DE3140446C2 - Humidity sensor and process for its manufacture - Google Patents

Humidity sensor and process for its manufacture

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DE3140446C2 DE19813140446 DE3140446A DE3140446C2 DE 3140446 C2 DE3140446 C2 DE 3140446C2 DE 19813140446 DE19813140446 DE 19813140446 DE 3140446 A DE3140446 A DE 3140446A DE 3140446 C2 DE3140446 C2 DE 3140446C2
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Abstract

Es wird ein Feuchtefühler angegeben, der einen erweiterten Impedanzbereich bis zu 10 ↑1 ↑2 Ω aufweist und hierbei eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Störsignalen besitzt. Dieser Fühler umfaßt innere und äußere leitende Filme (11, 12) auf einem isolierenden Substrat (10) hoher Reinheit, wobei sich ein Ringspalt (13) zwischen den Filmen befindet. Ein feuchtigkeitsempfindlicher Film (30) mit hoher Impedanz deckt den Ringspalt (13) ab und erstreckt sich auf den inneren und äußeren Film.A humidity sensor is specified which has an extended impedance range of up to 10 ↑ 1 ↑ 2 Ω and has a low sensitivity to interference signals. This sensor comprises inner and outer conductive films (11, 12) on an insulating substrate (10) of high purity, with an annular gap (13) between the films. A moisture-sensitive film (30) with a high impedance covers the annular gap (13) and extends over the inner and outer films.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Feuchtefühler gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Die Messung der relativen Feuchte über einen weiten Bereich von beispielsweise 10 bis 90% bereitet im allgemeinen immer noch große Probleme, da diese Messung darauf hinausläuft große Widerstandswerte in der Größenordnung von mehr als 106O zu messen, wobei sich aufgrund von Antenneneffekten Störeinstreuungen ergeben.
The present invention relates to a humidity sensor according to the preamble of claim 1 and to a method for its production.
The measurement of the relative humidity over a wide range of, for example, 10 to 90% still generally causes great problems, since this measurement amounts to measuring large resistance values in the order of magnitude of more than 10 6 O, with interference resulting from antenna effects.

Im Stand der Technik wurde Eisenoxyd als auf die Feuchte ansprechendes Element verwendet wobei in diesem Zusammenhang auf den Artikel »Electrical properties of iron oxyd polyethelene glycol humidity sensitive elements« von Nicholas, Pitkanen, Lavine, Zook und Hagen, Mai 1&76, Journal of Applied Physics, Band 47, Nr. 5, Seiten 2191—2199 verwiesen sei. Die Veröffentlichung richtet sich jedoch auf eine Einrichtung mit geringer Impedanz, wobei Polyäthylenglycol mit Fe2Qj gemischt wird, um die Impedanz zu verringern.In the prior art, iron oxide was used as a moisture-responsive element, in which context the article "Electrical properties of iron oxide polyethelene glycol humidity sensitive elements" by Nicholas, Pitkanen, Lavine, Zook and Hagen, May 1 & 76, Journal of Applied Physics , Volume 47, No. 5, pages 2191-2199. However, the publication is directed to a low impedance device in which polyethylene glycol is mixed with Fe 2 Qj to reduce the impedance.

Ferner ist aus der US 37 03 697 ein Fühler zur Erfassung der relativen Feuchte bekannt, bei dem auf einem isolierenden Substrat von hoher Reinheit zwei in einem Abstand voneinander angeordnete leitende Filme aufgebracht werden. Ein hygroskopischer Film, dessen Impedanz sich in Abhängigkeit von der Feuchte verändert, erstreckt sich über beide leitende Filme und überbrückt den Abstand zwischen diesen. Beide leitende Filme greifen bei dem bekannten Feuchtefühler nach Art eines Kammes ineinander. Die der relativen Feuchte zugeordnete Impedanz wurde dort durch bestimmte Zusätze in dem hygroskopischen Film reduziert, um die oben erwähnten Antenneneffekte zu vermeiden und die Auswertung der Meßgi öße zu erleichtern.Furthermore, from US 37 03 697 a sensor for detection The relative humidity is known, at which two in one on an insulating substrate of high purity Conductive films arranged at a distance from one another are applied. A hygroscopic film, its impedance changes as a function of humidity, extends over both conductive films and bridges the distance between them. Both conductive films act like a one in the known humidity sensor Comb into each other. The impedance assigned to the relative humidity was determined by certain additions reduced in the hygroscopic film in order to avoid the antenna effects mentioned above and the evaluation to facilitate the measuring size.

