JPH03123843A - 湿度センサ - Google Patents
湿度センサInfo
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- JPH03123843A JPH03123843A JP26370389A JP26370389A JPH03123843A JP H03123843 A JPH03123843 A JP H03123843A JP 26370389 A JP26370389 A JP 26370389A JP 26370389 A JP26370389 A JP 26370389A JP H03123843 A JPH03123843 A JP H03123843A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
電子機器等において、湿度を検出するのに用いられ、特
に湿度の変化に対して湿度センサ素子のインピーダンス
が大幅に変化しても、センサ出力のりニアリティを確保
し、良好な出力特性となるようにした湿度センサに関す
る。
プリンタ等において、湿度を検出するのに用いられてい
た。このような湿度センサに用いる湿度センサ素子には
各種のものが使用されるが、その内の1つに湿度の変化
に対してインピーダンスが変化するインピーダンス変化
型の湿度センサ素子がある。
は高インピーダンスであり、高湿度側においてインピー
ダンスが急激に減少する(指数関数的に減少)と共に、
湿度変化にともなって非直線的な変化をする特性を有す
る。
り、lは湿度−周波数変換回路、2は微分回路、3は波
形整形回路、4は積分回路を示す。
に変換した出力パルスを発生する回路であり、この回路
の出力パルスは、微分回路2で微分される。微分回路2
の出力は、波形整形回路(しきい値回路)3において、
一定のしきい値以上の信号のみを取り出して整形し、矩
形波のパルスを出力する。この出力パルスは、積分回路
4で積分され、出力信号を得る。
分回路4は、周波数(F)の変化するパルスを電圧(V
)出力に変換するパルスカウント形のF−V変換回路を
構成している。
F−V変換回路を用いた湿度センサの具体列を第10図
に示す。
はゲート、R1−R5は抵抗、01〜C4はコンデンサ
、R3は相対湿度に対してインピーダンスが指数関数的
に変化するインピーダンス変化型(抵抗変化型を含む)
の湿度センサ素子を示す。
ート)とゲートGa(インバータ)から成るC−MOS
ゲートtCと、抵抗R1、R2及びコンデンサC1とで
構成された基本的な発振回路(C−MOSゲートによる
無安定マルチバイプレタ)の抵抗R2と並列に、湿度セ
ンサ素子HS、抵抗R3、コンデンサC2から成る湿度
センサ素子回路を並列接続したものである。
抵抗R2は、コンデンサC1と共に、基本的な発振回路
の発振周波数を決定する素子である。また、コンデンサ
C2は直流分阻止用のコンデンサ、抵抗R3は湿度セン
サ素子H3の高湿度側における特性補正用の抵抗である
。
は、コンデンサC1、抵抗R2、及び湿度センサ素子回
路のインピーダンスによる時定数で決まる。
ンサ素子H3のインピーダンスが変化する。
ため、発振周波数が変化する。即ち、湿度変化に応じて
発振周波数の変化したパルスを出力する。
3と抵抗R4から成る微分回路2により微分された後、
ゲートG1から成る波形整形回路3により波形整形され
、更に、抵抗R5とコンデンサC4から成る積分回路4
により積分されて出力する。
った。
度側で高インピーダンスであり、湿度が高くなるに従っ
て相対湿度に対してインピーダンスが指数関数的に減少
する。
、104〔Ω〕〜107〔Ω〕の範囲でインピーダンス
が変化する)、湿度−周波数変換回路の発振周波数が極
めて広範囲にわたって変化する。
分に追随できず、センサ出力のりニアリティが劣化する
。
が小)に設定してお(と、高湿度側(発振周波数が大)
で回路が飽和し、その結果、センサ出力のりニアリティ
は劣化する。また、高湿度側に設定しておくと、低湿度
側で出力が極めて小さくなり、センサ出力のリニアリテ
ィは劣化する。
随できず、同様な問題が起る。
応じてインピーダンスを広範囲にわたって変化するイン
ピーダンス変化型の湿度センサ素子を用いても、十分良
好なりニアリティを有するセンサ出力が得られるように
することを目的とする。
ブロック図、B図は各部の波形図である。
は電圧制御インピーダンス素子を示す。
ンスが指数関数的に変化するインピーダンス変化型(抵
抗変化型を含む)の湿度センサ素子を用い、湿度の変化
を周波数の変化に変換したパルス列を出力する湿度−周
波数変換回路lと、前記湿度−周波数変換回路1の出力
パルス列を入力して微分し、前記パルスよりも狭い幅の
パルス列を作り出す微分回路2と、前記微分波の内、不
要成分を除去し、波形整形をする波形整形回路3と、波
形整形されたパルス列を積分する積分回路4とから成る
湿度センサにおいて、上記微分回路2の一部に電圧制御
可変インピーダンス素子5を設け、この電圧制御可変イ
ンピーダンス素子5を、上記積分回路4の出力電圧で制
御することにより、上記積分回路4から出力されるセン
サ出力のりニアリティを改善したものである。
ある。
いパルス列が出力され、高湿度側で周波数の高いパルス
列が出力される(B図のイ参照)。
路3で不要成分を除去しく所定のしきい値以上の電圧を
取り出す)、波形整形したパルス列(B図のハ参照)と
し、その後積分回路4で積分する。
力により、電圧制御可変インピーダンス素子5を制御す
る。この制御により、微分回路2の定数を、周波数に合
ったものとして、センサ出力のりニアリティを改善する
。
、第2図は第1実施例の回路図、第3図は第2実施例の
回路図、第4図は第3実施例の回路図、第5図は第4実
施例の回路図、第6図は第5実施例の回路図、第7図は
