JPS61210934A - 湿度測定回路 - Google Patents
湿度測定回路Info
- Publication number
- JPS61210934A JPS61210934A JP5266985A JP5266985A JPS61210934A JP S61210934 A JPS61210934 A JP S61210934A JP 5266985 A JP5266985 A JP 5266985A JP 5266985 A JP5266985 A JP 5266985A JP S61210934 A JPS61210934 A JP S61210934A
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- JP
- Japan
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- circuit
- humidity
- sensor
- voltage
- resistance
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- Pending
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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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- 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】
［発明の技術分野］
本発明は湿度測定回路に係る。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来から使用されているセラミック型湿度センサは、第
３図に示すようにセンサ周辺の相対湿度とセン４Ｊの電
気抵抗の対数が反比例する特性を有する。そのため、第
４図（増幅回路Ａに交流信号源ＥとセンサＳを直列に前
置）、第５図〈増幅回路へに交流信号源ＥとセンサＳを
抵抗Ｒ（を介して並列に接続したものを前＠）に示ず測
定回路を使用してセンサの電気抵抗を電圧や電流の変化
に変換しても誤差が大きくて正確な結果が得られない。
３図に示すようにセンサ周辺の相対湿度とセン４Ｊの電
気抵抗の対数が反比例する特性を有する。そのため、第
４図（増幅回路Ａに交流信号源ＥとセンサＳを直列に前
置）、第５図〈増幅回路へに交流信号源ＥとセンサＳを
抵抗Ｒ（を介して並列に接続したものを前＠）に示ず測
定回路を使用してセンサの電気抵抗を電圧や電流の変化
に変換しても誤差が大きくて正確な結果が得られない。
そのような問題を解決するため、第６図に示すように対
数増幅器Ａ１を使用することがことがある。センサＳの
出力は対数増幅器Ａ＋において対数変換されるため、対
数増幅器Ａ１の電気出力量と相対湿度とは略比例関係と
なる。ところが、センサ特性において、相対湿度とセン
サの電気体抵抗の対・数が完全に反比例関係にあるわけ
ではないから、測定範囲が広くなると急激に誤差が増大
する。第６図に示した測定回路の特性は第７図に示され
ている。また、この測定回路にあっては、入力側のイン
ピーダンスが＾くなるという欠点もあった。
数増幅器Ａ１を使用することがことがある。センサＳの
出力は対数増幅器Ａ＋において対数変換されるため、対
数増幅器Ａ１の電気出力量と相対湿度とは略比例関係と
なる。ところが、センサ特性において、相対湿度とセン
サの電気体抵抗の対・数が完全に反比例関係にあるわけ
ではないから、測定範囲が広くなると急激に誤差が増大
する。第６図に示した測定回路の特性は第７図に示され
ている。また、この測定回路にあっては、入力側のイン
ピーダンスが＾くなるという欠点もあった。
一方湿度センサの直線性を向上させるために湿度センサ
と直列または並列に接続した特性補正用抵抗からなる回
路と、この回路網に並列に接続した線形化抵抗を有する
センサ回路が用いられる。
と直列または並列に接続した特性補正用抵抗からなる回
路と、この回路網に並列に接続した線形化抵抗を有する
センサ回路が用いられる。
上記のセンサ回路において、前記合成抵抗の変化特性を
３〜４点の湿度について直線近似させ近似直線に対する
相関係数の二乗値が０．９８０〜ｉ、ｏｏｏになるよう
に線形化抵抗を接続すれば、直線近似した範囲内で相対
湿度と電気抵抗の変化が第１０図に示すように比例関係
となる。
３〜４点の湿度について直線近似させ近似直線に対する
相関係数の二乗値が０．９８０〜ｉ、ｏｏｏになるよう
に線形化抵抗を接続すれば、直線近似した範囲内で相対
湿度と電気抵抗の変化が第１０図に示すように比例関係
となる。
第８図に示したのは、演算増幅器Ａ２の入力側に交流信
号源Ｅと直列に湿度センサ回路Ｃ８を接続し演算増幅器
Ａ２の出力側から入力側に抵抗Ｒｆを介して反転入力さ
せたものであり、第９図に示したのは演算増幅器Ａ２の
入力と基準電圧レベル（アース）間に湿度センサ回路Ｃ
ｓを接続したものである。これらのいずれにおいても湿
度センサと直列または並列に接続した特性補正用抵抗か
らなる回路網と、この回路網に並列に接続した線形化抵
抗とによるセンサ回路が設けられている。
号源Ｅと直列に湿度センサ回路Ｃ８を接続し演算増幅器
Ａ２の出力側から入力側に抵抗Ｒｆを介して反転入力さ
せたものであり、第９図に示したのは演算増幅器Ａ２の
入力と基準電圧レベル（アース）間に湿度センサ回路Ｃ
