JP2517537B2 - 湿度測定回路 - Google Patents
湿度測定回路Info
- Publication number
- JP2517537B2 JP2517537B2 JP62285934A JP28593487A JP2517537B2 JP 2517537 B2 JP2517537 B2 JP 2517537B2 JP 62285934 A JP62285934 A JP 62285934A JP 28593487 A JP28593487 A JP 28593487A JP 2517537 B2 JP2517537 B2 JP 2517537B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- characteristic correction
- sensor
- correction resistor
- characteristic
- Prior art date
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は湿度測定回路に関する。
(従来の技術) 従来から使用されているセラミックなどからなる電気
抵抗変化形湿度センサは、第7図に示すようにセンサ周
辺の相対湿度とセンサ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8図のごとく交流信号源と抵
抗,センサを直列にし、センサ両端の電圧を増幅回路に
接続した回路や、第9図のごとく交流信号源と抵抗,セ
ンサを直列に接続し、抵抗両端の電圧を増幅回路に接続
した回路を使用してセンサの電気抵抗を測定し、これを
電圧や電流の変化に変換することを行っているが、誤差
が大きくて正確な結果が得られなかった。このような問
題を解決するために、第10図に示すように対数増幅器A1
を使用するものもある。センサSの出力は対数増幅器A1
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抵抗の対数が完全
に反比例関係にあるわけでないので、測定範囲が広くな
ると急激に誤差が増大する。このような第10図に示した
測定回路の特性を第11図に示す。また、この対数増幅器
は回路が複雑で調整も難しく、更に対数特性を得るため
に半導体の電圧−電流特性を利用するので温度による特
性変化も大きく、回路に温度補償を必要とするなど、使
いにくい問題点もあった。
抵抗変化形湿度センサは、第7図に示すようにセンサ周
辺の相対湿度とセンサ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8図のごとく交流信号源と抵
抗,センサを直列にし、センサ両端の電圧を増幅回路に
接続した回路や、第9図のごとく交流信号源と抵抗,セ
ンサを直列に接続し、抵抗両端の電圧を増幅回路に接続
した回路を使用してセンサの電気抵抗を測定し、これを
電圧や電流の変化に変換することを行っているが、誤差
が大きくて正確な結果が得られなかった。このような問
題を解決するために、第10図に示すように対数増幅器A1
を使用するものもある。センサSの出力は対数増幅器A1
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抵抗の対数が完全
に反比例関係にあるわけでないので、測定範囲が広くな
ると急激に誤差が増大する。このような第10図に示した
測定回路の特性を第11図に示す。また、この対数増幅器
は回路が複雑で調整も難しく、更に対数特性を得るため
に半導体の電圧−電流特性を利用するので温度による特
性変化も大きく、回路に温度補償を必要とするなど、使
いにくい問題点もあった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な
回路構成で高精度で、かつ安定な湿度測定を可能とする
工業的価値の高い湿度測定回路を提供することを目的と
するものである。
回路構成で高精度で、かつ安定な湿度測定を可能とする
工業的価値の高い湿度測定回路を提供することを目的と
するものである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明になる湿度測定回路は、電気抵抗変化形の湿度
センサと、この湿度センサの一方の端子に直列に接続さ
れた第1の特性補正抵抗と、該湿度センサのもう一方の
端子に直列接続された第2の特性補正抵抗と、前記第1
の特性補正抵抗のもう一方の端子と第2の特性補正抵抗
のもう一方の端子間に接続されたセンサ駆動信号源とを
具備し、第1の特性補正抵抗と前記湿度センサの接合点
と第2の特性補正抵抗とセンサ駆動信号源の接合点間、
あるいは第1の特性補正抵抗両端から湿度検知信号を取
り出す分圧形湿度測定回路からなり、センサ駆動信号を