JO Ausgehend von dem bekannten Feuchtefühler ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung diesen so auszubilden, daß er bei einer hohen Impedanz (bis zu 10l2Ohm) eine verminderte Störanfälligkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Feuchtefühlers sowie eines Verfahrens zu seiner Herstellung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Durch den speziellen Elektrodenaufbau und einen speziellen Schaltkreis kann der Meßbereich in den Bereich hoher Impedanzen his zu ΙΟ12 Ω erstreckt werden. Durch den neuen Aufbau werden sehr geringe Antenneneffekte vorgegeben, was auf die geringe Oberfläche des Fühlers und auf die Abschirmung der Anschlüsse zurückzuführen ist.
JO Starting from the known humidity sensors, it is the object of the present invention, this form so that it has at a high impedance (up to 10 Ohm l2) reduced susceptibility to faults.
This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Further advantageous configurations of the humidity sensor according to the invention and a method for its production can be found in the subclaims.
Due to the special electrode structure and a special circuit, the measuring range can be extended into the range of high impedances up to ΙΟ 12 Ω. The new design results in very low antenna effects, which is due to the small surface area of the sensor and the shielding of the connections.

Der vorliegende Feuchtefühler kann miniaturisiert werden, ohne daß seine Lebensdauer und Stabilität beeinträchtigt wird. Aufgrund der hohen Impedanz sindThe present humidity sensor can be miniaturized without its service life and stability being impaired will. Because of the high impedance are

die elektrischen Ströme in dem Fühler gering und es erfolgt eine sehr geringe Aufheizung. Dies wiederum gestattet eine Verringerung der Abmessung. Der erfindungsgemäße Fühler besitzt einen erweiterten Impedanzbereich, wobei sich die Impedanz bei hoher Feuchtigkeit (z. B. 90%) in der Größenordnung von ΙΟ3 Ω entsprechend bekannter bereits vorliegender Feuchtefühler und bei geringer Feuchtigkeit (z. B. 10%) in der Größenordnung von ΙΟ12 Ω bewegt Bei einer relativen Feuchtigkeit von 35% beträgt die Impedanz etwa ΙΟ6 Ω. Durch den vorliegenden Fühler wird somit der Impedanzbereich gegenüber bekannten Fühlern von ungefähr 106 Ω auf ungefähr 1012 Ω erstrecktthe electrical currents in the sensor are low and there is very little heating. This in turn allows the size to be reduced. The sensor according to the invention has an extended impedance range, with the impedance at high humidity (e.g. 90%) in the order of ΙΟ 3 Ω corresponding to known existing humidity sensors and at low humidity (e.g. 10%) in the order of magnitude moved by ΙΟ 12 Ω At a relative humidity of 35% the impedance is about ΙΟ 6 Ω. The present sensor extends the impedance range from approximately 10 6 Ω to approximately 10 12 Ω compared to known sensors

Bei einem Fühler mit hoher Impedanz (ΙΟ12 Ω), wie er durch die vorliegende Erfindung angegeben wird, müssen bestimmte Probleme gelöst werden, wobei eines dieser Probleme aus den Leckslrömen resultiert. Bei dem erfindungsgemäßen Fühler ergeben sich aufgrund der geringen geometrischen Abmessung und einer vorgesehenen Abschirmung geringe durch elektrische Felder hervorgerufene Leckströme. With a high impedance (ΙΟ 12 Ω) sensor as indicated by the present invention, certain problems must be solved, one of which problems results from the leakage currents. In the case of the sensor according to the invention, due to the small geometric dimensions and the provided shielding, there are low leakage currents caused by electrical fields.

Anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgende« die Erfindung näher beschrieben. Es zeigtOn the basis of an embodiment shown in the figures of the drawing, the invention is described below described in more detail. It shows

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Feuchtefühler mit hoher Impedanz;F i g. 1 shows a plan view of a humidity sensor according to the invention with a high impedance;

Fig.2 einen Querschnitt durch den Fühler gemäß Fig.l;2 shows a cross section through the sensor according to Fig.l;

F i g. 3 eine Modifikation des Fühlers gemäß F ι g. 1;F i g. 3 shows a modification of the sensor according to FIG. 1;

F i g. 4 ein Diagramm, in welchem der Widerstand über der relativen Feuchtigkeit aufgetragen ist; undF i g. 4 shows a diagram in which the resistance is plotted against the relative humidity; and

F i g. 5 einen elektrischen Schaltkreis zur Auswertung des von dem Feuchtefühler gelieferten Signales.F i g. 5 shows an electrical circuit for evaluating the signal supplied by the humidity sensor.

