JPS59220638A - 湿度検出装置 - Google Patents
湿度検出装置Info
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- JPS59220638A JPS59220638A JP9555183A JP9555183A JPS59220638A JP S59220638 A JPS59220638 A JP S59220638A JP 9555183 A JP9555183 A JP 9555183A JP 9555183 A JP9555183 A JP 9555183A JP S59220638 A JPS59220638 A JP S59220638A
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- humidity
- humidity sensor
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は湿度センサの湿度の変化に対応する抵抗値の変
化にもとづいて、湿度の変化な検出てる湿度検出装置に
関する。
化にもとづいて、湿度の変化な検出てる湿度検出装置に
関する。
一般に金属酸化物半導体系（セラミック系）の湿度セン
サは、電気的に抵抗分と容量分の２成分？有し、その値
は湿度の変化に応じて変化でろ。
サは、電気的に抵抗分と容量分の２成分？有し、その値
は湿度の変化に応じて変化でろ。
算１図（ａ〕はその様子乞説明でるＬゾ（で、第１図（
ａ）は湿度センサの等価回路を示し、第１図（ｂ）はそ
れぞれの１直の変化を示す。第１図（ａ）に示で如く、
湿度センサのインピーダンスには抵抗成分ＲＨ０と容量
成分ＣＨＤとがあり、それらの値は紀１図（ｂ）に示で
如く変化する。
ａ）は湿度センサの等価回路を示し、第１図（ｂ）はそ
れぞれの１直の変化を示す。第１図（ａ）に示で如く、
湿度センサのインピーダンスには抵抗成分ＲＨ０と容量
成分ＣＨＤとがあり、それらの値は紀１図（ｂ）に示で
如く変化する。
このような湿度センサを用いて湿度を検出するために、
従来は湿度センサに交流波形ン印加し、その波形の変化
によって抵抗分ＲＨ，または容量分ＣＨＤのどちらか一
方、あるいは２成分の合成値（インピーダンス）乞検出
している。なかでも、比Ｉ紋的１ｒ枦逐な手段で検出す
ることのできる正弦波を印加してインピーダンスを検出
でる手法が広く採用されている 〔背景技術の問題点〕 ここで、上記の如く正弦波乞印加してインビーダンスケ
検出てる手法によれば、そのための正弦波ン発生させろ
手段が必要になる。この正弦波発生手段としては従来か
ら、商用の正弦波電源乞変圧器（トランス）にて降圧し
て供給￥るもの、あるいはウィーンブリッジ回路などの
発振回路から供給ｆろもの等がある。しかし、前者によ
れば外部ｒ）を源の変動にＬ−ｃじて電圧変動ン生じる
という欠点があり、後者によれば一定ポ圧乞供給するた
めにあらかじめ回路？調整等しなければならないという
欠点がある。
従来は湿度センサに交流波形ン印加し、その波形の変化
によって抵抗分ＲＨ，または容量分ＣＨＤのどちらか一
方、あるいは２成分の合成値（インピーダンス）乞検出
している。なかでも、比Ｉ紋的１ｒ枦逐な手段で検出す
ることのできる正弦波を印加してインピーダンスを検出
でる手法が広く採用されている 〔背景技術の問題点〕 ここで、上記の如く正弦波乞印加してインビーダンスケ
検出てる手法によれば、そのための正弦波ン発生させろ
手段が必要になる。この正弦波発生手段としては従来か
ら、商用の正弦波電源乞変圧器（トランス）にて降圧し
て供給￥るもの、あるいはウィーンブリッジ回路などの
発振回路から供給ｆろもの等がある。しかし、前者によ
れば外部ｒ）を源の変動にＬ−ｃじて電圧変動ン生じる
という欠点があり、後者によれば一定ポ圧乞供給するた
めにあらかじめ回路？調整等しなければならないという
欠点がある。
本発明は上記の従来技術の欠点に諾みてなされたもので
、外部電源の電圧変動の影９２受けて性能、特性が変動
したりでることがなく、かつ回路の調整が容易な湿度検
出装置を提供″ｒること乞目的とする。
、外部電源の電圧変動の影９２受けて性能、特性が変動
したりでることがなく、かつ回路の調整が容易な湿度検
出装置を提供″ｒること乞目的とする。
上記の目的乞実現するため本発明は、湿度の変化に応じ
て抵抗１直および容量値の変化でる湿度センサに矩形波
を印加して湿度の変化に応じて変化する出力乞取り出し