一定値としたとき、湿度変化に伴って変化する湿度検知
信号を3〜4点の湿度点について直線近似したとき、近
似直線に対する相関係数の二乗値が0.800〜1.000の範囲
になる第1,第2の特性補正抵抗を接続して構成された湿
度測定回路である。
センサと、この湿度センサの一方の端子に直列に接続さ
れた第1の特性補正抵抗と、該湿度センサのもう一方の
端子に直列接続された第2の特性補正抵抗と、前記第1
の特性補正抵抗のもう一方の端子と第2の特性補正抵抗
のもう一方の端子間に接続されたセンサ駆動信号源とを
具備し、第1の特性補正抵抗と前記湿度センサの接合点
と第2の特性補正抵抗とセンサ駆動信号源の接合点間、
あるいは第1の特性補正抵抗両端から湿度検知信号を取
り出す分圧形湿度測定回路からなり、センサ駆動信号を
一定値としたとき、湿度変化に伴って変化する湿度検知
信号を3〜4点の湿度点について直線近似したとき、近
似直線に対する相関係数の二乗値が0.800〜1.000の範囲
になる第1,第2の特性補正抵抗を接続して構成された湿
度測定回路である。
(作用) 二つの変量、すなわち湿度とそれぞれの湿度に対する
湿度検知信号、すなわち分圧されたセンサ駆動信号との
特性において、湿度の3〜4点について直線近似を行
い、そのとき得られる相関係数の二乗値、すなわち下式
によって求められる値を求める。
湿度検知信号、すなわち分圧されたセンサ駆動信号との
特性において、湿度の3〜4点について直線近似を行
い、そのとき得られる相関係数の二乗値、すなわち下式
によって求められる値を求める。
ここでrは相関係数、xiは各近似点における湿度の値、
yiは各近似点における湿度検知信号の値、nは近似点の
数を表わす。
yiは各近似点における湿度検知信号の値、nは近似点の
数を表わす。
この相関係数の二乗値は無相関で0,近似直線に完全に
一致したとき1となり、常に0と1の間の値を取ること
が統計学上知られている。
一致したとき1となり、常に0と1の間の値を取ること
が統計学上知られている。
したがって、相関係数の二乗値によって直線化の度合
を知ることができる。すなわち、相関係数の二乗値が0.
800〜1.000の範囲に入るように前述第1,第2の特性補正
抵抗の値を求めることによって、湿度に比例した湿度検
知出力を得ることができる。
を知ることができる。すなわち、相関係数の二乗値が0.
800〜1.000の範囲に入るように前述第1,第2の特性補正
抵抗の値を求めることによって、湿度に比例した湿度検
知出力を得ることができる。
(実施例) 実施例1 第1図は電気抵抗変化形、例えばセラミック湿度セン
サ1に第1の特性補正抵抗2及び第2の特性補正抵抗3
を接続した本発明の一実施例に係る湿度測定回路を示す
ものである。なお、4はセンサ駆動信号源である。該湿
度測定回路を用い、30%RH,50%RH,70%RHの各湿度につ
いて直線近似を行い、そのとき得られる相関係数の二乗
値を第1,第2の特性補正抵抗の和の値に対して表わした
のが第3図である。このようにセラミック湿度センサ1
に第1,第2の特性補正抵抗2,3を接続するとき、湿度の
変化に対する電気抵抗の変化が最も直線に近くなる二つ
の特性補正抵抗の和が存在するわけであるが,その特性
補正抵抗値の和は、第3図から明らかなように250KΩで
あり、そのときの相関係数の二乗値は0.9999である。こ
のときの湿度に対する分圧電圧の出力特性を第4図に示
す。一方、相関係数の二乗値が0.800未満では直線関係
が乏しく、高精度の測定は困難で実用的ではない。参考
までに相関係数の二乗値が0.750になる特性補正抵抗を
組み合せて接続したときの湿度に対する分圧電圧の出力
特性を第5図に示すようになった。
サ1に第1の特性補正抵抗2及び第2の特性補正抵抗3
を接続した本発明の一実施例に係る湿度測定回路を示す
ものである。なお、4はセンサ駆動信号源である。該湿
度測定回路を用い、30%RH,50%RH,70%RHの各湿度につ
いて直線近似を行い、そのとき得られる相関係数の二乗
値を第1,第2の特性補正抵抗の和の値に対して表わした
のが第3図である。このようにセラミック湿度センサ1
に第1,第2の特性補正抵抗2,3を接続するとき、湿度の
変化に対する電気抵抗の変化が最も直線に近くなる二つ
の特性補正抵抗の和が存在するわけであるが,その特性
補正抵抗値の和は、第3図から明らかなように250KΩで
あり、そのときの相関係数の二乗値は0.9999である。こ
のときの湿度に対する分圧電圧の出力特性を第4図に示
す。一方、相関係数の二乗値が0.800未満では直線関係
が乏しく、高精度の測定は困難で実用的ではない。参考
までに相関係数の二乗値が0.750になる特性補正抵抗を
組み合せて接続したときの湿度に対する分圧電圧の出力
特性を第5図に示すようになった。