微分回路の変形例、第8図は湿度センサの出力特性を示
した図である。
C9はコンデンサ、Dはダイオード、VDは可変容量ダ
イオード、Eχ−ORは排他的論理和ゲート、VRは可
変抵抗、THはサーミスタ、6は温度補償回路、G4は
ゲート(インバータ)を示す。
スタTrを用い、このトランジスタTrとコンデンサC
3とにより微分回路2を構成したものである。
デンサC4の電圧を抵抗R6を介して印加するように接
続されている。
湿側)トランジスタTrのコレクタ、エミッタ間の抵抗
が小さくなり、微分回路20時定数CRが小さくなる。
ランジスタTrのコレクタ、エミッタ間抵抗が大きくな
り、微分回路の時定数CRが大きくなる。
ルス列の周波数変化に応じて微分回路2の時定数を変化
させることができるから、広い周波数範囲にわたってセ
ンサ出力のりニアリティを確保できる。
、微分回路2にダイオードDを追加した例である。
負の微分パルスがそのまま積分回路4に入力するため、
正常なセンサ出力とはならない。
の負の成分を除去するものである。
積分回路4が2組の積分回路で構成されている。
力用とし、抵抗R5とコンデンサC5から成る積分回路
はトランジスタTrの制御用としたものであり、動作は
、第1実施例と実質的に同じである。
示した従来例と同じ回路を用いる。微分回路2としては
、コンデンサC3、抵抗R4、及びトランジスタTrで
構成し、このトランジスタTrを、積分回路4の出力電
圧で制御する。この場合、可変抵抗VRによりトランジ
スタTrのベース電流を調節する。
補償回路6を構成する。
めて低い時は、積分回路4の出力電圧は低いため、トラ
ンジスタTrのコレクタエミンク間は極めて高抵抗の状
態となる。従って、トランジスタTrには、はとんど電
流が流れなくなることがある。このような場合に、抵抗
R4があると、この抵抗R4とコンデンサC3とで微分
回路を構成するから、正常な微分動作が可能となるもの
である。
、微分回路が正常に動作しな(なるのを補償するために
抵抗R4を設けたものである。
、ゲートG2の出力側(ゲートG3の入力側)はローレ
ベルの「0」であり、ゲートG3の出力はハイレベルの
「1」である。このため、ゲー)G3の出力から、抵抗
R2と湿度センサ素子回路(コンデンサC2、抵抗R3
、湿度センサ素子H3の直列回路)との並列回路、及び
コンデンサC1を介してゲートG3の入力へ電流が流れ
る。
入力が「1」のレベルに達すると、ゲートGaの出力は
r □ 、+となり、コンデンサC1は、上記と逆方向
に充電される。その後、抵抗R1とR7との接続点の電
位が所定値まで下降すると、ゲートG2の入力が「0」
となり、その出力が「0」となる。すなわち、ゲートG
3の入力が「0」となって再び上記の動作を繰返す。
素子H3を流れるから、湿度センサ素子H3が相対湿度
に対してそのインピーダンスを指数関数的に変化すると
、発振周波数も、それに応じて変化する。
ト・トリガによる無安定マルチバイブレタを用いる。こ
の回路は、ゲート(インバータ)G4、コンデンサCv
、抵抗R9から成る基本的なシュミット・トリガによる
無安定マルチバイブレータに、コンデンサC2、抵抗R
3、インピーダンス変化型の湿度センサ素子H3から成
る湿度センサ素子回路(第5図と同じ)を付加したもの
である。
仮に、ゲートG4の出力がハイレベルの「1」であると
すると、抵抗R9を介してコンデンサ0丁が充電される
。この充電により、コンデンサC7の端子電圧が上昇し
、この電圧がゲートG4におけるシュミット・トリガの
上のスレッショールドレベルに達すると、ゲートG4の
出力はローレベルの「0」に反転する。
介して放電する。従って、ゲートG4の入力電圧は下降
し始める。そして、その電圧が下のスレッショールドレ
ベルに達すると、ゲートG4の出力は再び「1」となり
、以後同様な動作を繰返して発振が行われる。
続しているため、上記のように、抵抗R9に電流が流れ
る時は、湿度センサ素子回路にも流れる。このため、湿
度変化に応じた周波数のパルス列を出力する。
路4は、抵抗R5とコンデンサC5から成る出力用の回
路と、可変抵抗VRとコンデンサC9から成るトランジ
スタTrの制御用の回路とから成る。また、積分回路4
の出力側には、サーミスタTHから成る温度補償回路が
接続される。
−周波数変換回路にくらべて、ゲートが1個で済み、し
かもゲートG4の入力側の電位変化が少ないため、消費
電力が少なくて済み、その分光熱量も少ない。
影響も少なくなる。
接Ex−ORに入力すると共に、他方を抵抗R1+とコ
ンデンサC8、及び可変容量ダイオードVDから成る積
分回路で積分し、この積分出力を上記Ex−ORに入力
する。またこの場合、可変容量ダイオードVDの容量は
、温度センサの出力側に設けられた積分回路の出力電圧
により制御する。
、この入力パルスの積分電圧とが入力するから、入力パ
ルスの到来時はEx−ORの2人力はハイレベル信号「
1」とローレベル信号「OJとなっている。その後、積
分出力が上昇すると、2人力が共にrl、となる。また
、入力パルスが無ければ2人力は共にr□、である。
は「0」、入力パルスの到来時から積分電圧が所定値ま
で立上がるまでの間は「1」、その後は「0」となり、
所定の微分出力「1」が得られる。
。
あり、横軸は相対湿度(RH%)、縦軸はセンサ出力電
圧(V)を示す。
て小さくなり、高湿度側で極めて大きな出力電圧値とな
る。しがもその変化が非直線的変化であるから、湿度変
化に対して湿度センサ素子のインピーダンスが大幅に変
化する場合には、湿度センサとして使用できない場合も
ある。
うに、低湿度側から高湿度側にかけて出力電圧は直線的
に変化し、極めて良好なリニアリティを有する出力特性
となる。
のようにしても実施可能である。
ンピーダンス素子は、バイポーラトランジスタに限らず
、各種のFETも使用可能である。
