JPH0829370A - 熱伝導式湿度センサ - Google Patents
熱伝導式湿度センサInfo
- Publication number
- JPH0829370A JPH0829370A JP18662694A JP18662694A JPH0829370A JP H0829370 A JPH0829370 A JP H0829370A JP 18662694 A JP18662694 A JP 18662694A JP 18662694 A JP18662694 A JP 18662694A JP H0829370 A JPH0829370 A JP H0829370A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 増幅回路のオフセット出力電圧の温度ドリフ
トを除去し、周囲の温度変換に対して安定な熱伝導式湿
度センサを提供すること。 【構成】 発振回路６、インバータ７、ブリッジドライ
バ８よりなる回路出力を、測定用感熱抵抗素子の抵抗値
ＲHTと比較用感熱抵抗素子の抵抗値ＲT、固定抵抗Ｒ3、
Ｒ4及び固定抵抗Ｒ3・Ｒ4間に挿入したオフセット電圧調
整用抵抗ＶＲ1より構成されるブリッジ回路の入力端Ａ
Ｃに入力電圧として逆相、同レベルである２つの矩形状
の交流電圧を印加し出力端ＢＥ、ＢＦに生じた交流の出
力電圧の振動値から雰囲気の湿度を検出するよう構成さ
れた熱伝導式湿度センサ。
トを除去し、周囲の温度変換に対して安定な熱伝導式湿
度センサを提供すること。 【構成】 発振回路６、インバータ７、ブリッジドライ
バ８よりなる回路出力を、測定用感熱抵抗素子の抵抗値
ＲHTと比較用感熱抵抗素子の抵抗値ＲT、固定抵抗Ｒ3、
Ｒ4及び固定抵抗Ｒ3・Ｒ4間に挿入したオフセット電圧調
整用抵抗ＶＲ1より構成されるブリッジ回路の入力端Ａ
Ｃに入力電圧として逆相、同レベルである２つの矩形状
の交流電圧を印加し出力端ＢＥ、ＢＦに生じた交流の出
力電圧の振動値から雰囲気の湿度を検出するよう構成さ
れた熱伝導式湿度センサ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空調器、除湿器、調理
器、栽培ハウス等の雰囲気の水蒸気量を検出する熱伝導
式湿度センサに関するものである。
器、栽培ハウス等の雰囲気の水蒸気量を検出する熱伝導
式湿度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、空調器、除湿器、加湿器、調理
器、栽培ハウス等での湿度（相対湿度、絶対湿度のどち
らでも良い）の検出制御の要求が高まっている。この要
求に応えるため種々の方式の湿度センサが提案されてい
る。
器、栽培ハウス等での湿度（相対湿度、絶対湿度のどち
らでも良い）の検出制御の要求が高まっている。この要
求に応えるため種々の方式の湿度センサが提案されてい
る。
【０００３】従来の熱伝導式絶対湿度センサは、図２に
示すような構造である。測定用及び比較用感熱抵抗素子
１、２はアルミナ基板に白金薄膜を形成することで作成
される（白金薄膜以外でも温度変化により抵抗値が変化
する材料ならばどのような材料でも良い）。
示すような構造である。測定用及び比較用感熱抵抗素子
１、２はアルミナ基板に白金薄膜を形成することで作成
される（白金薄膜以外でも温度変化により抵抗値が変化
する材料ならばどのような材料でも良い）。
【０００４】次に、前記測定用感熱抵抗素子１を固定し
た金属ステム３に、通気孔を設けた金属キャップ４ａを
溶接でかぶせる。一方、前記比較用感熱抵抗素子２は、
金属ステム３に固定した後、低温（−４０℃）にて金属
キャップ４ｂを溶接でかぶせることにより乾燥空気中に
封入される。最後に、外ケース５を取り付けて熱伝導式
絶対湿度センサが完成する。
た金属ステム３に、通気孔を設けた金属キャップ４ａを
溶接でかぶせる。一方、前記比較用感熱抵抗素子２は、
金属ステム３に固定した後、低温（−４０℃）にて金属
キャップ４ｂを溶接でかぶせることにより乾燥空気中に
封入される。最後に、外ケース５を取り付けて熱伝導式
絶対湿度センサが完成する。
【０００５】この従来の熱伝導式絶対湿度センサは前記
測定用感熱抵抗素子１（抵抗値ＲHT）と前記比較用感熱
抵抗素子２（抵抗値ＲT）、固定抵抗値Ｒ1、Ｒ2により
図３に示すようなブリッジ回路を構成して使用される。
前記測定用及び比較用感熱抵抗素子１、２に入力電圧Ｖ
CCを印加すると、前記測定用及び比較用感熱抵抗素子
１、２は自己発熱をし、周囲温度よりも高くなる。前記
測定用及び比較用感熱抵抗素子１、２の温度は、前記測
定用及び比較用感熱抵抗素子１、２に加わる電力と前記
測定用及び比較用感熱抵抗素子１、２の熱放散により決
定するが、外気中に水蒸気が含まれていると、水蒸気が
含まれていない場合に対して熱伝導が大きくなり、熱放
散が大きくなるため、前記測定用感熱抵抗素子１の温度
