JPS6152943B2 - - Google Patents
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- JPS6152943B2 JPS6152943B2 JP6366779A JP6366779A JPS6152943B2 JP S6152943 B2 JPS6152943 B2 JP S6152943B2 JP 6366779 A JP6366779 A JP 6366779A JP 6366779 A JP6366779 A JP 6366779A JP S6152943 B2 JPS6152943 B2 JP S6152943B2
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- Japan
- Prior art keywords
- humidity sensor
- sensor element
- electrode
- heater
- resistance
- Prior art date
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- Expired
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセンサーの制御手段に関し、特に湿度
センサーの制御方法の改良に関する。
センサーの制御方法の改良に関する。
従来、電子レンジ等の加熱調理の制御手段とし
て、食品等が加熱されたとき放出される水蒸気を
検出して、加熱をコントロールする方法が発明さ
れ一部実用化されている。このような場合、一般
に電子レンジ等の排気ダクト内あるいはオーブン
庫内に湿度センサーが装着される構造となつてい
るため、空気中に含まれるホコリ、あるいは加熱
された食品等から出た油蒸気等が湿度センサーに
付着して、検知感度の劣化を呈する。
て、食品等が加熱されたとき放出される水蒸気を
検出して、加熱をコントロールする方法が発明さ
れ一部実用化されている。このような場合、一般
に電子レンジ等の排気ダクト内あるいはオーブン
庫内に湿度センサーが装着される構造となつてい
るため、空気中に含まれるホコリ、あるいは加熱
された食品等から出た油蒸気等が湿度センサーに
付着して、検知感度の劣化を呈する。
すでに発明された方法では、これらの付着した
ホコリ、油等を取り除く方法として、第５図に示
すように湿度センサー素子の周囲近傍にコイル状
のヒータを設け、このヒータの熱で湿度センサー
素子を約450℃に加熱し、ホコリ、油等を焼き切
つて、検知感度の劣化を防いでいた。この湿度セ
ンサー素子としては、マグネシウムスピネル
MgCrO4とルチルTiO2とから成るセラミツクを用
いており、相対湿度に対して、電気抵抗が変化す
る湿度特性（第４図Ａ）の他に、温度が約150℃
以上になると、温度に対して、電気抵抗値が変化
するサーミスタ特性（第４図Ｂ）をも有するもの
である。
ホコリ、油等を取り除く方法として、第５図に示
すように湿度センサー素子の周囲近傍にコイル状
のヒータを設け、このヒータの熱で湿度センサー
素子を約450℃に加熱し、ホコリ、油等を焼き切
つて、検知感度の劣化を防いでいた。この湿度セ
ンサー素子としては、マグネシウムスピネル
MgCrO4とルチルTiO2とから成るセラミツクを用
いており、相対湿度に対して、電気抵抗が変化す
る湿度特性（第４図Ａ）の他に、温度が約150℃
以上になると、温度に対して、電気抵抗値が変化
するサーミスタ特性（第４図Ｂ）をも有するもの
である。
前述の湿度センサー素子を約450℃に加熱して
付着したホコリ、油等を焼き切る時、このサーミ
スタ特性を利用して、湿度センサー素子が約450
℃に加熱されたことを検出している。
付着したホコリ、油等を焼き切る時、このサーミ
スタ特性を利用して、湿度センサー素子が約450
℃に加熱されたことを検出している。
しかし、このような構造ではコイル状のヒータ
と、湿度センサー素子の間は空間を隔てて位置し
ているため、湿度センサー素子を加熱するために
は、比較的大きなワツト数のヒータが必要であ
り、ヒータの熱容量も大きくなつていた。そのた