Ein die relative Feuchtigkeit erfassendes Element mit hoher Impedanz wird gebildet, indem auf ein isolierendes Substrat ein leitender Film beispielsweise aus Gold aufgebracht wird, wobei der Umfang dieses ersten Filmes vollständig von einem zweiten leitenden Film umschlossen wird, der sich ebenfalls auf dem nichtleitenden Substrat befindet und von dem ersten Film einen Abstand aufweist Eine auf Feuchtigkeit ansprechende Schicht aus Eisenoxyd wird über den leitenden Filmen und der Lücke dazwischen aufgebracht, wobei diese Schicht die Lücke zwischen beiden Filmen überbrückt. Elektrische Anschlüsse sind jeweils mit den beiden leitenden Filmen verbunden.A high impedance relative humidity sensing element is formed by clicking on an insulating Substrate a conductive film, for example made of gold, is applied, the circumference of this first film is completely enclosed by a second conductive film, which is also on the non-conductive The substrate is located and spaced from the first film. A moisture responsive Layer of iron oxide is applied over the conductive films and the gap between them, being this Layer bridged the gap between both films. Electrical connections are each with the two conductive ones Movies connected.

Gemäß den F i g. 1 und 2 ist ein isolierendes Substrat 10 vorgesehen, das beispielsweise aus nichtleitendem Keramikmaterial oder Glas besteht, welches eine hohe Dichte und Reinheit aufweist. Materialien für dieses Substrat bilden beispielsweise AISiMg, Aluminium, Saphir und Quarz. Auf die Oberfläche dieses Substrats wird ein innerer leitender Film 11 beispielsweise aus Gold aufgedampft, der von einem äußeren leitenden Film ebenfalls aus aufgedampftem Gold umgeben ist. Eine Lücke 13 zwischen beiden Filmen besitzt beispielsweise eine Breite von 0,085 mm. In einer verwirklichten Ausführungsform besitzt das Substrat eine Dicke von 0,64 mm und weist eine quadratische Abmessung mit einer Kantenlänge von 2,54 cm auf. Es besteht aus AIS-iMgi welches von der Firma 3 M unter der Produktnummer 614 vertrieben wird. Zwei enge Bohrungen 14 und 15 befinden sich in dem Substrat um Anschlußdrähte 16 und 17 von hinten an die Filme heranzuführen. Die gesamte gereinigte Oberfläche des Substrats wurde mit Ausnahme der Lücke von 0,085 mm mit aufgedampftem Gold beschichtet. Das Gold kann gewünschtenfalls in einem Maskenverfahren (silk screening) aufgebracht werden. Danach folgt ein Temperprozess. Die vier Kanten werden ungefähr 1,6 mm auf der Goldoberfläche 12 ebenso wie eine kreisförmige Fläche von 1,6 mm in? Zentrum abgedeckt und sodann wird die Oberfläche gleichmäßig mit dem auf die Feuchte ansprechenden Eisenoxyd beschichtet. Das Eisenoxyd ist in einer dünnen wässrigen Lösung von Polyvinylalkohol gelöst und wird aufeinmal solange mit einer Luftbürste zugeführt, bis der zugeführte Oxydfilm ausreichend lichtundurchlässig ist, um das Gold der Elektrodenschichten 11 und 12 gegen Licht abzudecken. Heizeinrichtungen können erforderlich sein, um das Oxyd zwischen den nacheinander zugeführten Schichten zu trocknen. Das Eisenoxyd wurde sodann bei einer Temperatur von ungefähr 1080° bis 11000C während ungefähr 13 bis 15 Minuten gesintert, um die Herstellung des Fühlers zu vervollständigen. Während des Sinterprozesses wird das Eisenoxydpulver zusammengebacken, wobei es poröse Kügelchen bildet und ebenfalls mit den Elektroden verbunden wird. GewünschtenfrJIs können auch nicht gesinterte Fühler mit Eisenoxyd verwendet werden.According to FIGS. 1 and 2, an insulating substrate 10 is provided, which consists, for example, of non-conductive ceramic material or glass, which has a high density and purity. Materials for this substrate are, for example, AISiMg, aluminum, sapphire and quartz. An inner conductive film 11, for example made of gold, is evaporated onto the surface of this substrate, which is surrounded by an outer conductive film likewise made of evaporated gold. A gap 13 between the two films has a width of 0.085 mm, for example. In a realized embodiment, the substrate has a thickness of 0.64 mm and has a square dimension with an edge length of 2.54 cm. It consists of AIS-iMgi which is sold by 3 M under the product number 614. Two narrow bores 14 and 15 are located in the substrate in order to lead connecting wires 16 and 17 to the films from behind. The entire cleaned surface of the substrate, except for the 0.085 mm gap, was coated with evaporated gold. If desired, the gold can be applied in a mask process (silk screening). This is followed by a tempering process. The four edges will be approximately 1.6 mm on the gold surface 12 as well as a 1.6 mm circular area in? Center covered and then the surface is evenly coated with the moisture-sensitive iron oxide. The iron oxide is dissolved in a thin aqueous solution of polyvinyl alcohol and is supplied all at once with an air brush until the supplied oxide film is sufficiently opaque to cover the gold of the electrode layers 11 and 12 from light. Heating equipment may be required to dry the oxide between successive layers. The iron oxide was then sintered at a temperature of about 1080 ° to 1100 0 C for about 13 to 15 minutes, to complete the manufacture of the sensor. During the sintering process, the iron oxide powder is baked together, forming porous spheres and also being connected to the electrodes. If desired, non-sintered sensors with iron oxide can also be used.

