DE69516274T2

DE69516274T2 - Feuchtigkeitssensor

Info

Publication number: DE69516274T2
Application number: DE69516274T
Authority: DE
Inventors: Mitsuteru Kimura; Hiroyuki Sato; Mituyuki Takeda
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: KIMURA MITSUTERU MIYAGI JP; Tokin Corp
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: EP0749013B1; KR100230079B1; WO1996021146A1; CN1099590C; CN1142263A; KR970701347A; EP0749013A4; EP0749013A1; DE69516274D1; CA2184055C; CA2184055A1; US5837884A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Feuchtigkeitssensor zum Erfassen der Menge von Wasserdampf in einer Atmosphäre zur Benutzung in einer Klimaanlage, einem Entfeuchter, einem Kocher, einem Gewächshaus usw.

Hintergrundstechnik

Kürzlich hat es ein zunehmendes Verlangen zum Erfassen und Steuern der Feuchtigkeit wie der relativen Feuchtigkeit und der absoluten Feuchtigkeit in einer Klimaanlage, einem Entfeuchter, einem Befeuchter, einem Kocher, einem Gewächshaus usw. gegeben. Um dieses Verlangen zu erfüllen, sind verschiedene Arten von Feuchtigkeitssensoren vorgeschlagen worden.
Herkömmliche Feuchtigkeitssensoren enthalten einen elektrischen Widerstandstyp oder einen Kapazitätstyp, der die Änderung der elektrischen Eigenschaft in Abhängigkeit von Feuchtigkeitsabsorption auf einem Feuchtigkeitserfassungsmaterial benutzt, ein Wärmeleitungstyp, der die Änderung der Wärmeleitung der Luft in Abhängigkeit des Vorhandenseins oder der Abwesenheit von Wasserdampf in der Luft und ähnliches erfaßt. Der Wärmeleitungstyp ist hervorragend in der Langzeitstabilität wegen fehlender Feuchtigkeitsabsorption.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, die von der JP 5-223770 A abgeleitet werden kann, weist ein herkömmlicher Feuchtigkeitssensor eine Wheatstone-Brückenschaltung auf, die durch einen Temperaturerfassungswiderstand 31 mit einem Widerstandswert R4H, einen Temperaturerfassungswiderstand 32 mit einem Widerstandswert R4T und festen Widerständen R41, R42, R43 und R4S gebildet ist, und sie mißt die Feuchtigkeit unter Benutzung der Tatsache, daß die Wärmestrahlung der Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit variiert. Es sei hier angemerkt, daß R4S nicht in dem Fall notwendig ist, in dem ein Temperaturerfassungswiderstand wie ein Platinwiderstand mit einer positiven Temperaturcharakteristik als jeder feste Widerstand benutzt wird. Die Temperatur-Widerstands-Charakteristiken von R4T und R4H müssen identisch sein. Die Widerstandswerte von R&sub4;&sub1; und R&sub4;&sub2; müssen ebenfalls gleich sein.
Bei dem oben erwähnten Feuchtigkeitssensor ist der Temperaturerfassungswiderstand 31 der Außenluft ausgesetzt, während der Temperaturerfassungswiderstand 32 in einer trockenen Atmosphäre dicht gekapselt ist. In diesem Zustand bewirkt eine Spannung V4IN, die an die Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 angelegt wird, daß ein Strom durch die Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 fließt, der dann die Joule'sche Wärme erzeugt, so daß sie eine Temperatur höher als die Umgebungstemperatur aufweisen. Die Temperaturen der Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 werden durch die an die Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 angelegte elektrische Leistung bzw. die Wärmestrahlung der Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 bestimmt.
Falls Wasserdampf in der Außenluft enthalten ist, wird die Wärmestrahlung größer unter dem Einfluß der Wärmeleitung des Wasserdampfes im Vergleich mit dem Fall, in dem kein Wasserdampf in der Außenluft enthalten ist. Daher wird die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 31 niedriger als die des Temperaturerfassungswiderstandes 32. Als Resultat wird eine Potentialdifferenz V4OUT über den festen Widerstand R&sub4;&sub3; erzeugt. Unter Benutzung dieses Phänomens ist es möglich, die absolute Feuchtigkeit in der Luft zu erfassen.