ｓを接続したものである。これらのいずれにおいても湿
度センサと直列または並列に接続した特性補正用抵抗か
らなる回路網と、この回路網に並列に接続した線形化抵
抗とによるセンサ回路が設けられている。
しかしながら、第８図に示した測定回路の出力（以下余
白） 電圧Ｖｏは、湿度セン字管印加電圧をＶ＋ 、抵抗ｑＲ
，ｈ、反転入力の抵抗をＲｔとして、Ｖｏ ＝−Ｒｆ−
Ｖ＋ ・１／Ｒｈ であり、第９図に示した測定回路の出力電圧は、なく、
センサと特性補償抵抗および線形化抵抗によって、セン
サ回路の湿度に対する抵抗変化の直線性を向上させたと
しても、特性的な向上は望めない。また、セラミック型
湿度センサは分極化を避けるために交流信号で駆動され
るが、駆！ＩＪ電圧が高すぎると、センサ内部の電力損
失が大きくなって吸着している水分子が離脱して測定ｉ
Ｊｉ差を大きくするおそれがある。また、前記の電力損
失によりセンサの寿命が短くなるおそれもある。そのた
め、駆動電圧は数百１１ＩＶから数Ｖの範囲で選定する
のが一般的である。前記説明した第８図、第９図の測定
回路では、センサＳには■：の電圧が印加されており、
駆動電圧をあまり高くすることはできず、設計の自由度
も小である。
白） 電圧Ｖｏは、湿度セン字管印加電圧をＶ＋ 、抵抗ｑＲ
，ｈ、反転入力の抵抗をＲｔとして、Ｖｏ ＝−Ｒｆ−
Ｖ＋ ・１／Ｒｈ であり、第９図に示した測定回路の出力電圧は、なく、
センサと特性補償抵抗および線形化抵抗によって、セン
サ回路の湿度に対する抵抗変化の直線性を向上させたと
しても、特性的な向上は望めない。また、セラミック型
湿度センサは分極化を避けるために交流信号で駆動され
るが、駆！ＩＪ電圧が高すぎると、センサ内部の電力損
失が大きくなって吸着している水分子が離脱して測定ｉ
Ｊｉ差を大きくするおそれがある。また、前記の電力損
失によりセンサの寿命が短くなるおそれもある。そのた
め、駆動電圧は数百１１ＩＶから数Ｖの範囲で選定する
のが一般的である。前記説明した第８図、第９図の測定
回路では、センサＳには■：の電圧が印加されており、
駆動電圧をあまり高くすることはできず、設計の自由度
も小である。
［発明の目的］
本発明は上記の事情に基きなされたもので、測定精度が
高くしかも回路設計、特にセンサ駆動用信号発生回路の
設計の自由度が大きな湿度測定回路を得ることを目的と
している。
高くしかも回路設計、特にセンサ駆動用信号発生回路の
設計の自由度が大きな湿度測定回路を得ることを目的と
している。
［発明の概要］
本発明の湿度測定回路は、セラミック型湿度セン−サと
、このセラミック型湿度センナに直列並列の何れか一方
または双方に接続された特性補正抵抗からなる回路網と
、この回路網に並列に接続した湿度に対する合成電気抵
抗とを有するものにおいて、前記合成電気抵抗の変化特
性を３〜４点の各湿度について直線近似させた時、近似
直線に対する相関係数の二乗値が０．９８０〜ｉ、ｏｏ
。
、このセラミック型湿度センナに直列並列の何れか一方
または双方に接続された特性補正抵抗からなる回路網と
、この回路網に並列に接続した湿度に対する合成電気抵
抗とを有するものにおいて、前記合成電気抵抗の変化特
性を３〜４点の各湿度について直線近似させた時、近似
直線に対する相関係数の二乗値が０．９８０〜ｉ、ｏｏ
。
の範囲となるような線形化抵抗を接続して構成したセン
サ回路を、演算増幅器の反転入力と出力との間に接続し
、前記演算増幅器の非反転入力は基準電圧レベルに接続
し、前記反転入力には抵抗を介して交流信号電圧を印加
したことを特徴とする。
サ回路を、演算増幅器の反転入力と出力との間に接続し
、前記演算増幅器の非反転入力は基準電圧レベルに接続
し、前記反転入力には抵抗を介して交流信号電圧を印加
したことを特徴とする。
［発明の実施例１
第４図、第５図、第８図、第９図と同一部分には同一符
号を付した第１図は本発明の一実施例を示寸。この実施
例においては、演詐増幅器Ａ２の反転入力と出力との間
にセン）Ｊ回路Ｃｓが接続されている。センサ回路Ｃｓ
にあっては、第８図、第９図の回路と同様にセラミック
型湿度センサと直列または並列に接続した特性補正抵抗
からなる回路網と、この回路網に並列に接続した湿度に
対する合成電気抵抗とを有し、この合成電気抵抗の湿度
に対する変化特性を３〜４点において直線近似させ近似
直線に対する相関係数の二乗値が０．９８０〜１．００
０の範囲になるよう線形化抵抗が設けられている。なお
、演算増幅器Ａ２の非反転入力は基準電位レベル（アー
ス）に接続され、反転入力には抵抗Ｒ１を介して交流信
号が印加されている。
号を付した第１図は本発明の一実施例を示寸。この実施
例においては、演詐増幅器Ａ２の反転入力と出力との間
にセン）Ｊ回路Ｃｓが接続されている。センサ回路Ｃｓ
にあっては、第８図、第９図の回路と同様にセラミック
型湿度センサと直列または並列に接続した特性補正抵抗
からなる回路網と、この回路網に並列に接続した湿度に
対する合成電気抵抗とを有し、この合成電気抵抗の湿度
に対する変化特性を３〜４点において直線近似させ近似
直線に対する相関係数の二乗値が０．９８０〜１．００
０の範囲になるよう線形化抵抗が設けられている。なお
、演算増幅器Ａ２の非反転入力は基準電位レベル（アー
ス）に接続され、反転入力には抵抗Ｒ１を介して交流信
号が印加されている。
上記構成の本発明湿度測定回路の出力電圧は、Ｖｏ ＝
−Ｒｈ ／Ｒ＋ ・Ｖ＋ で与えられ、センサの抵抗と比例関係にあり、直線化さ
れたセンサ回路の特性を最大限に発揮することができる
。また、センサに印加される駆動電圧はＶｏで出力電圧