Während die Erfindung anhand eiiie.*: Fühlers beschrieben wird, bei dem die feuchtigkeitsempfindliche Schicht aus Eisenoxyd (Fe2Cy besteht, kann ganz allgemein das Material für die feuchtigkeitsempfindliche Schicht "us einem hygroskopischen Metalloxyd, einem hygroskopischen Polymer (dotiert oder unbehandelt) oder einem anorganischen Salz bestehen. Es ist bekannt daß diese Materialien in geeigneter Form den hohen Widerstand von elektrischen Isolatoren aufweisen. Es ist ferner bekannt, daß bestimmte Oxyde ihrer Natur nach hygroskopisch sind, was ihre Isolationseigenschaften beeinflußt, wenn sie einer Atmosphäre ausgesetzt werden, die eine gewisse Menge von Wasserdampf enthält. Der Wert des elektrischen Widerstandes verändert sich hierbei in Abhängigkeit von dem: Wasserdampfgehalt der Atmosphäre. Die gewünschten Eigenschaften, einschließlich des von der Feuchtigkeit abhängenden Widerstandes und einem hohen Maß an chemischer Stabilität, herrschen speziell bei den Oxyden der Metalle vor, wie sie in der Gruppe VIII, Periode 4 der periodischen Tabelle der Elemente vorgefunder, werden. Obgleich andere Materialien verwendei werden können, werden die Oxyde von Eisen, Nickel imd Kobalt gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Bezüglich des dotierten Polymers bildet Polyvinylalkohol mit Lithiumchlorid ein Beispiel für ein geeignetes Material. Geeignete unbehandelte Polymere beinhalten Polyäthylenfluorid und Polyimide. Geeignete anorganische SalzeWhile the invention is described with the aid of a. *: Sensor in which the moisture-sensitive layer consists of iron oxide (Fe2Cy, can in general the material for the moisture-sensitive layer "from a hygroscopic metal oxide, a hygroscopic polymer (doped or untreated) or an inorganic salt. It is known that these materials have the high resistance of electrical insulators in a suitable form. It It is also known that certain oxides are hygroscopic in nature, which is their insulating properties affected when exposed to an atmosphere containing some amount of water vapor. The value of the electrical resistance changes depending on the: water vapor content the atmosphere. The desired properties including the moisture-dependent resistance and a high degree of chemical stability, prevail especially with the oxides of metals, as they are in group VIII, period 4 of the periodic Table of items to be found. Although Other materials can be used, the oxides of iron, nickel and cobalt according to of the present invention are preferred. As for the doped polymer, polyvinyl alcohol forms with lithium chloride an example of a suitable material. Suitable untreated polymers include polyethylene fluoride and polyimides. Suitable inorganic salts