、この湿度セン′すの出力から矩形波に同期したタイミ
ングｌ（ルスによって容量分の影響を除去し１こ電位の
み７１敗り出し、これによって抵抗分の変化から湿度の
変化ケ検出てる湿度検出装置乞提供’ｆるものである。
て抵抗１直および容量値の変化でる湿度センサに矩形波
を印加して湿度の変化に応じて変化する出力乞取り出し
、この湿度セン′すの出力から矩形波に同期したタイミ
ングｌ（ルスによって容量分の影響を除去し１こ電位の
み７１敗り出し、これによって抵抗分の変化から湿度の
変化ケ検出てる湿度検出装置乞提供’ｆるものである。
以下、第２図および第３図を参照して本発明の一実施例
乞説明ｆろ。第２図は同実施例の回路図である。直流電
源Ｖｃは抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧され（Ｖｌ）、抵抗Ｒ３
およびコンデンサＣｓＹ介してコンパレータ（ＣＯＭＰ
）１の■端子および○端子に入力される。なお、抵抗
Ｒ４は波形補正用である。ここで、ＣＯＭＰ １はＢ１
部およびＢ２部からなるインバータ２と共に矩形波発生
回路乞形成し、インノ（−タ２の出力ｖ２ハ抵抗Ｒｓ
＋ Ｒｓ Ｙ介してＣＯＭＰＩの■端子および■端子に
与えられる。また、Ｂ１部の出力端子とＢ２部の出力端
子は抵抗Ｒ７および湿度センサＨ１）”ｆ介して接続さ
れる。この矩形波発生回路から発生でる矩形波Ｖ、の周
波数は、時定数τ、 ＝ Ｃ＋ Ｒ５および抵抗Ｒ３，
Ｒ６の値により定まる。
乞説明ｆろ。第２図は同実施例の回路図である。直流電
源Ｖｃは抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧され（Ｖｌ）、抵抗Ｒ３
およびコンデンサＣｓＹ介してコンパレータ（ＣＯＭＰ
）１の■端子および○端子に入力される。なお、抵抗
Ｒ４は波形補正用である。ここで、ＣＯＭＰ １はＢ１
部およびＢ２部からなるインバータ２と共に矩形波発生
回路乞形成し、インノ（−タ２の出力ｖ２ハ抵抗Ｒｓ
＋ Ｒｓ Ｙ介してＣＯＭＰＩの■端子および■端子に
与えられる。また、Ｂ１部の出力端子とＢ２部の出力端
子は抵抗Ｒ７および湿度センサＨ１）”ｆ介して接続さ
れる。この矩形波発生回路から発生でる矩形波Ｖ、の周
波数は、時定数τ、 ＝ Ｃ＋ Ｒ５および抵抗Ｒ３，
Ｒ６の値により定まる。
抵抗Ｒ＋、Ｒ２によって分圧された電圧ＶｌはＣＯＭＰ
３の■端子に与えられ、インバータ２の出力は並列接続
された抵抗Ｒ８とダイオードＤ１および−９、゛にが接
地されたコンデンサＣＲＹ介してＯＭ）３の■端子に与
えられる（電圧Ｖ、 ）。このようにして（・１４成さ
れたＣＯＭＰ ３、ダイオードＤ１、コンデンサＣ２お
よび抵抗Ｒ８からなる回路はタイミング回路を形成し、
入力される矩形波が立下る直前に時定数τ２＝Ｒ８Ｃ２
に従うパルス幅のタイミングパルスｖ４を発し、これ？
ダイオードＤｓン介してＡ／Ｄ変換回Ｖ＝に与える。
３の■端子に与えられ、インバータ２の出力は並列接続
された抵抗Ｒ８とダイオードＤ１および−９、゛にが接
地されたコンデンサＣＲＹ介してＯＭ）３の■端子に与
えられる（電圧Ｖ、 ）。このようにして（・１４成さ
れたＣＯＭＰ ３、ダイオードＤ１、コンデンサＣ２お
よび抵抗Ｒ８からなる回路はタイミング回路を形成し、
入力される矩形波が立下る直前に時定数τ２＝Ｒ８Ｃ２
に従うパルス幅のタイミングパルスｖ４を発し、これ？
ダイオードＤｓン介してＡ／Ｄ変換回Ｖ＝に与える。
湿度センサＨＤと抵抗Ｒ７の接続点の゛層圧Ｖ５は演算
増幅Ｓ（ＡＭＰ ）４の■端子に与えられ、その出力は
１α列接続された抵抗Ｒ８とダイオードＤ２および一１
喘乞接地したコン′デンサＣａＹ介してＡＭｊＰ５の■
端子に与えられる。ＡＭＰ５の出力ｖ６はＡＭＰ４．５
のそれぞれの○端子に与えられる。
増幅Ｓ（ＡＭＰ ）４の■端子に与えられ、その出力は
１α列接続された抵抗Ｒ８とダイオードＤ２および一１
喘乞接地したコン′デンサＣａＹ介してＡＭｊＰ５の■
端子に与えられる。ＡＭＰ５の出力ｖ６はＡＭＰ４．５
のそれぞれの○端子に与えられる。
こうしてＡＭＰ４．５、抵抗Ｒ９、ダイオードＤ２およ
びコンデンサＣ２からなる回路はＡ／Ｄ変換回路を形成
し、ＡＭＰ４の■端子に入力された交流重圧信号ｖ５
を直流に変換し、直流の電圧信号ｖ６を取り出す。ここ
で、ダイオードＤ２ のアノード側には矩形波に同期す
るタイミング）Ｒルスｖ４ が与えられるため、このＡ
／ Ｄ変換回路は湿度センナの容量分の影響のない領
