）＊（Ｔ−ＴS ） （９） ここで、Ｄは定数であり、ＴS は上述の基準温度であ
り、又、上述のように、ＤＰmax は、例えば５０℃、Ｄ
Ｐmin は、例えば−６０℃とされる。Further, according to the present invention, the sensor characteristic at the temperature T does not have temperature dependency, for example, DP.
Coordinate rotation is given with min = -60 ° C as a fixed point.
That is, C h = C hi + D * (DP−DP min ) * (T−T S ) (9) where D is a constant, T S is the above-mentioned reference temperature, and as described above. , DP max is, for example, 50 ° C., D
P min is set to, for example, -60 ° C.
【００２９】このようにして得られた、温度補正が成さ
れた静電容量Ｃh 及び温度Ｔを利用して、水分センサの
入出力特性変換関数Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）の逆関数、即ち、
各露点域で求められるＤＰ＝ａＣｎ2 ＋ｂＣｎ＋ｃ
（ａ、ｂ、ｃ：定数）の式を演算処理して露点ＤＰが求
められる。Utilizing the temperature-corrected capacitance C h and temperature T thus obtained, the inverse function of the input / output characteristic conversion function C h = f (DP) of the moisture sensor, that is, ,
DP = aCn 2 + bCn + c obtained in each dew point range
The dew point DP is obtained by processing the equations (a, b, c: constants).
【００３０】次に、図１及び図２を参照して、本実施例
を更に具体的に説明する。Next, this embodiment will be described more specifically with reference to FIGS.
【００３１】図１に示す実施例では、基準温度（ＴS ）
５０℃における水分センサの入出力特性が基準特性とさ
れる。この基準特性は、本実施例では理解を容易とする
ために、六つの領域に分けられている。従って、この基
準特性の最大値ＤＰmax ＝ＤＰ7 は５０℃である。又、
この実施例で、センサ特性の温度依存性がなくなる露点
ＤＰmin ＝ＤＰ1 は−６０℃とされる。即ち、センサ特
性を検討する全露点領域は（−６０〜５０）℃となる。In the embodiment shown in FIG. 1, the reference temperature (T S )
The input / output characteristic of the moisture sensor at 50 ° C. is used as the reference characteristic. This reference characteristic is divided into six regions in this embodiment for easy understanding. Therefore, the maximum value DP max = DP 7 of this reference characteristic is 50 ° C. or,
In this embodiment, the dew point DP min = DP 1 at which the temperature dependence of the sensor characteristic disappears is set to −60 ° C. That is, the entire dew point range for examining the sensor characteristics is (-60 to 50) ° C.
【００３２】更に、六つの領域に分けられた各領域の水
分センサの基準特性Ｃh1、Ｃh2、Ｃh3、Ｃh4、Ｃh5、Ｃ
h6は、二次関数にて近似されるものとする。つまり、 Ｃh1＝Ａ1 （ＤＰ）2 ＋Ｂ1 （ＤＰ）＋Ｃ1 Ｃh2＝Ａ2 （ＤＰ）2 ＋Ｂ2 （ＤＰ）＋Ｃ2 Ｃh3＝Ａ3 （ＤＰ）2 ＋Ｂ3 （ＤＰ）＋Ｃ3 Ｃh4＝Ａ4 （ＤＰ）2 ＋Ｂ4 （ＤＰ）＋Ｃ4 Ｃh5＝Ａ5 （ＤＰ）2 ＋Ｂ5 （ＤＰ）＋Ｃ5 Ｃh6＝Ａ6 （ＤＰ）2 ＋Ｂ6 （ＤＰ）＋Ｃ6 である。Further, the reference characteristics C h1 , C h2 , C h3 , C h4 , C h5 , C of the moisture sensor in each of the six regions are divided.
h6 shall be approximated by a quadratic function. That is, C h1 = A 1 (DP) 2 + B 1 (DP) + C 1 C h2 = A 2 (DP) 2 + B 2 (DP) + C 2 Ch 3 = A 3 (DP) 2 + B 3 (DP) + C 3 C h4 = A 4 (DP) 2 + B 4 (DP) + C 4 C h5 = A 5 (DP) 2 + B 5 (DP) + C 5 C h6 = A 6 (DP) 2 + B 6 (DP) + C 6 .
