JPS58173427A - センサ−装置 - Google Patents
センサ−装置Info
- Publication number
- JPS58173427A JPS58173427A JP5635082A JP5635082A JPS58173427A JP S58173427 A JPS58173427 A JP S58173427A JP 5635082 A JP5635082 A JP 5635082A JP 5635082 A JP5635082 A JP 5635082A JP S58173427 A JPS58173427 A JP S58173427A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- sensor
- output voltage
- circuit
- humidity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、使用範囲での抵抗値変化幅の大きなセンサー
からの出力信号を取出す回路方式に関するものである。
からの出力信号を取出す回路方式に関するものである。
従来の抵抗値変化幅の大きなセンサー、例えばセラミッ
ク湿度センサーはその感湿部１ｏ−１を第１３図に示す
ように細孔分布を持った金属酸化物セラミック（ＭｇＣ
ｒ２０ｎとＴｉＯ２とからなる多孔質焼結体）で構成し
ており、金属酸化物セラミックの導電性７５Ｌａ孔に付
着した湿分によって変化することを利用して、第１２図
に示すオーブンａ内の相対湿度（加熱された食品から出
る水蒸気によって変化する）を検出する。ものである。
ク湿度センサーはその感湿部１ｏ−１を第１３図に示す
ように細孔分布を持った金属酸化物セラミック（ＭｇＣ
ｒ２０ｎとＴｉＯ２とからなる多孔質焼結体）で構成し
ており、金属酸化物セラミックの導電性７５Ｌａ孔に付
着した湿分によって変化することを利用して、第１２図
に示すオーブンａ内の相対湿度（加熱された食品から出
る水蒸気によって変化する）を検出する。ものである。
またその感湿部１０−ａは、その素材から決まってしま
う特性上、相対湿度がＯｑｂから１００％の使用範囲で
第１図で示したようにその抵抗値は１ｏΩから１０Ωと
大きい非直線の抵抗値変化を示す。このような大きな抵
抗値変化を示すセンサーに直列抵抗を接続して、その出
力を取り出すと、第２図のように相対湿度の小さい側で
の出力電圧が極端に低くなシ、相対湿度の変化を検知し
て、調理のコントロールをしようというような使い方に
は、このままでは使いものにならない、例えば第２図に
おいて、１ｏｑ６の相対湿度変化ΔＨを検知しようとす
ると相対湿度が１０俤の時５にはΔＨ１というレベルの
変化量を検知する必要があり、その大きさは相対湿度が
６０チの時の１０％の相対湿度変化量ΔＨ２に比して非
常に小さく、ノイズレベル以Ｆになったり、ΔＨ１が時
として回路の分解能以Ｉ；になることがある。そこで従
来はとり出された出力電圧を第３図に示すように増幅回
路を介して信号処理部分へ入れていた。そしてその増幅
回路の特性は、小さな信号の増幅度を大きくしてＳ、’
ｉ比をかせぎ、大きな信号の増幅度は押さえて、増幅回
路の出力電圧は同じく第３図に示したように相対湿度０
０〜１ｏＯ％の変化に対して、ある一定の電圧範囲内に
おさまるようなものにしていた７、また、この特性曲線
の低湿側の傾きを高湿側の傾きよりも大きくすることに
よって低湿度側の湿度検知感度を大きくするような増幅
特性が採ハｊされていた。ところが、このように入力側
電圧の大きさに応じて増幅器の増幅度を切換える必要が
あるために、第４図に示すようにその増幅回路の構成は
複雑なものになっていた。その回路の動作は次のような
ものである。
う特性上、相対湿度がＯｑｂから１００％の使用範囲で
第１図で示したようにその抵抗値は１ｏΩから１０Ωと
大きい非直線の抵抗値変化を示す。このような大きな抵
抗値変化を示すセンサーに直列抵抗を接続して、その出
力を取り出すと、第２図のように相対湿度の小さい側で
の出力電圧が極端に低くなシ、相対湿度の変化を検知し
て、調理のコントロールをしようというような使い方に
は、このままでは使いものにならない、例えば第２図に
おいて、１ｏｑ６の相対湿度変化ΔＨを検知しようとす