よって、上記実施例から相関係数の二乗値は0.800〜
1.000の範囲がよいことがわかる。しかして、第4図に
示すように第1図に示した本発明による湿度測定回路
は、従来の測定回路である第10図による特性曲線第11図
に比較し著しい測定精度の向上がみられ、湾曲が修正さ
れた形の値を得ることができる。
1.000の範囲がよいことがわかる。しかして、第4図に
示すように第1図に示した本発明による湿度測定回路
は、従来の測定回路である第10図による特性曲線第11図
に比較し著しい測定精度の向上がみられ、湾曲が修正さ
れた形の値を得ることができる。
実施例2 次に本発明の他の実施例について述べる。すなわち、
第2図は湿度センサ1に第1の特性補正抵抗2と第2の
特性補正抵抗3を直列に接続し、センサ駆動信号を第1
の特性補正抵抗2のもう一方の端子と、第2の特性補正
抵抗3のもう一方の端子に接続すると共に、該センサ駆
動信号が分圧された出力信号を第1の特性補正抵抗2間
から取り出した。
第2図は湿度センサ1に第1の特性補正抵抗2と第2の
特性補正抵抗3を直列に接続し、センサ駆動信号を第1
の特性補正抵抗2のもう一方の端子と、第2の特性補正
抵抗3のもう一方の端子に接続すると共に、該センサ駆
動信号が分圧された出力信号を第1の特性補正抵抗2間
から取り出した。
この回路において、実施例1で述べたように30%RH,5
0%RH,70%RHの各湿度について直線近似を行って、その
とき得られる相関係数の二乗値と特性補正抵抗の関係に
は、前述した第3図と同じ関係、すなわち最大の直線性
を与える特性補正抵抗の和があることがわかった。しか
して、相関係数の二乗値として0.9999を与える特性補正
抵抗の和250KΩを満足するように第1の特性補正抵抗を
150KΩ,第2の特性補正抵抗を100KΩとして、第2図に
示した回路の湿度−出力電圧特性を測定した結果第6図
に示すようになり、実施例1と同様に著しい測定精度の
向上がみられた。
0%RH,70%RHの各湿度について直線近似を行って、その
とき得られる相関係数の二乗値と特性補正抵抗の関係に
は、前述した第3図と同じ関係、すなわち最大の直線性
を与える特性補正抵抗の和があることがわかった。しか
して、相関係数の二乗値として0.9999を与える特性補正
抵抗の和250KΩを満足するように第1の特性補正抵抗を
150KΩ,第2の特性補正抵抗を100KΩとして、第2図に
示した回路の湿度−出力電圧特性を測定した結果第6図
に示すようになり、実施例1と同様に著しい測定精度の
向上がみられた。
なお、実施例1,実施例2共に特性補正抵抗は1個の抵
抗として説明したが、複数の抵抗が直・並列に組み合せ
られたものでもかまわない。また、湿度センサも1個の
センサのみの例を示したが、センサと抵抗が直・並列に
接続されたものでもよい。
抗として説明したが、複数の抵抗が直・並列に組み合せ
られたものでもかまわない。また、湿度センサも1個の
センサのみの例を示したが、センサと抵抗が直・並列に
接続されたものでもよい。
また、第1図,第2図共2を第1の特性補正抵抗,3を
第2の特性補正抵抗としたが、入れかわっていても全く
同じ考え方で、湿度測定回路を構成できることは言うま
でもない。
第2の特性補正抵抗としたが、入れかわっていても全く
同じ考え方で、湿度測定回路を構成できることは言うま
でもない。
[発明の効果] 本発明によれば、セラミック湿度センサなど電気抵抗
変化形の湿度センサと、第1,第2の特性補正抵抗を直列
に接続した回路でセンサ駆動信号を分圧する湿度測定回
路において、3〜4点の湿度について直線近似したと
き、その相関係数の二乗値が0.800〜1.000の範囲になる
特性補正抵抗を接続するだけで、湿度に対する分圧電圧
の変化を比例的に直すことができる簡単で低価格、しか
も高精度の湿度の測定を可能とし、安定で工業的価値の
高い湿度測定回路を得ることができる。
変化形の湿度センサと、第1,第2の特性補正抵抗を直列
に接続した回路でセンサ駆動信号を分圧する湿度測定回
路において、3〜4点の湿度について直線近似したと
き、その相関係数の二乗値が0.800〜1.000の範囲になる
特性補正抵抗を接続するだけで、湿度に対する分圧電圧
の変化を比例的に直すことができる簡単で低価格、しか
も高精度の湿度の測定を可能とし、安定で工業的価値の
高い湿度測定回路を得ることができる。
第1図は本発明になる湿度測定回路の一実施例を示す回
路図、第2図は本発明になる湿度測定回路の他の実施例
を示す回路図、第3図は本発明になる特性補正抵抗の和
と相関係数の二乗値の関係を示す曲線図、第4図は本発
明で最も直線性が得られる特性補正抵抗の組み合せによ
る湿度と出力電圧特性との関係を示す曲線図、第5図は
参考例で相関係数が0.75のときの湿度と出力電圧特性を
示す曲線図、第6図は本発明の他の実施例による湿度と