が前記比較用感熱抵抗素子２よりも低くなる。このため
出力としてＶOUTが生じる。ただしＲTとＲHTの温度−抵
抗特性は等しく湿度０ｇ／ｍ3時にＶOUT＝０とする。こ
の現象を利用し大気中の絶対湿度を検出することができ
る。
測定用感熱抵抗素子１（抵抗値ＲHT）と前記比較用感熱
抵抗素子２（抵抗値ＲT）、固定抵抗値Ｒ1、Ｒ2により
図３に示すようなブリッジ回路を構成して使用される。
前記測定用及び比較用感熱抵抗素子１、２に入力電圧Ｖ
CCを印加すると、前記測定用及び比較用感熱抵抗素子
１、２は自己発熱をし、周囲温度よりも高くなる。前記
測定用及び比較用感熱抵抗素子１、２の温度は、前記測
定用及び比較用感熱抵抗素子１、２に加わる電力と前記
測定用及び比較用感熱抵抗素子１、２の熱放散により決
定するが、外気中に水蒸気が含まれていると、水蒸気が
含まれていない場合に対して熱伝導が大きくなり、熱放
散が大きくなるため、前記測定用感熱抵抗素子１の温度
が前記比較用感熱抵抗素子２よりも低くなる。このため
出力としてＶOUTが生じる。ただしＲTとＲHTの温度−抵
抗特性は等しく湿度０ｇ／ｍ3時にＶOUT＝０とする。こ
の現象を利用し大気中の絶対湿度を検出することができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】センサの出力電圧は数
ｍＶであり、増幅回路が必要となる。しかし、増幅回路
を構成するＩＣの入力オフセット電圧温度ドリフトは、
温度による変化極性が正及び負の両方あり得るため、補
正することが不可能であり、また低ドリフト仕様のＩＣ
を使用すると、高価になってしまうという欠点を有し、
図４に示すような従来の回路構成ではオフセット電圧の
温度ドリフトという問題を抱えていた。
ｍＶであり、増幅回路が必要となる。しかし、増幅回路
を構成するＩＣの入力オフセット電圧温度ドリフトは、
温度による変化極性が正及び負の両方あり得るため、補
正することが不可能であり、また低ドリフト仕様のＩＣ
を使用すると、高価になってしまうという欠点を有し、
図４に示すような従来の回路構成ではオフセット電圧の
温度ドリフトという問題を抱えていた。
【０００７】本発明は、かかる欠点を除去し、周囲の温
度変換に対して安定な熱伝導式湿度センサを提供するこ
とを目的とする。
度変換に対して安定な熱伝導式湿度センサを提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力端、出力
端をそれぞれ２つずつ有し、大気中に晒した測定用感熱
抵抗素子、乾燥状態に封止した比較用感熱抵抗素子、及
びオフセット電圧の調整抵抗を含む抵抗より構成された
ブリッジ回路と、前記入力端に入力電圧を印加すること
により生じた前記ブリッジ回路からの出力電圧を増幅す
る増幅器からなる熱伝導式湿度センサにおいて、入力電
圧として互いに逆相、略同レベルである２つの交流電圧
を前記ブリッジ回路の入力端に印加し、出力端に生じた
交流電圧の振幅値から雰囲気の湿度を検出することを特
徴とする熱伝導式湿度センサである。
端をそれぞれ２つずつ有し、大気中に晒した測定用感熱
抵抗素子、乾燥状態に封止した比較用感熱抵抗素子、及
びオフセット電圧の調整抵抗を含む抵抗より構成された
ブリッジ回路と、前記入力端に入力電圧を印加すること
により生じた前記ブリッジ回路からの出力電圧を増幅す
る増幅器からなる熱伝導式湿度センサにおいて、入力電
圧として互いに逆相、略同レベルである２つの交流電圧
を前記ブリッジ回路の入力端に印加し、出力端に生じた
交流電圧の振幅値から雰囲気の湿度を検出することを特
徴とする熱伝導式湿度センサである。
【０００９】
【作用】本発明は、前記ブリッジ回路の入力端に入力電
圧として互いに逆相、同レベルである２つの交流電圧を
印加し、出力端に生じた交流の出力電圧を増幅した後、
直流成分を削除し、全波整流回路により直流の出力電圧
が得られることにより、増幅回路のオフセット出力電圧
の温度ドリフトを除去し、周囲の温度変換に対して安定
な熱伝導式湿度センサを提供できる。
圧として互いに逆相、同レベルである２つの交流電圧を
印加し、出力端に生じた交流の出力電圧を増幅した後、
直流成分を削除し、全波整流回路により直流の出力電圧
が得られることにより、増幅回路のオフセット出力電圧
の温度ドリフトを除去し、周囲の温度変換に対して安定
な熱伝導式湿度センサを提供できる。
【００１０】
【実施例】本発明の熱伝導式湿度センサの実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００１１】本発明の熱伝導式湿度センサは、図２に示
すようにアルミナ基板に白金薄膜を形成し測定用及び比
較用感熱抵抗素子１、２を作成し、測定用感熱抵抗素子
１を金属ステム３に固定し通気孔を設けた金属キャップ
４ａを溶接でかぶせ、また、比較用感熱抵抗素子２を、
−４０℃の低温にて金属ステム３に金属キャップ４ｂを