め湿度センサー素子が約450℃に達したことをサ
ーミスタ特性で検出し、コイル状のヒータへの通
電を切つた後もしばらくは湿度センサー素子の温
度が定常状態に戻らず、この間は湿度検知機能を
果し得ないという欠点があつた。
と、湿度センサー素子の間は空間を隔てて位置し
ているため、湿度センサー素子を加熱するために
は、比較的大きなワツト数のヒータが必要であ
り、ヒータの熱容量も大きくなつていた。そのた
め湿度センサー素子が約450℃に達したことをサ
ーミスタ特性で検出し、コイル状のヒータへの通
電を切つた後もしばらくは湿度センサー素子の温
度が定常状態に戻らず、この間は湿度検知機能を
果し得ないという欠点があつた。
そこで、本発明はこのような欠点を解消するた
めの方法を提供する。
めの方法を提供する。
第１図Ａ第１図Ｂに湿度センサーの構造を示
す。１はマグネシウムスピネルMgCrO4とルチル
TiO2とから成る湿度センサー素子、２は第１の
電極で、２本のリード線４，５が接着されてい
る。３は第２の電極で、リード線６が接着されて
いる。第１，第２の電極２，３は共に酸化ルテニ
ウムRuO2で出来ており、湿度センサー素子１の
両面に接着されている。７はガード電極８のリー
ド線であり、ガード電極８はリード線４，５，６
を囲んで設けられている。９はアルミナ製のベー
スであり、リード線４，５，６，７が固持され、
又、ガード電極８が印刷配線されている。
す。１はマグネシウムスピネルMgCrO4とルチル
TiO2とから成る湿度センサー素子、２は第１の
電極で、２本のリード線４，５が接着されてい
る。３は第２の電極で、リード線６が接着されて
いる。第１，第２の電極２，３は共に酸化ルテニ
ウムRuO2で出来ており、湿度センサー素子１の
両面に接着されている。７はガード電極８のリー
ド線であり、ガード電極８はリード線４，５，６
を囲んで設けられている。９はアルミナ製のベー
スであり、リード線４，５，６，７が固持され、
又、ガード電極８が印刷配線されている。
第２図は湿度センサーの制御回路の一部基本構
成である。１０は信号源であり、抵抗１１を通し
て湿度センサーの４，５のリード線間に電圧が印
加される。すなわち抵抗１１の値をR1、湿度セ
ンサーの４，５のリード線間の抵抗値をＲS、信
号源電圧をViとすると、オペアンプ１４の＋入
力端子には、ＶS＝ＲＳ／Ｒ１＋ＲＳ・Viの電圧が現わ
れ る。
成である。１０は信号源であり、抵抗１１を通し
て湿度センサーの４，５のリード線間に電圧が印
加される。すなわち抵抗１１の値をR1、湿度セ
ンサーの４，５のリード線間の抵抗値をＲS、信
号源電圧をViとすると、オペアンプ１４の＋入
力端子には、ＶS＝ＲＳ／Ｒ１＋ＲＳ・Viの電圧が現わ
れ る。
従つて湿度センサー近傍の相対湿度が変化する
と抵抗値ＲSが変化するためのＶSが変化する。
と抵抗値ＲSが変化するためのＶSが変化する。
オペアンプ１４と抵抗１２，１３で非反転増幅
器を形成し、出力電圧ＶOは ＶO＝（１＋Ｒ３／Ｒ２）・ＶSとなる。
器を形成し、出力電圧ＶOは ＶO＝（１＋Ｒ３／Ｒ２）・ＶSとなる。
１５は湿度センサーを約45℃の高温に加熱し、
湿度センサー表面に付着した、ホコリ、油を焼き
切るための電源で、スイツチ１６が投入されると
湿度センサーの４，６のリード線間に電圧ＶHが
印加される。４，６のリード線が接続されている
第１の電極２はこの場合にはヒータとして働ら
く。すなわち、この酸化ルテニウム電極２自体を
発熱させて、湿度センサー素子１を加熱するもの
である。
湿度センサー表面に付着した、ホコリ、油を焼き
切るための電源で、スイツチ１６が投入されると
湿度センサーの４，６のリード線間に電圧ＶHが
印加される。４，６のリード線が接続されている
第１の電極２はこの場合にはヒータとして働ら
く。すなわち、この酸化ルテニウム電極２自体を
発熱させて、湿度センサー素子１を加熱するもの
である。
次に、湿度センサー素子１が加熱されて、約
450℃に達したことを検出する方法を説明する。
450℃に達したことを検出する方法を説明する。
湿度センサー素子１を加熱すると、約150℃以
上になると、第４図Ｂに示されるようなサーミス
タ特性が顕著になるため湿度センサーの電極２〜
３間の抵抗R3を測定すれば、湿度センサー素子