域（矩形波が立下る直前）の信号ｖ５の値を直流信号ｖ
６として出力する。
びコンデンサＣ２からなる回路はＡ／Ｄ変換回路を形成
し、ＡＭＰ４の■端子に入力された交流重圧信号ｖ５
を直流に変換し、直流の電圧信号ｖ６を取り出す。ここ
で、ダイオードＤ２ のアノード側には矩形波に同期す
るタイミング）Ｒルスｖ４ が与えられるため、このＡ
／ Ｄ変換回路は湿度センナの容量分の影響のない領
域（矩形波が立下る直前）の信号ｖ５の値を直流信号ｖ
６として出力する。
以上の如（構成された湿度検出装置の直流出力ｖ６は、
湿度表示器に与えられ出力表示される。
湿度表示器に与えられ出力表示される。
また湿度制御器を構成するＣＯＭＰ７の■端子に与えら
れ、抵抗Ｒ１０’ Ｒ１□および可変抵抗ＶＲ１で分圧
された設定電位と比較される。ＣＯＭＰ７の出力は抵抗
Ｒ７２ｔ Ｒ１３を介してトランジスタＱ１のシースに
与えられ、これをオー７、オフさせる。トランジスタＱ
□がオン、オフされるとダイオードＤ４と並列接続され
たリレーＲＹ□が作動し、湿度制御がなされろことほな
る。
れ、抵抗Ｒ１０’ Ｒ１□および可変抵抗ＶＲ１で分圧
された設定電位と比較される。ＣＯＭＰ７の出力は抵抗
Ｒ７２ｔ Ｒ１３を介してトランジスタＱ１のシースに
与えられ、これをオー７、オフさせる。トランジスタＱ
□がオン、オフされるとダイオードＤ４と並列接続され
たリレーＲＹ□が作動し、湿度制御がなされろことほな
る。
次に、町！３図を参照して第２図に示す装置の説明に１
−ろ。第３Ｉスは動作ケ説明でるタイムチャートで、図
中の■１〜ｖ６はそれぞれ第２図中のｖ１〜ｖ６で示し
た電位である。
−ろ。第３Ｉスは動作ケ説明でるタイムチャートで、図
中の■１〜ｖ６はそれぞれ第２図中のｖ１〜ｖ６で示し
た電位である。
抵抗Ｒ，、Ｒ，、によって分圧された電圧ｖ１は、第３
図（ａ）に示す如く一定値（１頁流電圧）である。
図（ａ）に示す如く一定値（１頁流電圧）である。
矩形波発生回路はこの電圧ｖ１乞入力し、時定イタτ、
＝ＣｌＲ５および抵抗Ｒ３，’＆の値により定まる周波
数の′ｊセ形波を発生ｆる。すなわち、第３図（ｂ）に
示す如＜電圧Ｖ−，はＯボルトと■ボルトの２値を繰り
返１−０ 電圧ｖ３は時定数τ２−Ｃ２Ｒ８に従って第３図（ｃ）
に示ｆような波形となる。そしてＣＯＭＰ ３の■端子
の電位Ｖ、よりも■端子の電位ｖ８の方が大きくなろと
き（時山１１嘔’ｒ）のみ、Ｃ，ＯＭＰ３の出力はハイ
レベル（Ｖｃ ）になる。この様子を第３１シ］（ｄ）
に示す。
＝ＣｌＲ５および抵抗Ｒ３，’＆の値により定まる周波
数の′ｊセ形波を発生ｆる。すなわち、第３図（ｂ）に
示す如＜電圧Ｖ−，はＯボルトと■ボルトの２値を繰り
返１−０ 電圧ｖ３は時定数τ２−Ｃ２Ｒ８に従って第３図（ｃ）
に示ｆような波形となる。そしてＣＯＭＰ ３の■端子
の電位Ｖ、よりも■端子の電位ｖ８の方が大きくなろと
き（時山１１嘔’ｒ）のみ、Ｃ，ＯＭＰ３の出力はハイ
レベル（Ｖｃ ）になる。この様子を第３１シ］（ｄ）
に示す。
Ａ Ｍ Ｐ ４の■端子に与えられろｉｇ圧ｖ５は第３
図（ｅ）に示す如く袈化丁な。ここで、矩形波が立上り
もしくは立下がった直後に図示の様な過渡的な電位変化
が現れるのは、湿度センサＨＤの容量成分ＣＨＤの影響
による。この容量ＣＨＤの影響は特に矩形波が立上りも
しくは立下った直後に大きく現れ、時間の経過と共に減
少−ｆろ。そして矩形波が立上りもしくは立下る直前に
容量ＣＨＤの影響が最も少なくなる。従って矩形波が立
上りもしくは立下る直前の電圧乞取り出せば、湿度セン
サの抵抗成分ＲＨＯＹ直流電圧として検出できる。
図（ｅ）に示す如く袈化丁な。ここで、矩形波が立上り
もしくは立下がった直後に図示の様な過渡的な電位変化
が現れるのは、湿度センサＨＤの容量成分ＣＨＤの影響
による。この容量ＣＨＤの影響は特に矩形波が立上りも
しくは立下った直後に大きく現れ、時間の経過と共に減
少−ｆろ。そして矩形波が立上りもしくは立下る直前に
容量ＣＨＤの影響が最も少なくなる。従って矩形波が立
上りもしくは立下る直前の電圧乞取り出せば、湿度セン
サの抵抗成分ＲＨＯＹ直流電圧として検出できる。
そこで、Ａ／Ｄ変換回路では電圧ｖ６の立上りもしくは
立下りの直前の領域Ｔ（タイミングパルスがハイレベル
の領域）のみ直流信号に変換される。
立下りの直前の領域Ｔ（タイミングパルスがハイレベル
の領域）のみ直流信号に変換される。
このようにすると、ＡＭＰ５の出力電圧ｖ６は第３図（
ｆ）に示すような直流電圧となる。
ｆ）に示すような直流電圧となる。