【００３３】Ａ1 〜Ａ6 、Ｂ1 〜Ｂ6 、Ｃ1 〜Ｃ6 は、
各水分センサ固有の定数であり、センサの特性曲線から
求められるものである。本実施例では、例えば、 Ａ1 ＝０．００５ Ｂ1 ＝０．６０ Ｃ1 ＝２
８．０ Ａ2 ＝０．００５ Ｂ2 ＝０．４５ Ｃ2 ＝２
２．０ Ａ3 ＝０．０１０ Ｂ3 ＝０．５０ Ｃ3 ＝２
１．０ Ａ4 ＝０．００５ Ｂ4 ＝０．６０ Ｃ4 ＝２
１．０ Ａ5 ＝０．０１５ Ｂ5 ＝０ Ｃ5 ＝２
９．０ Ａ6 ＝０．００５ Ｂ6 ＝２．５５ Ｃ6 ＝−５
０．４ とすることにより、良好な結果を得ることができた。A 1 to A 6 , B 1 to B 6 , and C 1 to C 6 are
It is a constant unique to each moisture sensor and is obtained from the characteristic curve of the sensor. In this embodiment, for example, A 1 = 0.005 B 1 = 0.60 C 1 = 2
8.0 A 2 = 0.005 B 2 = 0.45 C 2 = 2
2.0 A 3 = 0.010 B 3 = 0.50 C 3 = 2
1.0 A 4 = 0.005 B 4 = 0.60 C 4 = 2
1.0 A 5 = 0.015 B 5 = 0 C 5 = 2
9.0 A 6 = 0.005 B 6 = 2.55 C 6 = -5
By setting it to 0.4, good results could be obtained.
【００３４】ここで、或る温度Ｔにおけるセンサ特性
を、上記基準特性から求める場合のアルゴリズムを図２
をも参照して説明する。Here, an algorithm for obtaining the sensor characteristic at a certain temperature T from the above reference characteristic is shown in FIG.
The description will also be made with reference to.
【００３５】先ず、図３に示す湿度検出回路１０及び温
度検出回路２０を利用して露点ＤＰ及び環境温度Ｔが計
測される。First, the dew point DP and the environmental temperature T are measured using the humidity detection circuit 10 and the temperature detection circuit 20 shown in FIG.
【００３６】この露点ＤＰ及び温度Ｔを次の演算式（１
０）に代入し、先ず、 ＤＰ＝ＤＰ＊（Ｔ−ＤＰ1 ）／（ＤＰ7 −ＤＰ1 ） （１０） を求め、次に、この得られたＤＰ値が、図２のアルゴリ
ズムにてステップ１〜５までのどの演算式を満足するか
を算出する。The dew point DP and the temperature T are calculated by the following equation (1
Substituted 0), first, DP = DP * seek (T-DP 1) / ( DP 7 -DP 1) (10), then step in the resulting DP value, of FIG. 2 Algorithm Which of the formulas 1 to 5 is satisfied is calculated.
【００３７】つまり、 ＤＰ＜ＤＰi ＊（Ｔ−ＤＰ1 ）／（ＤＰ7 −ＤＰ1 ） （１１） 即ち、 ＤＰ＜ＤＰi ＊（Ｔ＋６０）／（５０＋６０） （１２） を満足する領域ｉを見付ける。That is, DP <DP i * (T-DP 1 ) / (DP 7 -DP 1 ) (11) That is, the region i satisfying DP <DP i * (T + 60) / (50 + 60) (12) Find.
