JPS6046453A - 湿度検出回路 - Google Patents

湿度検出回路

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JPS6046453A
JPS6046453A JP15317983A JP15317983A JPS6046453A JP S6046453 A JPS6046453 A JP S6046453A JP 15317983 A JP15317983 A JP 15317983A JP 15317983 A JP15317983 A JP 15317983A JP S6046453 A JPS6046453 A JP S6046453A
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Toyoaki Ueki
植木 豊昭
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Marcon Electronics Co Ltd
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Marcon Electronics Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating 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
    • G01N27/122Circuits 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湿度検出回路に係シ、特にセラミック湿度セン
サを用いる検出回路に適用し得る湿度検出回路に関する
一般に実用化されているセラミック湿度センサ(以下セ
ンサと称す)はイオン導電性のものであるため、これに
直流電圧を印加すると分極が生ずる。従ってこれを計測
回路に挿入して湿度検出を行なう場合には、センサに直
流を圧を印加できないから発振電圧の如き交流電圧を印
加する必要がある。このため上記センサを用いる従来の
湿度検出回路は、センサに発振電圧を印加する発振回路
と、センサの抵抗変化を交流電圧の変化に変・換する抵
抗−電圧変換回路と、この抵抗−電圧変換回路から出力
される交流電圧の変化を直流1、圧の変化に変換する順
流回路と、この整流回路から出力される直流電圧の変化
を入力して所望の湿度−出力電圧特性を得るための平滑
回路とによ多構成きれている。
しかしながら上記従来の湿度検出回路においては、上記
の整流回路として例えばダイオードとコンデンサとによ
多構成される整流回路を用いで、抵抗−電圧変換回路か
ら出力される交流電圧の変化を直流電圧の変化に変換す
るようになされているので、例えばダイオードの順方向
電圧降下(近似的に折れ点電圧に等しい)を生じたシ、
ツらにこれが温度によって変化(温度係数は約−2mV
/℃〜−3mV/’C)するため、例えに湿度検出回路
を低い電源電圧例えば+v+2.5 V、 −V = 
−2,5Vの電圧て動作させる場合には誤差を生じ易く
、従って高精度の湿度検出が得られない欠点がある。さ
らにまた上記の従来の湿度検出回路においては、電源電
圧として例えは+V−12V 、 −V=−12Vのよ
うに十分に高い電源電圧を使用するようにしても、例え
は抵抗−電圧変換回路がセンサR□と固定抵抗Rとの直
列接続回路によ!ll構成されている場合には、固定抵
抗Rに比較してセンサRHが十分に大きくなる(湿度が
低いときにRBが大きくなる)と、固定抵抗Rの両端間
の電圧が小さくな多、この電圧がダイオードの順方向電
圧降下に比較して無視できない程小さくなると、検出誤
差を生ずる欠点がある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、回路に供船される電源電圧の大小やセ
ンサの抵抗値の大小等によシ湿度−出力電圧特性が影響
きれることなく、常に高精度の湿度検出を省いでる湿度
検出回路を提供するにある。
本発明による湿度検出回路は湿度変化に応じて抵抗値が
変化するセラミック湿度センサと、このセラミック湿度
センサの抵抗値の変化を交流電圧の変化に変換する抵抗
−電圧変換回路と、この抵抗−電圧変換回路から出力さ
れる交流電圧の変化を直流電圧の変化に変換する整流回
路と、この整流回路から出力される直流電圧の変化を入
力して湿度検出信号を出力する平滑回路とを具備し、前
記整流回路は差動増巾器、ダイオードおよび抵抗器によ
多構成され、前記抵抗−電圧変換回路の出力端が前記差
動増巾器の非反転入力端に接続され、前記差動増巾器の
出力端が前記ダイオードのアノードに接続され、前記ダ
イオードのカソードがそれぞれ前記・差動増巾器の反転
入力端および一端がアースに接続された前記抵抗器の他
端と接続されて前記平滑回路の入力端に接続されてなる
ことを特徴とし、前記の整流回路を用いることによシ、
電源電圧の変動やセンサの抵抗値の大小等に影響される
ことなく、常に高精度の湿度検出を行い得るようにした
ものである。
本発明の7実施例を添付図面を参照して詳細に説明する
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図、
第2図は第1図に示す各部の詳細構成を示す図、第3図
は第2図における差動増巾器の出力電圧波形図、第4図
は第2図における整流回路の出力電圧波形図、第5図は
本発明の一実施例における相対湿度−出力電圧特性を示
す特性図である。
第1図および第2図において、1は発振回路、2は抵抗
−電圧変換回路、3は整流回路、4は平滑回路、5はセ
ラミック湿度センサRHである。
発振回路1は例えはZnCr −LiZnV2O5系の
セラミック湿度センサ5の素子に直流を印加すると分極
が起るので、この分極を避けるために用いられる発振回
路であシ、例えはウィーンブリッジ発振回路の1種で構
成もれて、セラミック湿度センサ5に交流発振電圧を印
加するようになされている。発振回路1から出力された
発振電圧はコンデンサC,6を介してセンサ5の抵抗の
変化を交流電圧の変化に変える抵抗−電圧変換回路2に
入力される。この抵抗−電圧変換回路2にはセンサ5が
挿入されておシ、とのセンサ5により相対湿度の変化を
抵抗に変えるように女されている。抵抗−電圧変換回路
2から出力される相対湿度の変化に応じた交流電圧の変