溶接でかぶせて、乾燥空気中に封入し、最後に外ケース
を取り付けて完成する。
すようにアルミナ基板に白金薄膜を形成し測定用及び比
較用感熱抵抗素子１、２を作成し、測定用感熱抵抗素子
１を金属ステム３に固定し通気孔を設けた金属キャップ
４ａを溶接でかぶせ、また、比較用感熱抵抗素子２を、
−４０℃の低温にて金属ステム３に金属キャップ４ｂを
溶接でかぶせて、乾燥空気中に封入し、最後に外ケース
を取り付けて完成する。
【００１２】本発明は、図１に示すように、発振回路
６、インバータ７、ブリッジドライバ８よりなる回路出
力を、前記測定用感熱抵抗素子１（抵抗値ＲHT）と前記
比較用感熱抵抗素子２（抵抗値ＲT）、固定抵抗Ｒ3、Ｒ
4及び固定抵抗Ｒ3・Ｒ4間に挿入したオフセット電圧調整
用抵抗ＶＲ1より構成されるブリッジ回路の入力端ＡＣ
に入力電圧として逆相、同レベルである２つの矩形状の
交流電圧を印加するよう構成したものである。
６、インバータ７、ブリッジドライバ８よりなる回路出
力を、前記測定用感熱抵抗素子１（抵抗値ＲHT）と前記
比較用感熱抵抗素子２（抵抗値ＲT）、固定抵抗Ｒ3、Ｒ
4及び固定抵抗Ｒ3・Ｒ4間に挿入したオフセット電圧調整
用抵抗ＶＲ1より構成されるブリッジ回路の入力端ＡＣ
に入力電圧として逆相、同レベルである２つの矩形状の
交流電圧を印加するよう構成したものである。
【００１３】発振回路６は交流波形即ち本実施例では矩
形波を発生させるためのものである。インバータ７は入
力信号を反転させるためのものである。ブリッジドライ
バ８はホイートストンブリッジ部の入力端ＡＣに必要な
大きな矩形波を印加するためのものである。ブリッジ部
はて前記したので省略する。
形波を発生させるためのものである。インバータ７は入
力信号を反転させるためのものである。ブリッジドライ
バ８はホイートストンブリッジ部の入力端ＡＣに必要な
大きな矩形波を印加するためのものである。ブリッジ部
はて前記したので省略する。
【００１４】本実施例では図１（ｂ）の入力波形を一
度インバータに入力し反転させた図１（ｃ）の出力波形
とその出力波形をさらにインバータに入力し、反転
させた図１（ｄ）の出力波形をホイートストンブリッ
ジ部の２つの入力端に印加した。二度反転させた理由は
ブリッジドライバ８が発振回路６を直接接続した場合、
ブリッジドライバ８が発振回路６に影響を与える恐れが
あるためであり、インバータ７をバッファのように用い
ている。
度インバータに入力し反転させた図１（ｃ）の出力波形
とその出力波形をさらにインバータに入力し、反転
させた図１（ｄ）の出力波形をホイートストンブリッ
ジ部の２つの入力端に印加した。二度反転させた理由は
ブリッジドライバ８が発振回路６を直接接続した場合、
ブリッジドライバ８が発振回路６に影響を与える恐れが
あるためであり、インバータ７をバッファのように用い
ている。
【００１５】差動増幅回路９はホイートストンブリッジ
部の２つの出力端より出てくる出力波形の差を増幅し、
その出力波形は、図１（ｅ）の波形のようになる。湿
度０％ＲＨのときはブリッジ部のバランスがとれている
ので、出力端より出てくるオフセット調整後は出力は０
となり、湿度を検出したときにバランスがくずれた分だ
け差として現れる。
部の２つの出力端より出てくる出力波形の差を増幅し、
その出力波形は、図１（ｅ）の波形のようになる。湿
度０％ＲＨのときはブリッジ部のバランスがとれている
ので、出力端より出てくるオフセット調整後は出力は０
となり、湿度を検出したときにバランスがくずれた分だ
け差として現れる。
【００１６】直流成分削除１０は電解コンデンサ２ケよ
り構成され、ここで直流成分をカットするため理論上ド
リフトは考えなくともよくなる。
り構成され、ここで直流成分をカットするため理論上ド
リフトは考えなくともよくなる。
【００１７】全波整流回路１１は出力を従来と同様にす
るため交流波形を直流に直すものであり、出力として図
１（ｆ）のような出力波形となる。
るため交流波形を直流に直すものであり、出力として図
１（ｆ）のような出力波形となる。
【００１８】以上述べたように本発明の回路構成は、交
流増幅回路であり、直流電圧増幅成分はキャンセルさ
れ、ブリッジ回路出力の交流電圧増幅成分のみが得られ
る。即ちオフセット電圧及びオフセット電圧温度ドリフ
トを除いてブリッジ回路出力の大きさのみ測定すること
が可能となるものである。
流増幅回路であり、直流電圧増幅成分はキャンセルさ
れ、ブリッジ回路出力の交流電圧増幅成分のみが得られ
る。即ちオフセット電圧及びオフセット電圧温度ドリフ
トを除いてブリッジ回路出力の大きさのみ測定すること
が可能となるものである。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、増幅回路のオフセット電
圧の温度ドリフトを除去し、周囲の温度変換に対して安
定な熱伝導式湿度センサを提供できる。