【００３８】上記式（１２）が成立すると、本実施例で
は、例えば、ステップ３にて、 ＤＰ＜ＤＰ4 ＊（Ｔ−ＤＰ1 ）／（ＤＰ7 −ＤＰ1 ） （１３） 即ち、 ＤＰ＜ＤＰ4 ＊（Ｔ＋６０）／（５０＋６０） （１４） が成立したとすると、下記演算式（１５）、 Ｃh3＝Ａ3 ＤＰ2 ＋Ｂ3 ＤＰ＋Ｃ3 （１５） により、Ｃh3を求める。When the above equation (12) is satisfied, in this embodiment, for example, in step 3, DP <DP 4 * (T-DP 1 ) / (DP 7 -DP 1 ) (13) That is, DP < When DP 4 * (T + 60) / (50 + 60) (14) and is satisfied, the following arithmetic expression (15), the C h3 = a 3 DP 2 + B 3 DP + C 3 (15), obtaining the C h3.
【００３９】このＣh3は、下記演算式（１６）、（１
７） Ｃh ＝Ｃh3＋Ｄ＊（ＤＰ−ＤＰ1 ）＊（Ｔ−ＴS ） （１６） 即ち、 Ｃh ＝Ｃh3＋Ｄ＊（ＤＰ＋６０）＊（Ｔ−５０） （１７） に代入し、温度補正されたＣh が演算処理にて得られ
る。本実施例にて、定数Ｄは−０．００２２とすること
によって良好な結果を得ることができた。This C h3 is calculated by the following equations (16), (1
7) C h = C h3 + D * (DP-DP 1) * (T-T S) (16) i.e., C h = C h3 + D * (DP + 60) * (T-50) is substituted in (17), The temperature-corrected C h is obtained by arithmetic processing. In this example, a good result could be obtained by setting the constant D to -0.0022.
【００４０】これらのアルゴリズムの例によって示され
る変換関数Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）の逆関数に、環境露点ＤＰ
に対応する水分センサの容量Ｃh と温度Ｔを入力するこ
とにより、露点ＤＰを求める。The environment dew point DP is added to the inverse function of the conversion function C h = f (DP) shown by the examples of these algorithms.
The dew point DP is obtained by inputting the capacitance C h and the temperature T of the moisture sensor corresponding to.
【００４１】図１には、上述のようにして求められた、
温度Ｔが２０℃の場合と、０℃の場合の水分センサの入
出力特性図であり、実際の水分センサの入出力特性（静
電容量−露点）と実質的に一致していることが分かっ
た。FIG. 1 shows the value obtained as described above.
FIG. 6 is an input / output characteristic diagram of the moisture sensor when the temperature T is 20 ° C. and when it is 0 ° C., and it is found that the input / output characteristic (capacitance-dew point) of the actual moisture sensor substantially matches. It was
【００４２】実施例２ 本発明によれば、上述したように、基準特性曲線Ｃh ＝
ｆ（ＤＰ）で示される全露点領域（ＤＰmin 〜ＤＰ
max ）は、幾つかの領域に分けて、或は分けることなく
全体として、或る温度Ｔに対して、 ＤＰ＝ＤＰ＊（Ｔ−ＤＰmin ）／（ＤＰmax −ＤＰmin ） （１８） のように変換（縮小或は拡大）され、更に、この温度Ｔ
におけるセンサ特性は、温度依存性がなくなる露点、例
えばＤＰmin ＝−６０℃を固定点として座標回転が与え
られる。Embodiment 2 According to the present invention, as described above, the reference characteristic curve C h =
f (DP) total dew point area (DP min- DP
max) is divided into several areas, or as a whole without dividing, for a certain temperature T, DP = DP * (T -DP min) / (DP max -DP min) (18) Is converted (reduced or enlarged) as shown in FIG.
In the sensor characteristics in, the coordinate rotation is given with a fixed point at a dew point at which temperature dependence disappears, for example, DP min = -60 ° C.