ると相対湿度が１０俤の時５にはΔＨ１というレベルの
変化量を検知する必要があり、その大きさは相対湿度が
６０チの時の１０％の相対湿度変化量ΔＨ２に比して非
常に小さく、ノイズレベル以Ｆになったり、ΔＨ１が時
として回路の分解能以Ｉ；になることがある。そこで従
来はとり出された出力電圧を第３図に示すように増幅回
路を介して信号処理部分へ入れていた。そしてその増幅
回路の特性は、小さな信号の増幅度を大きくしてＳ、’
ｉ比をかせぎ、大きな信号の増幅度は押さえて、増幅回
路の出力電圧は同じく第３図に示したように相対湿度０
０〜１ｏＯ％の変化に対して、ある一定の電圧範囲内に
おさまるようなものにしていた７、また、この特性曲線
の低湿側の傾きを高湿側の傾きよりも大きくすることに
よって低湿度側の湿度検知感度を大きくするような増幅
特性が採ハｊされていた。ところが、このように入力側
電圧の大きさに応じて増幅器の増幅度を切換える必要が
あるために、第４図に示すようにその増幅回路の構成は
複雑なものになっていた。その回路の動作は次のような
ものである。
第４図においてマイクロコンピュータ１２の％１端ｒ−
の出力電圧は抵抗１２−ａとツェナーダイオード１２−
ｂによって定電圧化された後湿度センサー９の感湿部１
０と分割抵抗１３で分割され、オペアンプ１４の入力と
なる。入力「電圧は二つの縦続接続された反転増幅器１
６および１６で増幅されて比較器１７の十入力となり、
比較重圧発生回路１８からの一入力端子と比較され、比
較器１７の出力はマイクロコンピュータ１２のＮｎ３端
−Ｆの入力となり、センサー回路の出力電圧をディジタ
ル値で判定する。初段の反転増幅器１６の増幅度は抵抗
１９と抵抗２０の比で決まり、次段の反転増幅器１６の
増幅度は抵抗２１と抵抗群２２の合成抵抗の比で決まる
。ダイオード２３および２４はオペアンプ２６の出力電
圧の大きさに応じてオ／、オフし、二段目のオペアンプ
２６の帰還抵抗群の抵抗の大きさを切換えセンサーの１
０倍の抵抗変化に対して出力電圧がなめらかに変化する
ようにするだめに入れられたものである。また比較電圧
発生器は０−Ｍ０５ＩＣ２６と、はしご型回路２７よリ
ナリ、マイクロコンピュータ１２のＮｎ２端子（５本線
よりなる）からの６ビツト出力を、それに対応した３２
（２）通りのアナログ電圧に変換するものである １−記述べた回路においては、その構成部品数が多くな
るため、抵抗値やダイオード特性のノζラツキによって
回路特性がバラツキをおこすという欠点があった。。
の出力電圧は抵抗１２−ａとツェナーダイオード１２−
ｂによって定電圧化された後湿度センサー９の感湿部１
０と分割抵抗１３で分割され、オペアンプ１４の入力と
なる。入力「電圧は二つの縦続接続された反転増幅器１
６および１６で増幅されて比較器１７の十入力となり、
比較重圧発生回路１８からの一入力端子と比較され、比
較器１７の出力はマイクロコンピュータ１２のＮｎ３端
−Ｆの入力となり、センサー回路の出力電圧をディジタ
ル値で判定する。初段の反転増幅器１６の増幅度は抵抗
１９と抵抗２０の比で決まり、次段の反転増幅器１６の
増幅度は抵抗２１と抵抗群２２の合成抵抗の比で決まる
。ダイオード２３および２４はオペアンプ２６の出力電
圧の大きさに応じてオ／、オフし、二段目のオペアンプ
２６の帰還抵抗群の抵抗の大きさを切換えセンサーの１
０倍の抵抗変化に対して出力電圧がなめらかに変化する
ようにするだめに入れられたものである。また比較電圧
発生器は０−Ｍ０５ＩＣ２６と、はしご型回路２７よリ
ナリ、マイクロコンピュータ１２のＮｎ２端子（５本線
よりなる）からの６ビツト出力を、それに対応した３２
（２）通りのアナログ電圧に変換するものである １−記述べた回路においては、その構成部品数が多くな
るため、抵抗値やダイオード特性のノζラツキによって
回路特性がバラツキをおこすという欠点があった。。
本発明は１−記欠点に鑑み、非直線特性を持つセンサー
からの出勾電１會；を増幅する回路をなくし、センサー
出力電圧の分割抵抗にセンサーの非直線性を補市する特
性を持つ非直線素子をＩｌｌいることにより、センサの
高石モ抗値訓での出力電圧を大きくし、ＳＡ比を敗色す
ることを目的とするものである１、以Ｆ′非直線素ｆと
してダイオードと抵抗を組合わせだものを使って分割抵