圧の温度ドリフトを除去し、周囲の温度変換に対して安
定な熱伝導式湿度センサを提供できる。
【図１】図１（ａ）は本発明の実施例である交流増幅回
路を示す図。図１（ｂ）は入力電圧の入力波形を示す
図。図１（ｃ）は反転した出力波形を示す図。図１
（ｄ）はさらに反転した出力波形を示す図。図１（ｅ）
はブリッジ部の出力端より出てくる出力波形の差を増幅
した出力波形を示す図。図１（ｆ）は全波整流回路の出
力波形を示す図。
路を示す図。図１（ｂ）は入力電圧の入力波形を示す
図。図１（ｃ）は反転した出力波形を示す図。図１
（ｄ）はさらに反転した出力波形を示す図。図１（ｅ）
はブリッジ部の出力端より出てくる出力波形の差を増幅
した出力波形を示す図。図１（ｆ）は全波整流回路の出
力波形を示す図。
【図２】熱伝導式絶対湿度センサを示す斜視図。
【図３】従来の湿度検知部のブリッジ回路を示す図。
【図４】従来の直流増幅回路を示す図。
１ 測定用感熱抵抗素子 ２ 比較用感熱抵抗素子 ３ 金属ステム ４ａ，４ｂ 金属キャップ ５ 外ケース ６ 発振回路 ７ インバータ ８ ブリッジドライバ ９ 差動増幅回路 １０ 直流成分削除 １１ 全波整流回路 入力波形 （反転した）出力波形 （さらに反転した）出力波形 （ブリッジ部の出力端より出てくる出力波形の差
を増幅した）出力波形 （全波整流回路の）出力波形 Ａ 入力端 Ｂ 出力端 Ｃ 入力端 Ｄ 出力端 Ｅ 出力端 Ｆ 出力端 ＲHT （測定用感熱抵抗素子）抵抗値 ＲT （比較用感熱抵抗素子）抵抗値 Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4 固定抵抗（値） ＶＲ1 オフセット電圧調整用抵抗 OUTPUT 回路出力 Ｖcc 入力電圧 ＶOUT 出力電圧
を増幅した）出力波形 （全波整流回路の）出力波形 Ａ 入力端 Ｂ 出力端 Ｃ 入力端 Ｄ 出力端 Ｅ 出力端 Ｆ 出力端 ＲHT （測定用感熱抵抗素子）抵抗値 ＲT （比較用感熱抵抗素子）抵抗値 Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4 固定抵抗（値） ＶＲ1 オフセット電圧調整用抵抗 OUTPUT 回路出力 Ｖcc 入力電圧 ＶOUT 出力電圧
Claims (1)
- 【請求項１】 入力端、出力端をそれぞれ２つずつ有
し、大気中に晒した測定用感熱抵抗素子、乾燥状態に封
止した比較用感熱抵抗素子、及びオフセット電圧の調整
抵抗を含む抵抗より構成されたブリッジ回路と、前記入
力端に入力電圧を印加することにより生じた前記ブリッ
ジ回路からの出力電圧を増幅する増幅器からなる熱伝導
式湿度センサにおいて、入力電圧として互いに逆相、略
同レベルである２つの交流電圧を前記ブリッジ回路の入
力端に印加し、出力端に生じた交流電圧の振幅値から雰
囲気の湿度を検出することを特徴とする熱伝導式湿度セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18662694A JPH0829370A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 熱伝導式湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18662694A JPH0829370A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 熱伝導式湿度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829370A true JPH0829370A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16191878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18662694A Pending JPH0829370A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 熱伝導式湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829370A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10164018A1 (de) * | 2001-12-28 | 2003-07-10 | Dirk Wollesen | Verfahren zur Ermittlung der Wärmekapazität sowie ggf. der Wärmeleitfähigkeit |
| JP2009180560A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Brother Ind Ltd | 湿度検出装置及びその湿度検出装置を備えた画像形成装置 |