【００４３】実施例１では、この座標回転は、 Ｃh ＝Ｃhi＋Ｄ＊（ＤＰ−ＤＰmin ）＊（Ｔ−ＴS ） （１９） にて与えられたが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、図５に示すような方法をも採用し得る。[0043] In Example 1, the coordinate rotation, C h = C hi + D * (DP-DP min) * (T-T S) is given by (19), the present invention is not limited thereto However, a method as shown in FIG. 5 can also be adopted.
【００４４】つまり、温度Ｔにおけるセンサ特性は、Ｄ
Ｐ−Ｃh 座標軸で示される基準特性曲線Ｃh ＝ｆ（Ｄ
Ｐ）が、原点が（０，０）から（Ｃhmin，ＤＰmin ）へ
と移動し、更に座標軸が角度θだけ原点の回りに回転し
たＤＰT −ＣhT座標軸へと回転移動したと考えることが
できる。従って、温度Ｔにおける露点ＤＰT 及び容量Ｃ
hTは、 ＤＰT ＝（ＤＰ−ＤＰmin ）cos θ＋（Ｃh −Ｃhmin）sin θ （２０） ＣhT ＝（Ｃh −Ｃhmin）cos θ−（ＤＰ−ＤＰmin ）sin θ （２１） θ＝Ａ・Ｔ Ａ：定数 （２２） にて表すことができる。That is, the sensor characteristic at the temperature T is D
Reference characteristic curve represented by P-C h coordinate axis C h = f (D
P) is the origin (0,0) from (C hmin, DP min) moves into further be considered as the coordinate axes are rotated and moved to the DP T -C hT coordinate axes rotated about the origin by an angle θ You can Thus, the dew point at a temperature T DP T and the capacitance C
hT is, DP T = (DP-DP min) cos θ + (C h -C hmin) sin θ (20) C hT = (C h -C hmin) cos θ- (DP-DP min) sin θ (21) θ = A · T A: It can be expressed by a constant (22).
【００４５】従って、温度Ｔにおけるセンサの入出力特
性変換関数は、ＣhT＝ｆ’（ＤＰT）に変換される。Therefore, the input / output characteristic conversion function of the sensor at the temperature T is converted into C hT = f '(DP T ).
【００４６】この変換関数を用いて、実施例１と同様
に、温度Ｔにおける露点ＤＰを算出することができる。Using this conversion function, the dew point DP at the temperature T can be calculated as in the first embodiment.
【００４７】実施例３ 本実施例によれば、実施例１にて説明したように、基準
温度（ＴS ）におけるセンサの入出力特性の全露点領域
（ＤＰmin 〜ＤＰmax ）は、或る温度Ｔにおけるセンサ
特性の全露点領域（ＤＰmin 〜Ｔ）へと縮小或は拡大さ
れる。Example 3 According to this example, as described in Example 1, the total dew point region (DP min to DP max ) of the input / output characteristics of the sensor at the reference temperature (T S ) is constant. The sensor characteristic at the temperature T is reduced or expanded to the entire dew point region (DP min to T).
【００４８】この場合には、図６に示すように、基準特
性曲線Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）における各露点ＤＰは、或る温
度Ｔに対して、次の式にて変換（縮小或は拡大）され
る。 ＤＰi ’＝ＤＰi ＊（ＤＰmin 〜Ｔ）／（ＤＰmin 〜ＤＰmax ） （２３）In this case, as shown in FIG. 6, each dew point DP on the reference characteristic curve C h = f (DP) is converted (reduced or expanded) with respect to a certain temperature T by the following equation. ) Will be done. DP i '= DP i * (DP min to T) / (DP min to DP max ) (23)
【００４９】ただ、本実施例に従って、具体的に演算を
進めるに当たっては、基本となる関数Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）
が非線型で、代数的にそれを表すと、複雑な高次関数と
なる。従って、上記各実施例に比べるとより大型のコン
ピュータを用いる必要が出てくる。However, according to this embodiment, the basic function C h = f (DP) is used in the concrete operation.