抗を形成した本発明の一実施例について、図面に基づい
て説明する。
からの出勾電１會；を増幅する回路をなくし、センサー
出力電圧の分割抵抗にセンサーの非直線性を補市する特
性を持つ非直線素子をＩｌｌいることにより、センサの
高石モ抗値訓での出力電圧を大きくし、ＳＡ比を敗色す
ることを目的とするものである１、以Ｆ′非直線素ｆと
してダイオードと抵抗を組合わせだものを使って分割抵
抗を形成した本発明の一実施例について、図面に基づい
て説明する。
第１２図において、マグネトロン１で発生したマイクロ
θＵは導波轡２によってオープン３内に導かれ、食品に
吸収される。またマグネトロン１の冷苅団ｊファン４で
発生させられた風はマグネトロン１を冷却した後、オー
ブン３の壁面に開けられたパンチング部分６よりオーブ
ン３内に入り、対面に開けられたパンチング部分６より
エアーガイド７を通って、外かく８外に排気される。食
品から出る水分を検知するセンサー９はエアーガイド７
内におかれている。
θＵは導波轡２によってオープン３内に導かれ、食品に
吸収される。またマグネトロン１の冷苅団ｊファン４で
発生させられた風はマグネトロン１を冷却した後、オー
ブン３の壁面に開けられたパンチング部分６よりオーブ
ン３内に入り、対面に開けられたパンチング部分６より
エアーガイド７を通って、外かく８外に排気される。食
品から出る水分を検知するセンサー９はエアーガイド７
内におかれている。
第６図は本発明になる湿度゛センサー回路の人力部分、
およびその出力電圧と相対湿度の関係を示す図である。
およびその出力電圧と相対湿度の関係を示す図である。
湿度センサ６−の抵抗１ｏが大きい時（即ち高湿度の時
）はダイオード２９は導通状態となり、出力電圧は信号
源電圧４ｏを、抵抗１３および抵抗２８の合成抵抗と湿
度センサーの抵抗１０とで分圧したものとなる。湿度セ
ンサーの抵抗１ｏが大きくなると（即ち低湿度の時）、
ダイオード２９は非導通状態となり、出力電圧は信号源
１１ｆｆＩＥ４ｏを、抵抗１３と湿度センサーの抵抗１
０とで分圧したものとなる。そこで抵抗１３および抵抗
２８を適当に選ぶことによって低湿側の出力市川を大き
くすることが出来る。つまり湿度センサーの抵抗１０の
変化にしたがって（即ち相対湿度の変化にしたがって）
、分割抵抗の大きさが変化することになる。第７図にそ
の抵抗値の電圧依存ゼ１を示す。
）はダイオード２９は導通状態となり、出力電圧は信号
源電圧４ｏを、抵抗１３および抵抗２８の合成抵抗と湿
度センサーの抵抗１０とで分圧したものとなる。湿度セ
ンサーの抵抗１ｏが大きくなると（即ち低湿度の時）、
ダイオード２９は非導通状態となり、出力電圧は信号源
１１ｆｆＩＥ４ｏを、抵抗１３と湿度センサーの抵抗１
０とで分圧したものとなる。そこで抵抗１３および抵抗
２８を適当に選ぶことによって低湿側の出力市川を大き
くすることが出来る。つまり湿度センサーの抵抗１０の
変化にしたがって（即ち相対湿度の変化にしたがって）
、分割抵抗の大きさが変化することになる。第７図にそ
の抵抗値の電圧依存ゼ１を示す。
第６図は出力電圧とノイズレベルの関係を示すグラフで
ある。第６図の例に示すように出力４ｉ１Ｆは？柊に抵
抗で分割された場合（Ｂ）と比して非直線素ｒ−で分割
された場合（ム）はより低湿側で大きな出力が得られ、
一定の大きさのノイズ（Ｃ）がある場合、より低湿側ま
で感度がとれる（第６図の例では（Ｂ）は相対湿度３０
チ以下はノイズで出力電圧が確定できないのに対し、（
ム）は相対湿度１８％まで測定できる）。即ちＳ／Ｎ比
が大きい回路が実現できることになる。
ある。第６図の例に示すように出力４ｉ１Ｆは？柊に抵
抗で分割された場合（Ｂ）と比して非直線素ｒ−で分割
された場合（ム）はより低湿側で大きな出力が得られ、
一定の大きさのノイズ（Ｃ）がある場合、より低湿側ま
で感度がとれる（第６図の例では（Ｂ）は相対湿度３０
チ以下はノイズで出力電圧が確定できないのに対し、（
ム）は相対湿度１８％まで測定できる）。即ちＳ／Ｎ比
が大きい回路が実現できることになる。
第８図はダイオードを２個縦続接続した回路である。こ
のようにすると、ダイオード２個がＯＮする出力電圧の
大きさと１個をＯＮさせる出力型１（ミの大きさがちが
うため、出力電圧特性を変えることが出来る。
のようにすると、ダイオード２個がＯＮする出力電圧の