| JP2011169205A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Isuzu Motors Ltd | Ｐｍ検出装置 |
| WO2017145889A1 (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | Ｓｅｍｉｔｅｃ株式会社 | ガスセンサ、ガス検出装置、ガス検出方法及びガス検出装置を備えた装置 |
| US9753430B2 (en) | 2013-03-25 | 2017-09-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Sensor device having plural resistance change sensors and method of using the same |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP18662694A patent/JPH0829370A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10164018B4 (de) * | 2001-12-28 | 2004-03-04 | Wollesen, Dirk, Dr. | Verfahren zur Ermittlung der Wärmekapazität sowie ggf. der Wärmeleitfähigkeit |
| DE10164018A1 (de) * | 2001-12-28 | 2003-07-10 | Dirk Wollesen | Verfahren zur Ermittlung der Wärmekapazität sowie ggf. der Wärmeleitfähigkeit |
| JP2009180560A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Brother Ind Ltd | 湿度検出装置及びその湿度検出装置を備えた画像形成装置 |
| JP4591791B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2010-12-01 | ブラザー工業株式会社 | 湿度検出装置及びその湿度検出装置を備えた画像形成装置 |
| US7899346B2 (en) | 2008-01-29 | 2011-03-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Humidity detecting device, and image forming apparatus provided therewith |
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| JP6279818B2 (ja) * | 2016-02-22 | 2018-02-14 | Ｓｅｍｉｔｅｃ株式会社 | ガスセンサ、ガス検出装置、ガス検出方法及びガス検出装置を備えた装置 |
| JPWO2017145889A1 (ja) * | 2016-02-22 | 2018-03-01 | Ｓｅｍｉｔｅｃ株式会社 | ガスセンサ、ガス検出装置、ガス検出方法及びガス検出装置を備えた装置 |
| CN108700534A (zh) * | 2016-02-22 | 2018-10-23 | 世美特株式会社 | 气体传感器、气体检测装置、气体检测方法及包括气体检测装置的装置 |
| GB2563519A (en) * | 2016-02-22 | 2018-12-19 | Semitec Corp | Gas sensor, gas detection device, gas detection method and device prvovided with gas detection device |
| GB2563519B (en) * | 2016-02-22 | 2022-04-20 | Semitec Corp | Gas sensor, gas detection device, gas detection method and device provided with gas detection device |
| US11397160B2 (en) | 2016-02-22 | 2022-07-26 | Semitec Corporation | Gas sensor, gas detection device, gas detection method and device provided with gas detection device |
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