出力電圧特性の関係を示す曲線図、第7図は従来例にな
るセラミック湿度センサの湿度−抵抗特性を示す曲線
図、第8図〜第10図は従来の湿度測定回路をそれぞれ示
す回路図、第11図は従来の対数増幅回路による湿度測定
回路の特性を示す曲線図である。 1……湿度センサ 2……第1の特性補正抵抗 3……第2の特性補正抵抗 4……センサ駆動信号源
路図、第2図は本発明になる湿度測定回路の他の実施例
を示す回路図、第3図は本発明になる特性補正抵抗の和
と相関係数の二乗値の関係を示す曲線図、第4図は本発
明で最も直線性が得られる特性補正抵抗の組み合せによ
る湿度と出力電圧特性との関係を示す曲線図、第5図は
参考例で相関係数が0.75のときの湿度と出力電圧特性を
示す曲線図、第6図は本発明の他の実施例による湿度と
出力電圧特性の関係を示す曲線図、第7図は従来例にな
るセラミック湿度センサの湿度−抵抗特性を示す曲線
図、第8図〜第10図は従来の湿度測定回路をそれぞれ示
す回路図、第11図は従来の対数増幅回路による湿度測定
回路の特性を示す曲線図である。 1……湿度センサ 2……第1の特性補正抵抗 3……第2の特性補正抵抗 4……センサ駆動信号源
Claims (1)
- 【請求項1】セラミック形湿度センサなどの電気抵抗変
化形湿度センサと、この湿度センサの一方の端子に直列
に接続された第1の特性補正抵抗と、該湿度センサのも
う一方の端子に直列接続された第2の特性補正抵抗と、
前記第1の特性補正抵抗のもう一方の端子と第2の特性
補正抵抗のもう一方の端子間に接続されたセンサ駆動信
号源とを具備し、第1の特性補正抵抗と前記湿度センサ
の接合点と第2の特性補正抵抗とセンサ駆動信号源の接
合点間、あるいは第1の特性補正抵抗両端から湿度検知
信号を取り出す分圧形湿度測定回路からなり、湿度に対
する分圧電圧の変化特性を3〜4点の各湿度について直
線近似させたとき、直線近似直線に対する相関係数の二
乗値が0.800〜1.000の範囲となるような特性補正抵抗を
接続して構成された湿度測定回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62285934A JP2517537B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 湿度測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62285934A JP2517537B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 湿度測定回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01126536A JPH01126536A (ja) | 1989-05-18 |
JP2517537B2 true JP2517537B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17697885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62285934A Expired - Lifetime JP2517537B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 湿度測定回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2517537B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012037371A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Denso Corp | センサ制御装置 |
-
1987
- 1987-11-11 JP JP62285934A patent/JP2517537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012037371A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Denso Corp | センサ制御装置 |
US9316574B2 (en) | 2010-08-06 | 2016-04-19 | Denso Corporation | Sensor controller |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01126536A (ja) | 1989-05-18 |
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