Der herkömmliche Feuchtigkeitssensor vom Wärmeleitungstyp weist einen Aufbau auf, wie er in einer auseinandergezogenen Perspektivischen Ansicht von Fig. 2 und einer perspektivischen Ansicht von Fig. 3 dargestellt ist. Es wird Bezug genommen auf Fig. 2 und 3, jeder der Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 weist einen dünnen Platinfilm auf, der auf einem Aluminiumoxidsubstrat gebildet ist. Anstelle des dünnen Platinfilmes können die Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 aus irgendeinem anderen Material hergestellt werden, das einen Widerstandswert aufweist, der der Temperaturänderung folgend variiert.
Der herkömmliche Feuchtigkeitssensor von einem Wärmeleitungstyp wird wie folgt hergestellt. Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, werden die Temperaturerfassungswiderstände 31 und 32 auf verschiedenen Stengeln 34 durch Träger 314 mittels Bonden mit einem Klebstoff oder durch Schweißen befestigt. Danach wird die Verbindung der Anschlüsse durch Drahtbonden ausgeführt. Der Stengel 34 mit dem daran befestigten Temperaturerfassungswiderstand 31 wird mit einer Kappe 33a mit Ventilationslöchern 35 durch Schweißen bedeckt. Als Klebstoff wird ein anorganischer oder ein organischer Klebstoff selektiv in Abhängigkeit von der Temperatur benutzt.
Andererseits wird der Temperaturerfassungswiderstand 32 in trockener Luft durch Abdecken des Stengels 34 mit einer Kappe 33b durch Schweißen bei einer niedrigen Temperatur von -40ºC eingekapselt. Danach werden die Kappen 33a und 33b in eine Kappenbefestigungsplatte 36 preßgepaßt. Darauffolgend wird ein äußerer Umfang der Kappenbefestigungsplatte 36 mit einem Metallgehäuse 311 bedeckt, und eine Metallabdeckung 310 wird darauf angebracht. Somit ist der Feuchtigkeitssensor fertiggestellt.
Der herkömmliche Feuchtigkeitssensor benutzt jedoch die zwei Temperaturerfassungswiderstände, und es ist schwierig, die Charakteristiken der zwei Temperaturerfassungswiderstände gleich zueinander zu machen. Es ist daher schwierig, die Änderung in der Charakteristik in Abhängigkeit der Temperaturänderung zu verringern. Es ist ebenfalls schwierig, die Kosten zu verringern, da der Aufbau zum Aufrechterhalten der gleichför migen Temperaturverteilung in einer Atmosphäre eines jeden Temperaturerfassungswiderstandes kompliziert ist.
Aus der US 4 817 414 kann eine Meßanordnung entnommen werden, die einen Meßsensor enthält, der auf die Wärmeleitfähigkeit eines zu erfassenden Gasabschnittes reagiert. Die Meßanordnung weist eine Wheatstone-Brückenanordnung mit einem Reaktionswärmesensor und einem Wärmeleitfähigkeitssensor mit entsprechenden Ausgleichswiderständen auf. Die Sensoren und die Widerstände werden mit einem Konstantstrom von einer Konstantstromquelle versorgt.
Detektoren thermischer Leitfähigkeit, die einen Treiber konstanter Temperatur benutzen, sind aus der EP 0 382 414 A und aus der US 4 735 082 bekannt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Feuchtigkeitssensor eines Wärmeleitungstypes vorzusehen, der eine Feuchtigkeitsmessung durch einen einzelnen Temperaturerfassungswiderstand so ermöglicht, daß die Änderung in der Eigenschaft in Abhängigkeit von der Temperaturänderung in einer Meßatmosphäre verringert wird, so daß die Kosten gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Feuchtigkeitssensor zum Messen der Feuchtigkeit mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausgestaltungen des Feuchtigkeitssensors sind in den Unteransprüchen angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel eines herkömmlichen Feuchtigkeitssensors zeigt.
Fig. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die den herkömmlichen Feuchtigkeitssensor zeigt.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptabschnitt des herkömmlichen Feuchtigkeitssensors zeigt.
Fig. 4 ist ein Schaltbild, das einen Feuchtigkeitssensor zeigt, der nicht mit dem Anspruch 1 übereinstimmt, der aber zu Zwecken der Darstellung gezeigt ist.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein erstes Beispiel eines Feuchtigkeitssensorchips von Fig. 4 zeigt.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Feuchtigkeitssensorchip von Fig. 4 und ein Gehäuse zeigt.