大きさと１個をＯＮさせる出力型１（ミの大きさがちが
うため、出力電圧特性を変えることが出来る。
第９図は前記回路の出力段に〜ｊ変換器３ｏを介シてマ
イクロコンピュータ３１に出力信号を入れる回路例であ
る。一方レベル発生器３２からの出力もマイクロコンピ
ュータ３１の中に入れられ、マイクロコンピュータ３１
の内部で演ｎ比較され、電圧レベルが判定される。
イクロコンピュータ３１に出力信号を入れる回路例であ
る。一方レベル発生器３２からの出力もマイクロコンピ
ュータ３１の中に入れられ、マイクロコンピュータ３１
の内部で演ｎ比較され、電圧レベルが判定される。
第１０図はＡ／Ｄ変換器３０およびレベル発生器３２が
マイクロコンピュータ３１の中に入れられた例、すなわ
ちセンサー回路と〜ｊ変換器内蔵マイクロコンピュータ
と組合わせた例である。
マイクロコンピュータ３１の中に入れられた例、すなわ
ちセンサー回路と〜ｊ変換器内蔵マイクロコンピュータ
と組合わせた例である。
第１１図は電子レンジの制御回路の一実施例である。マ
イクロコンピュータ３１からは螢尤表示管３３をドライ
ブし、まだキイ群３４からの人力をＫｌ、 Ｋ２． Ｋ
４． Ｋ８ポートから４イクロコンピユータ３１内に取
り込み、まだ、湿度センサー回路からの信号をＬ１ポー
トから取り込んでいる。まだマグネトロン１の発振出力
の大きさはトランス３７の一次側の電流を電子回路３５
をマイクロコンピュータ３１の出力端子３６で制御する
ことによって変えられる。
イクロコンピュータ３１からは螢尤表示管３３をドライ
ブし、まだキイ群３４からの人力をＫｌ、 Ｋ２． Ｋ
４． Ｋ８ポートから４イクロコンピユータ３１内に取
り込み、まだ、湿度センサー回路からの信号をＬ１ポー
トから取り込んでいる。まだマグネトロン１の発振出力
の大きさはトランス３７の一次側の電流を電子回路３５
をマイクロコンピュータ３１の出力端子３６で制御する
ことによって変えられる。
以上述べてきたようにセンサー回路の出力電圧の大きさ
はセンサーの抵抗と縦続結合された抵抗値を切換えるこ
とによって変えることが出来るので、非直線素子である
ダイオードをスイッチとして、並列抵抗を結合すると、
大きな抵抗値変化幅に対して高抵抗側での出力も大きり
、シだがってＳＮ比が大きくなめらかな出力電圧変化特
性を得ることが出来る。寸だ複数個のダイオードを縦続
結合することにより特性を変えることが出来る。
はセンサーの抵抗と縦続結合された抵抗値を切換えるこ
とによって変えることが出来るので、非直線素子である
ダイオードをスイッチとして、並列抵抗を結合すると、
大きな抵抗値変化幅に対して高抵抗側での出力も大きり
、シだがってＳＮ比が大きくなめらかな出力電圧変化特
性を得ることが出来る。寸だ複数個のダイオードを縦続
結合することにより特性を変えることが出来る。
この回路は従来の回路構成に比してオペレーンヨンアン
プがなく、まだ抵抗も少なく、きわめて安価であるばか
りでなく、部品点数が少ないので回路のバラツキの点、
あるいは回路の信頼性においてもすぐれだ特ｆ１を有す
るものである。。
プがなく、まだ抵抗も少なく、きわめて安価であるばか
りでなく、部品点数が少ないので回路のバラツキの点、
あるいは回路の信頼性においてもすぐれだ特ｆ１を有す
るものである。。
第１図は湿度センサーの抵抗と相対湿度の関係図、第２
図、第３図、第６図は湿度センサーの出力＋１ｊ１１：
と相対湿度の関係を表わしたグラフ、第４図は湿度セン
サ−回路の従来例の回路図、第６図はノイズと回路出力
電圧の関係を示す図、第７図＆：Ｌ 、Ｊｌ直線抵抗の
′ｉＬ＋：ＩＥ依存性を示すグラフ、第８図は２個のダ
イオードを用いた本発明の回路の出力＋１シ圧と相対湿
度の関係を表わしたグラフ、第９図はマイクロコンピュ
ータを含む湿度センサー回路の模式図、第１０図はＡ／
Ｄ変換器内蔵のマイクロコンピュータを含む湿度センサ
ー装置の一実施例を示す回路図、第１１図は市そレンジ
の制御回路図、第１２図は湿度センサーを有する電ｆ−
レンジの部分切欠き＋Ｅ面図、第１３図は湿度センサー
感湿部の拡大断面図である。 ４ｏ・・・・・・信１川電源、１０・・・・・・センサ
ー抵抗、１３・・・・・・抵抗、２９・・・・・・ダイ
オード、２８・・・・・抵抗、３０・・・・・Ａ／Ｄ変
