JPH09250994A - 湿度検出装置 - Google Patents
湿度検出装置Info
- Publication number
- JPH09250994A JPH09250994A JP8717096A JP8717096A JPH09250994A JP H09250994 A JPH09250994 A JP H09250994A JP 8717096 A JP8717096 A JP 8717096A JP 8717096 A JP8717096 A JP 8717096A JP H09250994 A JPH09250994 A JP H09250994A
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- JP
- Japan
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- humidity
- converter
- voltage
- amplifier
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で、高精度の湿度検出装置の提供。
【解決手段】 感湿抵抗ＲTを有する感湿ブリッジ回路
２の出力電圧を増幅器３により増幅し、Ａ／Ｄコンバー
タ５のダイナミックレンジの下限電圧と上限電圧の範囲
内になるように、前記増幅器３の増幅度及びリファレン
ス電圧を調整可能とした湿度検出装置。
２の出力電圧を増幅器３により増幅し、Ａ／Ｄコンバー
タ５のダイナミックレンジの下限電圧と上限電圧の範囲
内になるように、前記増幅器３の増幅度及びリファレン
ス電圧を調整可能とした湿度検出装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ａ／Ｄコンバータ
を含むマイクロコンピュータを用いた湿度検出装置に関
し、特に、湿度計算の分解能の向上を図った湿度検出装
置に関するものである。
を含むマイクロコンピュータを用いた湿度検出装置に関
し、特に、湿度計算の分解能の向上を図った湿度検出装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】湿度検出装置の４抵抗ブリッジ回路に
は、図２に示すように、感湿抵抗ＲTが１個含まれてい
る。感湿抵抗ＲTは、湿度によってその抵抗値が変化す
るため、ブリッジ回路を用いることによって抵抗値変化
を電圧に変換でき、その電圧値の変化で湿度を検出する
ことができる。但し、感湿抵抗ＲTの抵抗値変化は、湿
度に対しリニアな変化ではなく、更に、抵抗値の温度特
性が含まれるため、各種補正を行いながら湿度計算をす
る必要があり、その計算にはマイクロコンピュータが使
用される。
は、図２に示すように、感湿抵抗ＲTが１個含まれてい
る。感湿抵抗ＲTは、湿度によってその抵抗値が変化す
るため、ブリッジ回路を用いることによって抵抗値変化
を電圧に変換でき、その電圧値の変化で湿度を検出する
ことができる。但し、感湿抵抗ＲTの抵抗値変化は、湿
度に対しリニアな変化ではなく、更に、抵抗値の温度特
性が含まれるため、各種補正を行いながら湿度計算をす
る必要があり、その計算にはマイクロコンピュータが使
用される。
【０００３】マイクロコンピュータでアナログ値を読み
取るためには、アナログ値をＡ／Ｄコンバータ等でデジ
タル信号に変換した後に、マイクロコンピュータへ入力
する必要がある。又、Ａ／Ｄコンバータを通してのアナ
ログ値精度は、Ａ／Ｄコンバータの分解能によって決定
され、その分解能は、Ａ／Ｄコンバータのビット数で表
される。表１に、ビット数（分解能）の異なるＡ／Ｄコ
ンバータの比較を示す。
取るためには、アナログ値をＡ／Ｄコンバータ等でデジ
タル信号に変換した後に、マイクロコンピュータへ入力
する必要がある。又、Ａ／Ｄコンバータを通してのアナ
ログ値精度は、Ａ／Ｄコンバータの分解能によって決定
され、その分解能は、Ａ／Ｄコンバータのビット数で表
される。表１に、ビット数（分解能）の異なるＡ／Ｄコ
ンバータの比較を示す。
【０００４】
【０００５】表１から解るように、精度の高いアナログ
信号データをマイクロコンピュータへ入力するために
は、ビット数の大きな高分解能であるＡ／Ｄコンバータ
を使用すれば良い。
信号データをマイクロコンピュータへ入力するために
は、ビット数の大きな高分解能であるＡ／Ｄコンバータ
を使用すれば良い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、マイクロコン