に等しく、交流信号電圧と切離して考えることができる
ので、交流信号発生回路の設計の自由度が大きく、安定
な回路の設計が可能となった。
−Ｒｈ ／Ｒ＋ ・Ｖ＋ で与えられ、センサの抵抗と比例関係にあり、直線化さ
れたセンサ回路の特性を最大限に発揮することができる
。また、センサに印加される駆動電圧はＶｏで出力電圧
に等しく、交流信号電圧と切離して考えることができる
ので、交流信号発生回路の設計の自由度が大きく、安定
な回路の設計が可能となった。
［発明の効果］
上記のように本発明の湿度測定回路においては、その出
力が湿度センｌすの抵抗と比例関係にあるため、直線化
されたセンサ回路の特性が十分に発揮され、高い測定精
度を（ｑることができる。また、湿度センサに印加され
る駆動電圧は測定回路の出力電圧に等しい電圧であり、
過大な駆動電圧が印加されることはなく寿命の低下、測
定精度の低下を生じるおそれはない。また、駆動電圧を
交流信号電圧とは切離して考えることができるので、交
流信号発生回路の設計の自由度が大となり、安定な回路
を設計することが可能となる。
力が湿度センｌすの抵抗と比例関係にあるため、直線化
されたセンサ回路の特性が十分に発揮され、高い測定精
度を（ｑることができる。また、湿度センサに印加され
る駆動電圧は測定回路の出力電圧に等しい電圧であり、
過大な駆動電圧が印加されることはなく寿命の低下、測
定精度の低下を生じるおそれはない。また、駆動電圧を
交流信号電圧とは切離して考えることができるので、交
流信号発生回路の設計の自由度が大となり、安定な回路
を設計することが可能となる。
第１図は本発明一実施例の回路図、第２図はその特性線
図、第３図はセラミック型湿度センサの特性線図、第４
図、第５図、第６図は従来の湿度測定回路の第１乃至第
３の例の回路図、第７図は第６図に示した測定回路の特
性線図、第８図、第９図は従来の測定回路の第４乃至第
５の例の回路図、第１０図はその特性線図である。
図、第３図はセラミック型湿度センサの特性線図、第４
図、第５図、第６図は従来の湿度測定回路の第１乃至第
３の例の回路図、第７図は第６図に示した測定回路の特
性線図、第８図、第９図は従来の測定回路の第４乃至第
５の例の回路図、第１０図はその特性線図である。
Claims (1)
- セラミツク型湿度センサと、このセラミツク型湿度セ
ンサに直列並列の何れか一方または双方に接続された特
性補正抵抗からなる回路網と、この回路網に並列に接続
した湿度に対する合成電気抵抗とを有するものにおいて
、前記合成電気抵抗の変化特性を３〜４点の各湿度につ
いて直線近似させた時、近似直線に対する相関係数の二
乗値が０．９８０〜１．０００の範囲となるような線形
化抵抗を接続して構成したセンサ回路を、演算増幅器の
反転入力と出力との間に接続し、前記演算増幅器の非反
転入力は基準電圧レベルに接続し、前記反転入力には抵
抗を介して交流信号電圧を印加したことを特徴とする湿
度測定回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5266985A JPS61210934A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 湿度測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5266985A JPS61210934A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 湿度測定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210934A true JPS61210934A (ja) | 1986-09-19 |
Family
ID=12921274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5266985A Pending JPS61210934A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 湿度測定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210934A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551344A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | Humidity detector |
| JPS5832152A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 湿度検出装置 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP5266985A patent/JPS61210934A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551344A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | Humidity detector |
| JPS5832152A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 湿度検出装置 |
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