換器１．３２・・・・・・レベル発生器、３１・・・・
・マイクロコンピュータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１１
１図 ｔＩ５ＡｔａＸ度 第２図 ・、第３因 相対うｌ廣ｔ％＋ 相対シＩ廣＜’／−＋ １１５図 第６図 相対１Ｘ贋（’Ａｔ 第７図 を圧（■ １１１８ 回 １１９図 ４１０図 、？／
図、第３図、第６図は湿度センサーの出力＋１ｊ１１：
と相対湿度の関係を表わしたグラフ、第４図は湿度セン
サ−回路の従来例の回路図、第６図はノイズと回路出力
電圧の関係を示す図、第７図＆：Ｌ 、Ｊｌ直線抵抗の
′ｉＬ＋：ＩＥ依存性を示すグラフ、第８図は２個のダ
イオードを用いた本発明の回路の出力＋１シ圧と相対湿
度の関係を表わしたグラフ、第９図はマイクロコンピュ
ータを含む湿度センサー回路の模式図、第１０図はＡ／
Ｄ変換器内蔵のマイクロコンピュータを含む湿度センサ
ー装置の一実施例を示す回路図、第１１図は市そレンジ
の制御回路図、第１２図は湿度センサーを有する電ｆ−
レンジの部分切欠き＋Ｅ面図、第１３図は湿度センサー
感湿部の拡大断面図である。 ４ｏ・・・・・・信１川電源、１０・・・・・・センサ
ー抵抗、１３・・・・・・抵抗、２９・・・・・・ダイ
オード、２８・・・・・抵抗、３０・・・・・Ａ／Ｄ変
換器１．３２・・・・・・レベル発生器、３１・・・・
・マイクロコンピュータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１１
１図 ｔＩ５ＡｔａＸ度 第２図 ・、第３因 相対うｌ廣ｔ％＋ 相対シＩ廣＜’／−＋ １１５図 第６図 相対１Ｘ贋（’Ａｔ 第７図 を圧（■ １１１８ 回 １１９図 ４１０図 、？／
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）信号検出用の電源と、抵抗値変動幅が大きく非直
線特性を有するセンサーと上記センサーに直列接続され
た非直線素子を有するセンサー装置。 ＠）非直線素子を第１の抵抗とダイオードと直列結合さ
れた第２の抵抗との並列結合で形成した特許請求の範囲
第１項に記載の一ピンサー装置。 （３）ダイオードを複数個縦続結合した特許請求の範囲
第１項記載のセンサー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5635082A JPS58173427A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | センサ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5635082A JPS58173427A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | センサ−装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58173427A true JPS58173427A (ja) | 1983-10-12 |
Family
ID=13024776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5635082A Pending JPS58173427A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | センサ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58173427A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6148356U (ja) * | 1984-08-31 | 1986-04-01 |
-
1982
- 1982-04-05 JP JP5635082A patent/JPS58173427A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6148356U (ja) * | 1984-08-31 | 1986-04-01 |
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