Fig. 7 bis 12 sind Ansichten zum Beschreiben eines Betriebes des in Fig. 4 dargestellten Feuchtigkeitssensors.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein zweites Beispiel des Feuchtigkeitssensors gemäß dieser Erfindung zeigt.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht, die den in Fig. 13 dargestellten Feuchtigkeitssensorchip zeigt.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die ein drittes Beispiel des Feuchtigkeitssensorchips gemäß dieser Erfindung zeigt.
Fig. 16 ist eine Schnittansicht, die den in Fig. 15 dargestellten Feuchtigkeitssensorchip zeigt.
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein viertes Beispiel des Feuchtigkeitssensorchips gemäß dieser Erfindung zeigt.
Fig. 18 ist eine Schnittansicht, die den in Fig. 17 dargestellten Feuchtigkeitssensorchip zeigt.
Fig. 19 ist ein Schaltbild, das einen Feuchtigkeitssensor gemäß einer anderen Ausführungsform dieser. Erfindung zeigt.

Beste Art der Ausführung der Erfindung

Als nächstes wird die Beschreibung im einzelnen gegeben.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 4, ein Feuchtigkeitssensor weist einen Temperaturerfassungswiderstand 1 auf, der auch als Wärmegenerator 2 dient und einen Widerstandswert R aufweist. Der Sensor weist ebenfalls drei feste Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; auf. Unter den festen Widerständen ist R&sub2; = R&sub3; erfüllt. Der Temperaturerfassungswiderstand 1 und die drei festen Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; bilden eine Wheatstone-Brückenschaltung, die eine elektronische Schaltung ist. Dieser Feuchtigkeitssensor dient zum Messen der Feuchtigkeit unter Benutzung der Tatsache, daß die Wärmestrahlung des Temperaturerfassungswiderstandes 1 sich in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit ändert. Die Wheatstone-Brückenschaltung weist einen mit einer Stromversorgungseinrichtung 3 verbundenen Eingangsanschluß auf. Ein Ausgangsanschluß der Wheatstone-Brückenschaltung ist mit einer Korrektureinrichtung 4 verbunden. Die Korrektureinrichtung 4 ist mit einem Temperaturdetektor 5 zum Erfassen der Temperatur in einer Meßatmosphäre verbunden. Der Temperaturdetektor 5 beliefert die Korrektureinrichtung 4 mit Informationen über die Temperatur in der Meßatmosphäre. Die Stromversorgungseinrichtung 3 bildet einen Heizsteuerabschnitt, der eine Gleichspannung an den Temperaturerfassungswiderstand 1 anlegt, der auch als der Wärmegenerator 2 zur Selbststrahlung von Joule'scher Wärme zum Fließenlassen eines Stromes dadurch, wodurch der Temperaturerfassungswiderstand 1 so erwärmt wird, daß die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 auf einer konstanten Temperatur von 300ºC oder mehr gesteuert wird. Die Korrektureinrichtung 4 korrigiert einen Ausgangsspannungswert V&sub0; der Wheatstone-Brückenschaltung in Bezug auf die Variation des Ausgangsspannungswertes V&sub0; in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 zum Erzeugen eines Ausgangsspannungswertes V&sub1;.
Nun wird die Beschreibung im einzelnen im Hinblick auf ein Meßprinzip des Feuchtigkeitssensors gemäß der einen Ausführungsform der Erfindung gegeben.
Es sei angenommen, daß die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 und eines Feuchtigkeitserfassungsabschnittes ungefähr gleich einander sind, ein Temperaturanstieg ΔT des Temperaturerfassungswiderstandselementes 1 in einem stationären Zustand wird durch die folgende Formel 1 dargestellt:
α · S · ΔT = V&sub0;²/R. (1)
Hierin ist α ein Wärmeübertragungskoeffizient, S eine Konstante, die in Abhängigkeit der Fläche und der Form des Feuchtigkeitserfassungsabschnittes bestimmt ist, V&sub0; eine Ausgangsspannung und R ein Widerstandswert des Temperaturerfassungswiderstandes.