Is non-linear, and expressing it algebraically results in a complex higher-order function. Therefore, it becomes necessary to use a larger computer as compared with the above embodiments.
【００５０】このようにして縮小、拡大変換された後、
更に、実施例１或は実施例２の方法により回転変換し、
温度Ｔにおける露点ＤＰを求めることができる。After being scaled down and scaled up in this way,
Furthermore, rotation conversion is performed by the method of the first or second embodiment,
The dew point DP at the temperature T can be obtained.
【００５１】実施例４ 実施例３において、高次関数となるＣh ＝ｆ（ＤＰ）を
演算処理してＤＰi ’を求める代わりに、表１に示すよ
うに、Ｃhiに対するＤＰi ’をＲＯＭテーブル化するこ
とによる演算処理をすることによっても、任意の温度Ｔ
における露点ＤＰi ’を得ることができる。Fourth Embodiment Instead of calculating DP i ′ by calculating C h = f (DP) which is a higher-order function in the third embodiment, as shown in Table 1, DP i ′ for C hi is calculated. Even if the calculation processing is performed by making the ROM table, the temperature T
The dew point DP i 'at
【００５２】[0052]
【表１】 [Table 1]
【００５３】なお、上記各実施例は本発明の単なる例示
に過ぎず、水分センサ以外の化学センサを使用する種々
の装置にも本発明の原理が同様に適用でき、同じ作用効
果を得ることができることは言うまでもない。また、上
記実施例に示した回路構成、使用する素子等は必要に応
じて任意に変更できるものである。The above embodiments are merely examples of the present invention, and the principle of the present invention can be similarly applied to various devices using chemical sensors other than the moisture sensor, and the same effects can be obtained. It goes without saying that you can do it. Further, the circuit configurations shown in the above embodiments, the elements used, and the like can be arbitrarily changed as necessary.
【００５４】例えば、水分センサとして酸化アルミニウ
ム膜を用いた静電容量型のセンサ以外のセンサを使用し
ても良い。勿論、Ｃ−ＭＯＳシュミットインバータ以外
のインバータや他の回路素子を使用することもでき、ま
た、抵抗変化式の温度センサ（温度検知素子）やマイク
ロコンピュータ以外の素子を使用してもよい。さらに、
発振手段は方形波パルス以外のパルスを発生するもので
もよい。For example, a sensor other than the capacitance type sensor using an aluminum oxide film may be used as the moisture sensor. Of course, an inverter other than the C-MOS Schmidt inverter or another circuit element may be used, and an element other than the resistance change type temperature sensor (temperature detection element) or the microcomputer may be used. further,
The oscillating means may generate a pulse other than a square wave pulse.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の化学セン
サによる計測方法は、被測定量を計測する化学センサの
基準温度における入出力特性を相似変換して、任意の温
度におけるこの化学センサの入出力特性を求め、この任
意の温度における化学センサの入出力特性に基づき任意
の温度の被測定量を求める構成とされるので、化学セン
サの温度依存性が非直線性であっても、また、被測定量
によって温度係数が相違する場合でも、更には、温度係
数の極性が反転する場合においても、化学センサの温度
依存性を所要の精度を満足して補正することができる。
従って、どのような温度依存性の化学センサを使用して
も温度変化による測定誤差が非常に少なくなり、精度の
高い計測が行なえるという顕著な効果がある。As described above, in the measuring method using the chemical sensor of the present invention, the input / output characteristics at the reference temperature of the chemical sensor for measuring the quantity to be measured are subjected to similarity conversion, and the chemical sensor at the arbitrary temperature is converted. Since the configuration is such that the input / output characteristics are obtained and the measured quantity at any temperature is obtained based on the input / output characteristics of the chemical sensor at this arbitrary temperature, even if the temperature dependence of the chemical sensor is non-linear, The temperature dependence of the chemical sensor can be corrected while satisfying the required accuracy even when the temperature coefficient differs depending on the quantity to be measured and when the polarity of the temperature coefficient is reversed.