so umfassen Lithiumfluorid, Bleijodid, Certitanat und Natriumhydrogenphosphat. thus include lithium fluoride, lead iodide, certitanate, and sodium hydrogen phosphate.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 ist die äußere Elektrode 12 konzentrisch um die innere Etektr\)ds 11 dargestellt, und der Abstand 13 zwischen den Elektroden tritt als Ringspalt auf. Während es erforderlich ist, daß der Ringspalt 13 kontinuierlich verläuft und sich in sich selbst schließt, ist es nicht erforderlich, daß er kreisförmig mit einem vorgegebenen Radius verläuft. Der Ringspalt 13 kann im wesentlichen rechteckförmig oder in Serpentinen verlaufen, um die Spaltlänge zu vergrößern, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. In jedem Fall wird das Eisenoxyd über dem Ringsp.iit und den inneren und äußeren leitenden Elektroden zugeführt, um den Ringspak kontinuierlich mit Eisenoxyd zu überbrücken. Bei der Herausführung des Leitungsdrahtes 16 auf der Rückseite aes Substrates gemäß den F i g. 1 und 2 ist es erwünscht, einen Schutzring 36 auf der Rückseite des Substrates vorzusehen, wobei ein Lei-In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the outer electrode 12 is concentric around the inner one Etektr \) ds 11 shown, and the distance 13 between the electrodes appears as an annular gap. While it is necessary that the annular gap 13 extends continuously and closes in on itself, it is not necessary that it is circular with a given radius. The annular gap 13 can run essentially rectangular or in serpentines around the gap length to enlarge, as shown in FIG. 3 is shown. In any case, the iron oxide is above the ring space and fed to the inner and outer conductive electrodes to continuously supply iron oxide to the ringspak bridge. When leading out the lead wire 16 on the back of aes substrate according to the F i g. 1 and 2, it is desirable to provide a guard ring 36 on the back of the substrate, with a line

nangsdraht Ig mit diesem Schutzring verbunden ist.nangsdraht Ig is connected to this protective ring.

Beim Aufbau von Fühlern mit hoher Impedanz können durch die Oberflächenverschmutzung hervorgerufene Leckströme zu Meßfehlern führen. Um die Anforderungen an saubere unverschmutzte Oberflächen beim ί Betrieb des Fühlers /u vermindern, wird für die Leckttfömc ein Abschluss durch Schutzerdung vorgegeben. Ba Schutzring gibt eine leitende Abschirmung um den Erfassungspunkt des Fühlersignales vor. Dieser Schutzring wird auf dem elektrischen Potential des Signales mittels eines elektronischen Schaltkreises gehalten. Da kein elektrisches Potential zwischen dem Schutzring und dem Erfassungspunkt des Signalcs vorliegt, ergibt sä* kein durch Einstreuungen hervorgerufenes Leckstromsignal, das einen Meßfehler verursachen könnte.When installing sensors with high impedance, leakage currents caused by surface contamination can lead to measurement errors. In order to meet the requirements for clean, unpolluted surfaces at the ί Reduce the operation of the sensor / u, a termination by protective grounding is specified for the leakage flow. Ba protection ring provides a conductive shield around the detection point of the sensor signal. This guard ring is at the electrical potential of the signal held by means of an electronic circuit. There is no electrical potential between the guard ring and the detection point of the signal c is present, sä * does not result in a leakage current signal caused by interference which could cause a measurement error.