ピュータにおける湿度計算の精度は、Ａ／Ｄコンバータ
の分解能によって決定される。よって、湿度計算の精度
を向上させるためには、ビット数の大きな高分解能であ
るＡ／Ｄコンバータを使用すれば良いのであるが、高ビ
ットのＡ／Ｄコンバータは高価であり、湿度検出装置の
価格が高価なものとなってしまう問題を有している。
ピュータにおける湿度計算の精度は、Ａ／Ｄコンバータ
の分解能によって決定される。よって、湿度計算の精度
を向上させるためには、ビット数の大きな高分解能であ
るＡ／Ｄコンバータを使用すれば良いのであるが、高ビ
ットのＡ／Ｄコンバータは高価であり、湿度検出装置の
価格が高価なものとなってしまう問題を有している。
【０００７】従って、本発明の技術的課題は、上記問題
点を解決し、安価で、高精度の湿度検出装置を提供する
ことにある。
点を解決し、安価で、高精度の湿度検出装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、４個の抵抗で
構成されるブリッジ回路の少なくとも１個の抵抗を感湿
抵抗とする感湿ブリッジ回路と、該感湿ブリッジ回路か
らの出力電圧を増幅する増幅器と、該増幅器の出力電圧
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと該Ａ／Ｄコンバー
タの出力信号を用いて湿度の計算を行うマイクロコンピ
ュータとから構成される湿度検出装置において、被測定
湿度範囲で二つ以上の出力信号を用い、これらに対応し
た前記増幅器の出力電圧のそれぞれが前記Ａ／Ｄコンバ
ータのダイナミックレンジの下限電圧と上限電圧の範囲
内になるように、前記増幅器の増幅度α及びリファレン
ス電圧ＶREFを調整可能としたことを特徴とする湿度検
出装置である。
構成されるブリッジ回路の少なくとも１個の抵抗を感湿
抵抗とする感湿ブリッジ回路と、該感湿ブリッジ回路か
らの出力電圧を増幅する増幅器と、該増幅器の出力電圧
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと該Ａ／Ｄコンバー
タの出力信号を用いて湿度の計算を行うマイクロコンピ
ュータとから構成される湿度検出装置において、被測定
湿度範囲で二つ以上の出力信号を用い、これらに対応し
た前記増幅器の出力電圧のそれぞれが前記Ａ／Ｄコンバ
ータのダイナミックレンジの下限電圧と上限電圧の範囲
内になるように、前記増幅器の増幅度α及びリファレン
ス電圧ＶREFを調整可能としたことを特徴とする湿度検
出装置である。
【０００９】即ち、Ａ／Ｄコンバータ入力前の、感湿ブ
リッジ回路からの出力電圧を増幅する増幅器において、
下記式のような信号変換を行う。 ＶO＝α×（ＶBO−ＶREF） 但し、ＶBO ：感湿ブリッジ回路出力電圧、ＶREF ：リ
ファレンス電圧、α：処理回路による増幅度、ＶO：処
理回路出力電圧（Ａ／Ｄコンバータ入力電圧）
リッジ回路からの出力電圧を増幅する増幅器において、
下記式のような信号変換を行う。 ＶO＝α×（ＶBO−ＶREF） 但し、ＶBO ：感湿ブリッジ回路出力電圧、ＶREF ：リ
ファレンス電圧、α：処理回路による増幅度、ＶO：処
理回路出力電圧（Ａ／Ｄコンバータ入力電圧）
【００１０】感湿ブリッジ回路出力電圧ＶBOに対して、
任意のリファレンス電圧ＶREFを重畳し、更に増幅を行
うことによって、感湿ブリッジ回路出力電圧ＶBOのダイ
ナミックレンジが拡大され、見掛け上Ａ／Ｄコンバータ
の分解能が向上したことと同じ状況が得られる。
任意のリファレンス電圧ＶREFを重畳し、更に増幅を行
うことによって、感湿ブリッジ回路出力電圧ＶBOのダイ
ナミックレンジが拡大され、見掛け上Ａ／Ｄコンバータ
の分解能が向上したことと同じ状況が得られる。
【００１１】従って、増幅器で上記のような信号変換を
施すことにより、マイクロコンピュータにおける湿度計
算の精度向上を図ることができる。
施すことにより、マイクロコンピュータにおける湿度計
算の精度向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。
明する。
【００１３】図１は、本発明に基づく湿度検出装置のシ
ステムのブロック図である。図１において、感湿抵抗Ｒ
Tを含む感湿ブリッジ回路２よりなる感湿センサ回路部
１からは、湿度及び雰囲気温度の信号として、ＶS-H及
びＶS-Lという２つの信号が得られる。この２つの信号
に対して、増幅器３において、リファレンス電圧の変
更、及び増幅度調整を行ない、それぞれ変換された信号
がＶOUT-H及びＶOUT-Lである。前記ＶOUT-H及びＶOUT-L