度センサ素子のインピーダンス変化を周波数の変化に変
換する回路であれば各種の回路が使用可能である。
対してインピーダンスを変化させるサーミスタ等の素子
を用いれば温度センサとして利用することも可能である
。
低湿度側で高インピーダンス、高湿度側で低インピーダ
ンスとなるため、湿度−周波数変換回路の出力は、低湿
度側で周波数が低く、高湿度側で周波数が高い。
で高電圧の出力となっている。
整形回路において該回路の出力を反、転させ、センサ出
力を上記の実施例と逆にすることも可能である。この場
合、電圧制御インピーダンス素子に加える電圧は反転す
ればよい。
ある。
て、湿度−周波数変換回路の出力周波数が大幅に変化し
ても、センサ出力電圧により微分回路を制御し、常に最
適な状態で微分を行うことができる。
度側にかけて極めて良好なリニアリティを確保できる。
保ができるから、小型で安価な湿度センサとなる。
本発明の第1実施例の回路図、第3図は第2実施例の回
路図、 第4図は第3実施例の回路図、 第5図は第4実施例の回路図、 第6図は第5実施例の回路図、 第7図は微分回路の変形例、 第8図は湿度センサの出力特性を示した図、第9図は従
来例における湿度センサのブロック図、 第10図は従来例における湿度センサの回路図である。 ■・−湿度一周波数変換回路 2−微分回路 3−波形整形回路 4−積分回路 5−電圧制御可変インピーダンス素子
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 相対湿度に対して非直線的にインピーダンスが変化す
る湿度センサ素子を用い、湿度の変化を周波数の変化に
変換する湿度−周波数変換回路(1)と、 前記湿度−周波数変換回路(1)の出力信号を微分して
、前記信号よりも幅の狭いパルス列を出力する微分回路
(2)と、 前記微分回路(2)の出力信号から不要成分を取り除い
たパルス列を積分する積分回路(4)とから成る湿度セ
ンサにおいて、 上記微分回路の一部に、電圧制御可変インピーダンス素
子(5)を設け、 前記電圧制御可変インピーダンス素子を、上記積分回路
(4)の出力電圧で制御することにより、前記積分回路
(4)の出力を線形化することを特徴とする湿度センサ
。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26370389A JPH0663997B2 (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | 湿度センサ |
US07/517,937 US5065625A (en) | 1989-05-12 | 1990-05-02 | Humidity meter |
EP90420214A EP0397584B1 (en) | 1989-05-12 | 1990-05-03 | A humidity meter |
DE69023388T DE69023388T2 (de) | 1989-05-12 | 1990-05-03 | Feuchtigkeitsmessgerät. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26370389A JPH0663997B2 (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | 湿度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03123843A true JPH03123843A (ja) | 1991-05-27 |
JPH0663997B2 JPH0663997B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17393155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26370389A Expired - Lifetime JPH0663997B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-10-09 | 湿度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0663997B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0696382A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Japan Energy Corp | 情報伝送方式 |
JPH0729086A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-01-31 | Japan Energy Corp | 情報伝送方式 |
-
1989
- 1989-10-09 JP JP26370389A patent/JPH0663997B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0696382A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Japan Energy Corp | 情報伝送方式 |
JPH0729086A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-01-31 | Japan Energy Corp | 情報伝送方式 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0663997B2 (ja) | 1994-08-22 |
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