In dem schematischen Schaltkreis gemäß F i g. 5 ist der relative Feuchtefühler gemäß den F i g. I und 2 als Wäderstandselement JO dargestellt. Das Element 30. das fm wesentlichen eine kreisförmige Geometrie aufweist. et an der Außenkante des äußeren leitenden Filmes 12 ctarch eine Abschirmung 31 begrenzt, die hier gestrichelt dargestellt ist. Die Abschirmung ist mit dem Film 12 und dem Leitungsdraht 17 in F i g. 5 verbunden, wobei der Leitungsdraht 17 an einen Anschluß eines Wechsrfcpannungsgenerators 32 angeschlossen ist. dessen an- derer Anschluß an Masse liegt. Der Generator 32 kann beispielsweise ein Rechteckwellengenerator mit einer Frequenz von I Hz bzw. 10 Hz sein, wobei die Spitzenspannung 1 Volt beträgt Das Signal muß jedoch nicht rechteckförmig sein. Der innere leitende Film 11 des Fuders ist durch den AnschluBdraht 16 mit einem Scitaltungspunkt 33 und dem positiven Signaleingang eines Feldeffekttransistor-Opperationsverstärkers 34 verbunden, wobei der Verstärker 34 als Pufferverstärker mit Rückführung arbeitet. Der Schaltungspunkt 33 ist ferner über einen hochohmigen Widerstand 35 an Masse angeschlossen. Der Schutzring 36 umgibt dem Sckaltungspunkt 33. wobei dieser direkt an den negativen Eingang des Operationsverstärkers 34 angeschlossen ist. Aufgrund der Rückführung des Operationsver- Markers 34 ergibt sich eine Potentialdifferenz von 0 zwischen den beiden Eingängen dieses Verstärkers, wobei der Schutzring 36 auf dem gleichen Potential wie der Signaleingang gehalten wirdum Leckströme zu vermeiden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 34 ist über eäaen Verstarker 37 auf eine Anzeigeeinrichtung 38 gefäbn.In the schematic circuit according to FIG. 5 is the relative humidity sensor according to FIGS. I and 2 shown as Wäderstandselement JO. The element 30. that fm has a substantially circular geometry. et on the outer edge of the outer conductive film 12 ctarch limits a shield 31, which is shown here in dashed lines. The shield is with the film 12 and lead wire 17 in FIG. 5 connected, the lead wire 17 being connected to one terminal of an alternating voltage generator 32. whose other which is connected to ground. The generator 32 may, for example, be a square wave generator with a Frequency of 1 Hz or 10 Hz, whereby the peak voltage is 1 volt. However, the signal does not have to be be rectangular. The inner conductive film 11 of the Fuders is through the connection wire 16 with a switching point 33 and the positive signal input of a field effect transistor operational amplifier 34, the amplifier 34 operating as a buffer amplifier with feedback. The switching point 33 is also connected to ground via a high-resistance resistor 35. The protective ring 36 surrounds the Breakpoint 33. This is connected directly to the negative input of the operational amplifier 34. Due to the repatriation of the surgical Marker 34 results in a potential difference of 0 between the two inputs of this amplifier, with the guard ring 36 is kept at the same potential as the signal input in order to avoid leakage currents. The output of op amp 34 is over eäaen amplifier 37 on a display device 38.