Es sei die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 und die Umgebungstemperatur durch T bzw. durch T&sub0; dargestellt, dann wird ΔT durch die folgende Formel 2 dargestellt:
ΔT = T - T&sub0;. (2)
Aus den oben erwähnten Formeln 1 und 2 wird die folgende Formel 3 erhalten:
V&sub0; = [α · S · (T - T&sub0;) R]1/2. (3)
Hierin wird α · S durch die folgende Formel 4 dargestellt:
α · S = β · λ. (4)
Hierin ist β eine Konstante und λ ist eine Wärmeleitfähigkeit der Umgebungsatmosphäre des Temperaturerfassungswiderstandes 1.
Zwischen 100ºC und 150ºC hängt die Wärmeleitfähigkeit λ kaum von dem Betrag des Wasserdampfes innerhalb eines Feuchtigkeitsbereiches zwischen 0 und 300 g/m³ ab. Dieses wird auch aus einer theoretischer. Formel bewiesen, die die Dampfkonzentrationsabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit λ innerhalb des oben erwähnten Feuchtigkeitsbereiches in einem System darstellt, das Wasserdampf mit reiner Luft gemischt enthält. Somit hängt der Wert von V&sub0; in einer Temperatur, die in einem Bereich zwischen 100ºC und 150ºC liegt, nicht von der Feuchtigkeit ab. Es ist daher notwendig, daß die Temperatur T des Temperaturerfassungswiderstandes 1 bei 150ºC oder mehr gehalten wird.
Als nächstes wird die Beschreibung hinsichtlich eines ersten Korrekturverfahrens des Korrigierens von V&sub0; in V&sub1; gegeben.
Da der Wert von S in Abhängigkeit von jeder Probe fluktuiert, wird zum Beispiel eine Probe betrachtet, die eine Konstante S' in Abhängigkeit der Fläche und der Form des Feuchtigkeitserfassungsabschnittes aufweist. Es sei der Ausgagsspannungswert der Wheatstone-Brückenschaltung durch V&sub0;' dargestellt, der Wert von a in der folgenden Formel 5 wird vorläufig gemessen:
a = (S/S')1/2 = V&sub0;/V&sub0;' (5)
Durch Multiplizieren von a durch V&sub0;' wird die Fluktuation zwischen den Proben entfernt. Genauer, sobald die Referenzspannung V&sub0; bei einer Referenztemperatur und einer Referenzfeuchtigkeit bestimmt ist, wird der Wert von a durch Messen von V&sub0;' für jede Probe an der Referenztemperatur und der Referenzfeuchtigkeit berechnet.
Auf der anderen Seite sind S, T und R Konstanten, und aus der Formel 3 und der Formel 5 wird daher die folgende Formel 6 abgeleitet:
ΔV&sub0; = {[R(T - T&sub0;)/(α) · S]1/2 · Δα - [R · α · S/(T - T&sub0;)]1/2 · ΔT&sub0;}/2. (6)
Eine Funktion f&sub1; für V&sub0; und T&sub0; wird durch die folgende Formel 7 dargestellt:
f&sub1; = V&sub0; - k&sub1; · T&sub0;.
Δf&sub1; kann durch die folgende Formel 8 dargestellt werden:
Δf&sub1; = {[R (T - T&sub0;)/(α)· S]1/2 · Δα - [R · α · S/(T - T&sub0;)]1/2 · ΔT&sub0;}/2 - k1 · ΔT&sub0;. (8)
In der Formel 8 wird, damit Δf&sub1; konstant unabhängig von der Variation von ΔT&sub0; gemacht wird, der Wert von k&sub1; aus der folgenden Formel 9 gewählt:
k&sub1; = - [R · α · S/(T - T&sub0;)]1/2/2. (9)
In diesem Fall wird Δf&sub1; durch die folgende Formel 10 dargestellt:
Δf&sub1; = [R(T - T&sub0;)/(α) · S]1/2 · Δα] /2. (10)
Wenn die Änderung in T&sub0; und α klein ist, hängt Δf&sub1; nur von Δα (Funktion der Feuchtigkeit) allein ab.
Die Beschreibung wird nun im Hinblick auf ein zweites Korrekturverfahren gegeben.
Auf die Weise ähnlich zu dem ersten Korrekturverfahren wird f&sub2; durch die folgende Formel 11 definiert:
f&sub2; = V&sub0;² - k&sub2; · T&sub0;. (11)
Wenn k&sub2; = R · α · S ist, wird Δf&sub2; durch die folgende Formel 12 dargestellt:
Δf&sub2; = R · S/(T - T&sub0;) · Δα. (12)
Wenn die Änderung in T&sub0; und α klein ist, hängt Δf&sub2; nur von Δα (Funktion der Feuchtigkeit) allein ab.