上記の如く本発明は湿度センサに矩形波を印加して得ら
れる出力電圧の波形から、矩形波が立上りもしくは立下
る直前の一定期間のみの電圧乞検出し、これによって湿
度センサの抵抗分の変化乞取り出丁ことにより湿度を検
出するようにしだのので、外部電源の変動に性能、特性
が影響されろことが少なく、また矩形波の周波数もラフ
に設定できるので回路の調整が容易な湿度検出装置を得
ろことができる。そのため、湿度制御機器の制御あるい
は湿度表示を行なう機器に広く応用できろ。
れる出力電圧の波形から、矩形波が立上りもしくは立下
る直前の一定期間のみの電圧乞検出し、これによって湿
度センサの抵抗分の変化乞取り出丁ことにより湿度を検
出するようにしだのので、外部電源の変動に性能、特性
が影響されろことが少なく、また矩形波の周波数もラフ
に設定できるので回路の調整が容易な湿度検出装置を得
ろことができる。そのため、湿度制御機器の制御あるい
は湿度表示を行なう機器に広く応用できろ。
笛１図は湿度センサの等価回路および特性を説明−４−
るｉス、第２図は本発明の一実施例の回路図、第３図は
第２図に示す実施例の動作のタイムチャートである。 １．３．７・・・コンパレータ、２・・・インバータ、
４５・・・演算増幅器、ＲＹ＋・・・リレー、ＨＤ・・
・湿度セン゛す。
るｉス、第２図は本発明の一実施例の回路図、第３図は
第２図に示す実施例の動作のタイムチャートである。 １．３．７・・・コンパレータ、２・・・インバータ、
４５・・・演算増幅器、ＲＹ＋・・・リレー、ＨＤ・・
・湿度セン゛す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一定の周波数の矩形波ン発生でる矩形波発生回路と、 湿度の変化に応じて少なくとも抵抗値が変化し、前記矩
形波ン入力して湿度変化に応じて変化ｆる出力乞発生す
る湿度センサと、 前記矩形波に同期し、この矩形波が立上りもしく（工立
下７−）直前の一定時間幅において前記湿度センサの抵
抗値（′ｒ１検出明間？設定するだめのタイミングパル
フッ発生１−るタイミング回路と、前記湿度センサの出
カケ前記タイミングパルスで設定されろ検出期間のみ検
出する検出回路とケイＩ＋ｊｌ え、 前記検出回路め出力にもとづいて湿度の変化ンオ多出丁
す湿度キ争出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9555183A JPS59220638A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 湿度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9555183A JPS59220638A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 湿度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220638A true JPS59220638A (ja) | 1984-12-12 |
Family
ID=14140709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9555183A Pending JPS59220638A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 湿度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220638A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06186187A (ja) * | 1992-07-14 | 1994-07-08 | Anatel Corp | 溶液の電導度の測定方法及び装置 |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP9555183A patent/JPS59220638A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06186187A (ja) * | 1992-07-14 | 1994-07-08 | Anatel Corp | 溶液の電導度の測定方法及び装置 |
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