化は整流回路3に入力され、交流電圧の変化に変えるよ
うになされている。この整流回路3は第2図に示す如く
差動増巾器(演算増巾器)A27、ダイオードD3 B
および抵抗器R,9によ多構成され、抵抗−電圧変換回
路2の出力端が差動増巾器A27の非反転入力端に接続
芒れ、この差動増巾器A27の出力端がダイオードD3
8のアノードに接続され、夕゛イオードD3 Bのカソ
ードがそれぞれ差動増巾器A、 7の反転入力端および
一端がアースにM絖された抵抗器R79の他端と接続さ
れて平滑回路4の入力端に接続されている。なお第2図
においてA1は差動増巾器、D1+ Dzはそれぞれダ
イオード、R1−R6+ R11はそれぞれ抵抗器、C
I + C2r C4はそれぞれコンデンサ、eoPは
差動増巾器春27の出力電圧、eoは整流回路3の出力
電圧である。発振回路1と抵抗−電圧変換回w52との
間に挿入されたコンデンサCB 6はセンサ5に印加さ
れる直流成分をカットして、センサ5の分極の発生を防
止するために設けられたものである。発揚回路lから出
力される出力電圧はコンデンサC86f介してセンサ5
と固定抵抗器R6とで構成される直列抵抗体に印加され
る。この直列抵抗体に印加される電圧をp(v)(一定
)、センサ5の両端の電圧をV□(ロ)、固定抵抗器R
6の両端の電圧をVa (V)とするとE=Vヨ+V8
1■H/■6=RH/R4+の関係が成立する。従って
湿度が低いときはRHが大きくなるのでVaが小さくな
る。このv6の変化が差動増巾器A27の非反転入力端
に印加される。平滑回路4においては整流回路3から出
力される直流出力電圧を平滑化するためコンデンサC4
が出力端とアース間に接続されている。
上記本発明の一実施例の作用について説明する。
第2図において相対湿度が変化すると、センサ5の抵抗
値が変化し、これによル固定抵抗器R6の両端の電圧■
6か変化し、これによる抵抗−電圧変換回路2から出力
もれる交流出力電圧の変化が差動増巾器Ax 7の非反
転入力端子に印加される。この入力が正極性のときには
、ダイオードD380導通状態となシ、差動増巾器A2
 7とダイオードDs 8とはユニティゲインバッファ
を構成しているのと同様に動作する。一方入力が負極性
になると、ダイオードD、 8が非導通状態となシ、差
動増巾器A27の出力電圧e。、は第3図に示す如く負
の飽和状態に追い込まれる。
さらに差動増l〕器A27の反転入力端子に流れ込む電
流は極めて微少なものであるから、平滑回路4のコンデ
ンサC4に蓄えられた電荷は抵抗器R7!?吉R11か
らなる直列抵抗を通じてのみ放電される。従って入力が
正極性の半サイクルでコンデ7tC4が充電され、負極
性の半サイクルでれ抵抗器R79とR8おらなる直列抵
抗を通じて放電されることとなる。ここで抵抗器R79
の抵抗値が太きいときには、整流回路3から出方される
直流出力電圧のリッゾル含有率が/トさくなる。またこ
の回路ではダイオードD、 8を介して得られた差動増
巾器A、 7の出力電圧をその反転入力端にフィードバ
ックさせているため、前記従来装置におけるダイオード
だけで整流を行う場合における欠点即ちダイオードの順
方向電圧降下分V、の影響が除去され、第4図に示され
ている如く良好な半波整流が得られ、これが平滑回路4
のコンデンサC4で平滑されて浸度検出信号が得られる
こととなる。従って第5図に示す如く例えは固定抵抗器
R6の両端間の電圧v6の振巾が小さい場合でも、忠実
にこのv6の変化に応じた直流電圧の変化として出方型
、圧をとシ出すことができることとなる。
以上によシ本発明によれはセラミック湿度センサを用い
る湿度検出回路において、従来のダイオードによる整流
回路に代え、整流回路として前記の如き差動増巾器、ダ
イオードおよび抵抗器によ多構成された整流回路を用い
ることによシ、電源電圧の大小やセンサの抵抗値の大小
等に影響されることなく、常に高精度の湿度検出を省い
得る等の優れた効果が奏せられるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図、
第2図Fi第1図に示す各部の詳細構成を示す図、第3
図は第2図における差動増巾器の出力電圧波形図、第4
図は第2図における整流回路の出力電圧波形図、第5図
は本発明の一莢垂力における相対湿度−出力電圧特性を
示す特性図である。 1・・・発振回路、2・・・抵抗−電圧変換回路、3・
・・整流回路、4・・・平滑回路、5・・・セラミック
湿度センサ、6・・・コンデンサ、7・・・差動増巾器
、8・・・ダイオード、9・・・抵抗器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 湿度変化に応じて抵抗値が変化するセラミック湿度セン
    サと、このセラミック湿度センサの抵抗値の変化を交流
    電圧の変化に変換する抵抗−電圧変換回路と、この抵抗
    −電圧変換回路から出力される交流電圧の変化を直流電
    圧の変化に変換する整流回路と、この整流回路から出力
    される直流電圧の変化を入力して浸度検出信号を出力す
    る平滑回路とを具備し、前記整流回路は差動増巾器、ダ
    イオードおよび抵抗器によ多構成され、前記抵抗−電圧
    変換回路の出力端が前記差動増巾器の非反転入力端に接
    続され、前記差動増巾器の出力端が前記ダイオードのア
    ノードに接続され、前記ダイオードのカソードがそれぞ
    れ前記差動増巾器の反転入力端および一端がアースに接
    続式れた前記抵抗器の他端と接続されて前記平滑回路の
    入力端に接続式れてなることを特徴とする湿度検出回路
JP15317983A 1983-08-24 1983-08-24 湿度検出回路 Granted JPS6046453A (ja)

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JPH0251144B2 JPH0251144B2 (ja) 1990-11-06

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JPS6246363U (ja) * 1985-09-09 1987-03-20
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