Therefore, no matter what temperature-dependent chemical sensor is used, the measurement error due to the temperature change is very small, and there is a remarkable effect that highly accurate measurement can be performed.
【図１】本発明を水分量検出装置に適用した場合に、使
用する水分センサの温度依存性を示す特性曲線図であ
る。FIG. 1 is a characteristic curve diagram showing the temperature dependence of a moisture sensor used when the present invention is applied to a moisture content detection device.
【図２】図１の水分量検出装置における温度補正された
水分センサの温度Ｔにおける静電容量Ｃh を求めるため
のアルゴリズムを示す。FIG. 2 shows an algorithm for obtaining a capacitance C h at a temperature T of a temperature-corrected moisture sensor in the moisture content detection device of FIG.
【図３】本発明を適用した水分量検出装置の一例を示す
回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing an example of a water content detection device to which the present invention is applied.
【図４】本発明における水分センサの温度依存性を補正
する方法を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of correcting the temperature dependence of the moisture sensor according to the present invention.
【図５】本発明における水分センサの温度依存性を補正
する他の実施例の方法を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a method of another embodiment for correcting the temperature dependence of the moisture sensor according to the present invention.
【図６】本発明における水分センサの温度依存性を補正
する更に他の実施例の方法を説明するための説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a method of still another embodiment for correcting the temperature dependence of the moisture sensor according to the present invention.
１１、１２ Ｃ−ＭＯＳシュミットインバータ １００ マイクロコンピュータ Ｃh 水分センサ ＲT 温度センサ11, 12 C-MOS Schmitt inverter 100 Microcomputer Ch Moisture sensor RT Temperature sensor
Claims (3)
性を相似変換して、任意の温度におけるこの化学センサ
の入出力特性を求め、この任意の温度における化学セン
サの入出力特性に基づき任意の温度の被測定量を求める
ことを特徴とする化学センサによる計測方法。1. An input / output characteristic of a chemical sensor at a reference temperature is subjected to similarity conversion to obtain an input / output characteristic of this chemical sensor at an arbitrary temperature, and an arbitrary temperature is determined based on the input / output characteristic of the chemical sensor at this arbitrary temperature. A measuring method using a chemical sensor, characterized in that the measured amount of is measured.
性を、任意の温度における化学センサの全被測定領域に
縮小或は拡大し、更に、化学センサの入出力特性の所定
点を基軸として回転することにより任意の温度における
この化学センサの入出力特性を求めることを特徴とする
請求項１の化学センサによる計測方法。2. The input / output characteristic of the chemical sensor at the reference temperature is reduced or expanded to the entire measured region of the chemical sensor at an arbitrary temperature, and further, the predetermined point of the input / output characteristic of the chemical sensor is rotated as a base axis. The measuring method by the chemical sensor according to claim 1, wherein the input / output characteristics of the chemical sensor at an arbitrary temperature are obtained.