が約450℃に達したかどうか検出することができ
る。しかし本発明のように、電極２をヒータとし
て動作させるような湿度センサーの構造において
電極２に電圧を印加しながら電極２〜３間の抵抗
値ＲSを測定しようとすると、ヒータ電源１５、
のために、オペアンプ１４の＋端子に現われる電
圧ＶSが影響を受け、正確な抵抗値ＲSを検出でき
ない。そこで本発明では第３図のようにヒータ電
源ＶHと、信号電源Viの位相をずらし、信号電源
Viによつて湿度センサー素子１の抵抗値ＲSを検
出するときにはヒータすなわち、リード線６―４
間には電圧を印加しない制御方法をとつている。
従つて、今相対湿度ＲHが高くなつて、湿度セン
サー素子１の抵抗値ＲSが下つてゆくと、オペア
ンプ１４の出力電圧ＶOは第３図の如く現われ
る。
上になると、第４図Ｂに示されるようなサーミス
タ特性が顕著になるため湿度センサーの電極２〜
３間の抵抗R3を測定すれば、湿度センサー素子
が約450℃に達したかどうか検出することができ
る。しかし本発明のように、電極２をヒータとし
て動作させるような湿度センサーの構造において
電極２に電圧を印加しながら電極２〜３間の抵抗
値ＲSを測定しようとすると、ヒータ電源１５、
のために、オペアンプ１４の＋端子に現われる電
圧ＶSが影響を受け、正確な抵抗値ＲSを検出でき
ない。そこで本発明では第３図のようにヒータ電
源ＶHと、信号電源Viの位相をずらし、信号電源
Viによつて湿度センサー素子１の抵抗値ＲSを検
出するときにはヒータすなわち、リード線６―４
間には電圧を印加しない制御方法をとつている。
従つて、今相対湿度ＲHが高くなつて、湿度セン
サー素子１の抵抗値ＲSが下つてゆくと、オペア
ンプ１４の出力電圧ＶOは第３図の如く現われ
る。
ガード電極８は電気的にはオペアンプ１４の一
端子に接続されている。これはベース９がホコ
リ、油、水蒸気等によつて汚され、絶縁が劣化し
た時にその役目を果す。すなわち、今、リード線
４と、ガード電極８の間で絶縁が劣化したとしそ
のリーク抵抗をr1とすると、リーク抵抗r1は抵抗
１２と並列に入ることになる。従つて抵抗１２を
値R2とすると、R2≪r1になるようにR2を選べ
ば、r1は無視することができる。又、リード線６
とガード電極８の間のリーク抵抗r2についても同
様である。すなわちこの場合はリーク抵抗r2と直
列にリード線６―４間の酸化ルテニウム電極の抵
抗値が接続され、これが抵抗値１２と並列接続さ
れた形となるが、酸化ルテニウム電極の抵抗値は
リーク抵抗r2に比べてはるかに小さく無視できる
ため前述のリーク抵抗r1の場合と同様に考えられ
る。次にリード線５とガード電極８の間のリーク
抵抗r3の場合は、リーク抵抗r3がオペアンプ１４
の＋と−の端子間に接続される形となるが、一般
に非反転増幅器としてのオペアンプの＋と−の端
子間の電位差は入力信号電圧ＶSに比べて非常に
小さい。従つて、＋と−端子間の見かけ上のイン
ピーダンスは非常に小さいと考えられ、リーク抵
抗r3は無視できる。
端子に接続されている。これはベース９がホコ
リ、油、水蒸気等によつて汚され、絶縁が劣化し
た時にその役目を果す。すなわち、今、リード線
４と、ガード電極８の間で絶縁が劣化したとしそ
のリーク抵抗をr1とすると、リーク抵抗r1は抵抗
１２と並列に入ることになる。従つて抵抗１２を
値R2とすると、R2≪r1になるようにR2を選べ
ば、r1は無視することができる。又、リード線６
とガード電極８の間のリーク抵抗r2についても同
様である。すなわちこの場合はリーク抵抗r2と直
列にリード線６―４間の酸化ルテニウム電極の抵
抗値が接続され、これが抵抗値１２と並列接続さ
れた形となるが、酸化ルテニウム電極の抵抗値は
リーク抵抗r2に比べてはるかに小さく無視できる
ため前述のリーク抵抗r1の場合と同様に考えられ
る。次にリード線５とガード電極８の間のリーク
抵抗r3の場合は、リーク抵抗r3がオペアンプ１４
の＋と−の端子間に接続される形となるが、一般
に非反転増幅器としてのオペアンプの＋と−の端
子間の電位差は入力信号電圧ＶSに比べて非常に
小さい。従つて、＋と−端子間の見かけ上のイン
ピーダンスは非常に小さいと考えられ、リーク抵