をマイクロコンピュータ４に内蔵されたＡ／Ｄコンバー
タ５へ入力し、湿度演算６を行い、演算結果をマイクロ
コンピュータの出力ポート７を通して得られるシステム
である。
ステムのブロック図である。図１において、感湿抵抗Ｒ
Tを含む感湿ブリッジ回路２よりなる感湿センサ回路部
１からは、湿度及び雰囲気温度の信号として、ＶS-H及
びＶS-Lという２つの信号が得られる。この２つの信号
に対して、増幅器３において、リファレンス電圧の変
更、及び増幅度調整を行ない、それぞれ変換された信号
がＶOUT-H及びＶOUT-Lである。前記ＶOUT-H及びＶOUT-L
をマイクロコンピュータ４に内蔵されたＡ／Ｄコンバー
タ５へ入力し、湿度演算６を行い、演算結果をマイクロ
コンピュータの出力ポート７を通して得られるシステム
である。
【００１４】実際のＶS-H及びＶS-L信号の電圧範囲は、
下記の通りである。 ＶS-H信号の電圧範囲：３.２（Ｖ）〜３.４（Ｖ） ＶS-L信号の電圧範囲：０.８（Ｖ）〜１.０（Ｖ） 従って、それぞれの信号のダイナミックレンジは、 ＶS-H信号のダイナミックレンジ：０.２（Ｖ） ＶS-L信号のダイナミックレンジ：０.２（Ｖ） となる。
下記の通りである。 ＶS-H信号の電圧範囲：３.２（Ｖ）〜３.４（Ｖ） ＶS-L信号の電圧範囲：０.８（Ｖ）〜１.０（Ｖ） 従って、それぞれの信号のダイナミックレンジは、 ＶS-H信号のダイナミックレンジ：０.２（Ｖ） ＶS-L信号のダイナミックレンジ：０.２（Ｖ） となる。
【００１５】本方式の湿度検出装置において、実用上必
要な湿度の分解能を得るためには、上記ダイナミックレ
ンジ内の電圧分解能として、１ｍＶ以下、又はダイナミ
ックレンジの１／２００以下が必要であり、Ａ／Ｄコン
バータの分解能を前記のどちらかを満足するように設定
する必要がある。Ａ／Ｄコンバータを内蔵したマイクロ
コンピュータにおいて、安価品でのＡ／Ｄコンバータ分
解能は、現状８ビットのものが多い。Ａ／Ｄコンバータ
の最大入力電圧を５（Ｖ）とすると、１ビット当たりの
分解能は、約２０ｍＶ（表１参照）となり、先に記した
Ａ／Ｄコンバータの設定条件を満足するためには、Ｖ
S-H及びＶS-Lの増幅度を２０倍に設定することとなる。
要な湿度の分解能を得るためには、上記ダイナミックレ
ンジ内の電圧分解能として、１ｍＶ以下、又はダイナミ
ックレンジの１／２００以下が必要であり、Ａ／Ｄコン
バータの分解能を前記のどちらかを満足するように設定
する必要がある。Ａ／Ｄコンバータを内蔵したマイクロ
コンピュータにおいて、安価品でのＡ／Ｄコンバータ分
解能は、現状８ビットのものが多い。Ａ／Ｄコンバータ
の最大入力電圧を５（Ｖ）とすると、１ビット当たりの
分解能は、約２０ｍＶ（表１参照）となり、先に記した
Ａ／Ｄコンバータの設定条件を満足するためには、Ｖ
S-H及びＶS-Lの増幅度を２０倍に設定することとなる。
【００１６】従って、信号電圧範囲が３.２〜３.４
（Ｖ）であるＶS-Lについて、最初にリファレンス電圧
の調整を行ない、信号電圧の範囲を０〜０.２（Ｖ）へ
変更し、次に、前段階で変更された信号電圧の増幅を行
ない、増幅度を出力電圧の２０倍する。その結果、変換
後のＶOUT-L信号の電圧範囲は、０〜４.０（Ｖ）とな
る。同様に、ＶS-H信号も変換を行ない、ＶOUT-H信号の
電圧範囲を０〜４.０（Ｖ）とする。
（Ｖ）であるＶS-Lについて、最初にリファレンス電圧
の調整を行ない、信号電圧の範囲を０〜０.２（Ｖ）へ
変更し、次に、前段階で変更された信号電圧の増幅を行
ない、増幅度を出力電圧の２０倍する。その結果、変換
後のＶOUT-L信号の電圧範囲は、０〜４.０（Ｖ）とな
る。同様に、ＶS-H信号も変換を行ない、ＶOUT-H信号の
電圧範囲を０〜４.０（Ｖ）とする。
【００１７】又、感湿センサ回路部１からの信号（Ｖ
S-H及びＶS-L）を直接マイクロコンピュータ４に取り込
む場合と、上記に示すような処理（ＶS-H →ＶOUT-H 、
ＶS-L→ＶOUT-L）を行なった後に、マイクロコンピュー
タへデータを取り込む場合のデータ比較を表２、表３に
示す。表２に直接取り込んだ場合、表３に出力変換後に
取り込んだ場合を示す。
S-H及びＶS-L）を直接マイクロコンピュータ４に取り込
む場合と、上記に示すような処理（ＶS-H →ＶOUT-H 、
ＶS-L→ＶOUT-L）を行なった後に、マイクロコンピュー
タへデータを取り込む場合のデータ比較を表２、表３に
示す。表２に直接取り込んだ場合、表３に出力変換後に
取り込んだ場合を示す。
【００１８】