る水分センサを用いて所定の温度（Ｔ）における露点
（ＤＰ）を計測する計測方法において、 （ａ）基準温度（ＴS ）における水分センサの入出力特
性曲線Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）を、このセンサの基準特性にお
ける露点の最大値ＤＰmax と、このセンサの特性の温度
依存性がなくなる固定点の露点値ＤＰmin との間にて、
この特性曲線の変曲点を分岐点として幾つかの露点領域
ｉ（ＤＰ1 〜ＤＰi+1 ）に分け、そして、各領域ｉにお
ける特性曲線Ｃhiを、それぞれ任意の変換関数ｆi(Ｄ
Ｐ）で近似する。 （ｂ）所定温度（Ｔ）における基準特性を求めるため
に、先ず、前記基準特性曲線を全露点領域（ＤＰmin 〜
ＤＰmax ）から（ＤＰmin 〜Ｔ）へと、下記式（１）に
て縮小（ＤＰmax ＞Ｔの場合）或は拡大（ＤＰmax ＜Ｔ
の場合）する。 ＤＰ＝ＤＰi ＊（Ｔ−ＤＰmin ）／（ＤＰmax −ＤＰmin ） （１） （ｃ）前記式（１）により得られたＤＰ値が、下記式
（２）を満足する領域ｉを見つける。 ＤＰ＜ＤＰi ＊（Ｔ−ＤＰmin ）／（ＤＰmax −ＤＰmin ） （２） （ｄ）前記式（２）が成立すると、前記ＤＰ値を前記変
換関数ｆ（ＤＰ）に代入して出力値Ｃhiを求める。 （ｅ）この出力値Ｃhiを下記回転変換式（３）に代入し
て、所定温度Ｔにおける温度補正されたＣh を求める。 Ｃh ＝Ｃhi＋Ｄ＊（ＤＰ−ＤＰmin ）＊（Ｔ−ＴS ） （３） （ｆ）そして、温度Ｔにおける水分センサのこのＣh 値
と、温度Ｔとを変換関数Ｃh ＝ｆ（ＤＰ）の逆関数に入
力して、露点ＤＰを求める。 ことを特徴とする水分センサによる露点の計測方法。3. A measuring method for measuring a dew point (DP) at a predetermined temperature (T) using a moisture sensor whose capacitance (C h ) changes depending on the amount of moisture, comprising: (a) a reference temperature (T S ). Of the input / output characteristic curve C h = f (DP) of the moisture sensor at the dew point maximum value DP max of the reference characteristic of this sensor and the fixed point dew point value DP min at which the temperature dependence of the characteristic of this sensor disappears. In the meantime,
The inflection point of this characteristic curve is divided into several dew point regions i (DP 1 to DP i + 1 ) with a branch point, and the characteristic curve C hi in each region i is converted into an arbitrary conversion function f i (D).
It is approximated by P). (B) In order to obtain the reference characteristic at the predetermined temperature (T), first, the reference characteristic curve is set to the total dew point region (DP min- ).
From DP max ) to (DP min ˜T), reduction (in the case of DP max > T) or expansion (DP max <T) is performed by the following equation (1).
In case of). DP = DP i * (T- DP min) / (DP max -DP min) (1) DP value obtained by (c) the formula (1) is to find the regions i satisfying the following formula (2) . DP <DP i * when (T-DP min) / ( DP max -DP min) (2) (d) the formula (2) is satisfied, assigns and outputs the DP value to the transform function f (DP) Find the value C hi . (E) By substituting this output value C hi into the following rotation conversion formula (3), the temperature-corrected C h at the predetermined temperature T is obtained. C h = C hi + D * (DP-DP min ) * (T-T s ) (3) (f) Then, this C h value of the moisture sensor at the temperature T and the temperature T are converted into a conversion function C h = f The dew point DP is obtained by inputting the inverse function of (DP). A method for measuring a dew point using a moisture sensor, which is characterized in that
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|---|---|
| JP (1) | JP2882984B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107677699A (en) * | 2017-09-30 | 2018-02-09 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | It is a kind of under high conditions in mirror surface dew point method detection gas micro-water content method |
Citations (2)
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| JPH02151751A (en) * | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Nippon Mining Co Ltd | Electronic temperature-humidity meter |
| JPH0593703A (en) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | Capacitance type alcohol concentration measuring instrument |
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1993
- 1993-10-26 JP JP5291406A patent/JP2882984B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| JPH02151751A (en) * | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Nippon Mining Co Ltd | Electronic temperature-humidity meter |
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| CN107677699B (en) * | 2017-09-30 | 2020-07-07 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | Method for detecting micro-water content in SF6 gas by mirror dew point method under plateau condition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2882984B2 (en) | 1999-04-19 |
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