Ein Schutzringsignal mit niedriger Impedanz kann in einfacher Weise durch die Verwendung eines rückgekoppelten Verstärkers 34 mit der Verstärkung 1 erzielt so werden. Durch di*^ Anordnung einer Rückführung von den Ausgang auf den invertierenden negativen Eingang des Verstärkers ergibt sich ein Signal mit niedriger Impedanz, das dem Eingangssignal folgt und diesem entspricht. Dieser Punkt mit geringer Impedanz gibt die Scfautzspannung vor.A guard ring signal with low impedance can be achieved in a simple manner by using a feedback amplifier 34 with a gain of 1 will. By di * ^ arrangement of a return of the output to the inverting negative input The amplifier results in a low impedance signal that follows and corresponds to the input signal. This low impedance point gives the Scfautzspannung before.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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Claims (13)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Feuchtefühler, welcher aufweist:1. Humidity sensor, which has: ein isolierendes Substrat von hoher Reinheit, einen ersten leitenden Film auf der Oberfläche des isolierenden Substrats, an den ein erster elektrischer Anschluß des Fühlers angeschlossen ist, einen zweiten leitenden Film auf der Oberfläche des isolierenden Substrats, an den ein zweiter elektrischer Anschluss des Fühlers angeschlossen ist wobei beide leitenden Filme einen Abstand voneinander aufweisen, und einen hygroskopischen Film hoher Impedanz, der sich über beide leitende Filme unter Überbrückung des Abstandes zwischen diesen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der eine leitende Film (12) den anderen leitenden Film (11) konzentrisch umgibt, so daß der durch den Abstand zwischen beiden leitenden Filmen gebildete Spalt (13) in sich geschlossen istan insulating substrate of high purity, a first conductive film on the surface of the insulating Substrate to which a first electrical connection of the sensor is connected, a second conductive film on the surface of the insulating substrate to which a second electrical connection of the sensor is connected with both conductive films having a distance from each other, and one hygroscopic film of high impedance, which extends over both conductive films by bridging the Distance between them, characterized in that the one conductive film (12) concentrically surrounds the other conductive film (11) so that the distance between the two conductive films formed gap (13) is closed 2. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (13) ringförmig ist2. Sensor according to claim 1, characterized in that the gap (13) is annular 3. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt ringmäanderförmig ist.3. Sensor according to claim 1, characterized in that the gap is annularly meander. 4. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der innere und äußere leitende Film (11,12) aus Gold besteht.4. Sensor according to claim 1, characterized in that the inner and outer conductive films (11, 12) is made of gold. 5. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine kreisförmige Gestalt aufweist5. Sensor according to claim 1, characterized in that it has a circular shape 6. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine quadratische Gestalt aufweist, wobei das Substrat durch einen im wesentlichen flachen Körper mit einer Dicke vot ungefähr 0,6 mm und einer Quadrat-Kantenl£n^e von 2,5 cm vorgegeben ist und daß nur der innere leiter Je Film (11) kreisförmig ausgestaltet ist6. Sensor according to claim 1, characterized in that it has a square shape, wherein the substrate by a substantially flat body with a thickness of about 0.6 mm and given a square edge length of 2.5 cm and that only the inner conductor per film (11) is circular is designed 7. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Substrat (10) hoher Reinheit aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt wird, die Aluminium, AlSiMg bzw. Quarz enthält7. Sensor according to claim 1, characterized in that the insulating substrate (10) of high purity is selected from a group of materials that contains aluminum, AlSiMg or quartz 8. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der hygroskopische Film (30) aus Eisenoxyd (Fe2O3) besteht.8. Sensor according to claim 1, characterized in that the hygroscopic film (30) consists of iron oxide (Fe 2 O 3 ). 9. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hygroskopische Film (30) aus einem hygroskopischen Polymer besteht.9. Sensor according to claim 1, characterized in that the hygroscopic film (30) consists of a hygroscopic Polymer. 10. Fühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das hygroskopische Polymer durch Polyvinylalkohol mit Lithiumchlorid vorgegeben ist.10. Sensor according to claim 9, characterized in that that the hygroscopic polymer is given by polyvinyl alcohol with lithium chloride. 11. Fühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das hygroskopische Polymer durch PoIyäthylenfluorid vorgegeben ist.11. Sensor according to claim 9, characterized in that the hygroscopic polymer is made of polyethylene fluoride is given. 12. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hygroskopische Film (30) aus einem organischen Salz besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche Natriumhydrogenphosphat, Bleijodid, Certitanat und Lithiumfluorid enthält12. Sensor according to claim 1, characterized in that the hygroscopic film (30) consists of an organic Salt selected from a group consisting of sodium hydrogen phosphate, lead iodide, Contains certitanate and lithium fluoride 13. Fühler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an die Anschlüsse (16, 17) angeschlossenen Schaltkreis, welcher umfaßt:13. Sensor according to claim 1 or one of the following Claims, characterized by a circuit connected to the connections (16, 17), which includes: einen an den zweiten Anschluss (17) angeschlossenen Rechteckwellengenerator (32);
einen Operationsverstärker (34) mit hoher Eingangsimpedanz, dessen Ausgang auf den negativen Signaleingang zurückgeführt ist;
einen mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers (34) verbundenen Schaltungspunkt (33), der
a square wave generator (32) connected to the second connection (17);
an operational amplifier (34) with a high input impedance, the output of which is fed back to the negative signal input;
a node (33) connected to the positive input of the operational amplifier (34), the
einerseits an den inneren Film (11) und andererseits über einen hochohmigen Widerstand (35) an Masse angeschlossen ist;on the one hand to the inner film (11) and on the other hand is connected to ground via a high-resistance resistor (35); einen den Schaltungspunkt (33) umgebenden Schutzring (36), der direkt mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers (34) verbunden ist wobei das Potential dieses Schutzringes auf dem gleichen Potential wie der positive Eingang gehalten wird, so daß Leckströme verhindert werden- und
eine an den Ausgang des Operationsverstärkers (34) angeschlossene Anzeigerichtung (37,38).
a protective ring (36) surrounding the circuit point (33) and directly connected to the negative input of the operational amplifier (34), the potential of this protective ring being kept at the same potential as the positive input, so that leakage currents are prevented and
a display direction (37, 38) connected to the output of the operational amplifier (34).
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