【００１９】
【００２０】表２、表３より、ダイナミックレンジ０.
２（Ｖ）の信号電圧範囲を、０〜４.０（Ｖ）の出力電
圧範囲へ変換した後、Ａ／Ｄコンバータによりデータ取
得を行うことにより、見かけ上１（ｍＶ）の電圧変化を
検出することが可能となる。
２（Ｖ）の信号電圧範囲を、０〜４.０（Ｖ）の出力電
圧範囲へ変換した後、Ａ／Ｄコンバータによりデータ取
得を行うことにより、見かけ上１（ｍＶ）の電圧変化を
検出することが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、安価で、高精度の湿度検出装置を提供すること
ができる。
よれば、安価で、高精度の湿度検出装置を提供すること
ができる。
【図１】本発明の湿度検出装置のシステムのブロック
図。
図。
【図２】湿度検出装置の４抵抗ブリッジ回路図。
１ 感湿センサ回路部 ２ 感湿ブリッジ回路 ３ 増幅器 ４ マイクロコンピュータ ５ Ａ／Ｄコンバータ ６ 湿度演算 ７ 出力ポート Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ 抵抗 ＲT 感湿抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 ４個の抵抗で構成されるブリッジ回路の
少なくとも１個の抵抗を感湿抵抗とする感湿ブリッジ回
路と、該感湿ブリッジ回路からの出力電圧を増幅する増
幅器と、該増幅器の出力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコ
ンバータと該Ａ／Ｄコンバータの出力信号を用いて湿度
の計算を行うマイクロコンピュータとから構成される湿
度検出装置において、被測定湿度範囲で二つ以上の出力
信号を用い、これらに対応した前記増幅器の出力電圧の
それぞれが前記Ａ／Ｄコンバータのダイナミックレンジ
の下限電圧と上限電圧の範囲内になるように、前記増幅
器の増幅度α及びリファレンス電圧ＶREFを調整可能と
したことを特徴とする湿度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8717096A JPH09250994A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 湿度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8717096A JPH09250994A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 湿度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250994A true JPH09250994A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13907524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8717096A Pending JPH09250994A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 湿度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250994A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007057353A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Rinnai Corp | 湿度検出装置 |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8717096A patent/JPH09250994A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007057353A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Rinnai Corp | 湿度検出装置 |
| JP4653594B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2011-03-16 | リンナイ株式会社 | 湿度検出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041012 |