抗r3は無視できる。
以上説明したように本発明によれば次のような
効果が期待できる。
効果が期待できる。
(1) 従来の湿度センサーのコイル状ヒータを電極
ヒータにしたため、熱時定数が非常に小さくな
り、湿度センサーを加熱クリーニングした後早
く、定常状態に復帰する。
ヒータにしたため、熱時定数が非常に小さくな
り、湿度センサーを加熱クリーニングした後早
く、定常状態に復帰する。
(2) 同じ理由で、加熱クリーニングに要する電力
量を少なくできる。
量を少なくできる。
(3) 湿度センサー素子の抵抗値ＲSの測定と、加
熱クリーニングのための電極ヒータへの通電の
時間的な位相をずらして行なう制御方法のた
め、正確な抵抗値ＲS検出が可能となる。
熱クリーニングのための電極ヒータへの通電の
時間的な位相をずらして行なう制御方法のた
め、正確な抵抗値ＲS検出が可能となる。
(4) 第２図に示された電気回路構成により、ベー
ス９が汚れて絶縁劣化を生じても、抵抗値ＲS
の検出には、ほとんど影響を与えない。
ス９が汚れて絶縁劣化を生じても、抵抗値ＲS
の検出には、ほとんど影響を与えない。
第１図Ａ，Ｂは本発明の一実施例に用いる湿度
センサーの外観図、第２図は同じく電気回路の一
部基本構成図、第３図は同タイミング図、第４図
Ａは同湿度センサーの湿度特性図、第４図Ｂは同
湿度センサーのサーミスタ特性図、第５図は従来
の湿度センサーの外観図である。 １……湿度センサー素子、２……第１の電極、
３……第２の電極、４，５……リード線、８……
ガード電極、１１……抵抗。
センサーの外観図、第２図は同じく電気回路の一
部基本構成図、第３図は同タイミング図、第４図
Ａは同湿度センサーの湿度特性図、第４図Ｂは同
湿度センサーのサーミスタ特性図、第５図は従来
の湿度センサーの外観図である。 １……湿度センサー素子、２……第１の電極、
３……第２の電極、４，５……リード線、８……
ガード電極、１１……抵抗。
Claims (1)
- １ 湿度センサー素子に複数の電極を設け、湿度
センサー素子の抵抗値測定を行うために、異なる
前記電極間に印加する信号源電圧と、前記湿度セ
ンサー素子の加熱クリーニングを行うために前記
ひとつの電極の異なる２点間に印加するヒータ電
源電圧との印加位相をずらし、一方がオンのとき
他方をオフとする湿度センサー制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6366779A JPS55155240A (en) | 1979-05-23 | 1979-05-23 | Controller for humidity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6366779A JPS55155240A (en) | 1979-05-23 | 1979-05-23 | Controller for humidity sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55155240A JPS55155240A (en) | 1980-12-03 |
| JPS6152943B2 true JPS6152943B2 (ja) | 1986-11-15 |
Family
ID=13235919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6366779A Granted JPS55155240A (en) | 1979-05-23 | 1979-05-23 | Controller for humidity sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55155240A (ja) |
-
1979
- 1979-05-23 JP JP6366779A patent/JPS55155240A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55155240A (en) | 1980-12-03 |
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