Die Korrektureinrichtung 4 korrigiert V&sub0; in V&sub1; durch das oben erwähnte erste Korrekturverfahren oder das oben erwähnte zweite Korrekturverfahren.
Die Beschreibung wird im folgenden in weiteren Einzelheiten im Hinblick auf den Feuchtigkeitssensor gemäß der einen Ausführungsform der Erfindung gegeben.
Der Temperaturerfassungswiderstand 1 wird wie folgt hergestellt. Es sei hier angemerkt, daß die eine Ausführungsform dieser Erfindung auf den Fall gerichtet ist, in dem der Temperaturerfassungswiderstand 1 und der Wärmegenerator 2 durch ein einzelnes gemeinsames Element implementiert werden. Es wird Bezug genommen auf Fig. 5, ein SiO&sub2;-Film 7 wir auf einem Siliziumsubstrat 6 mit einer Dicke von 3 um zum Beispiel durch ein Sputterverfahren gebildet. Als nächstes wird ein Dünnfilmplatinmuster auf dem SiO&sub2;-Film 7 durch das Sputterverfahren gebildet, danach werden der Temperaturerfassungswiderstand 1 und ein Temperaturerfassungswiderstand 8 durch die Benutzung einer fotolithografischen Technik gebildet. Der Temperaturerfassungswiderstand 8 bildet den Temperaturdetektor 5. Ein Abschnitt des SiO&sub2;-Filmes 7, der den Temperaturerfassungswiderstand 1 umgibt, wird durch die Benutzung der fotolithografischen Technik geätzt und entfernt, so daß der Temperaturerfassungswiderstand 1 auf einem Brückenaufbau des SiO&sub2;-Filmes 7 angeordnet wird. Der Temperaturerfassungswiderstand 1 und das denselben tragende Teil bilden einen Feuchtigkeitserfassungsabschnitt 9. Darauffolgend wird ein Feuchtigkeitssensorchip 10 durch das Schneiden unter Benutzung einer Dice-Säge und ähnliches gebildet. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird der so erhaltene Feuchtigkeitssensorchip 10 in ein Gehäuse 11 eingepaßt. Danach werden Verbindungsanschlüsse durch Drahtbonden oder ähnliches zum Fertigstellen des Feuchtigkeitssensors verbunden Der Temperaturerfassungswiderstand 1 kann mit einer extrem kleinen Größe so gebildet werden, daß die Zeitkonstante auf mehrere Millisekunden verringert werden kann. Die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 kann auf einem konstanten Pegel durch Anlegen einer vorbestimmten Gleichspannung von der in Fig. 4 gezeigten Stromversorgungseinrichtung 3 an die Wheatstone-Brückenschaltung aufrechterhalten werden, so daß ein vorausgewählter Strom durch den Temperaturerfassungswiderstand 1 fließt, wodurch die Joule'sche Wärme erzeugt wird. Es wird Bezug genommen auf Fig. 7, die Widerstands-Temperatur- Charakteristik des Temperaturerfassungswiderstandes 1 weist eine Eins-zu-Eins-Entsprechung auf. Daher ist das Konstanthalten des Widerstandswertes gleich dem Konstanthalten der Temperatur.
Fig. 8 und 9 zeigen die Feuchtigkeitscharakteristiken der Ausgangsspannung V&sub0; der Wheatstone-Brückenschaltung, wenn die Temperatur T des Temperaturerfassungswiderstandes 1 konstant gehalten wird. Fig. 8 zeigt die Charakteristik der Ausgangsspannung V&sub0; gegen die Feuchtigkeit in dem Fall, in dem der Temperaturerfassungswiderstand 1 bei einer Temperatur von 450ºC gehalten wird und die Temperatur der Atmosphäre auf 20ºC, 30ºC, 40ºC und 50ºC geändert wird. Fig. 9 zeigt die Charakteristik der Ausgangsspannung V&sub0; gegen die Feuchtigkeit in dem Fall, in dem der Temperaturerfassungswiderstand 1 bei einer Temperatur von 110ºC gehalten wird und die Temperatur der Atmosphäre auf 20ºC, 30ºC, 40ºC und 50ºC geändert wird.
Das experimentelle Resultat über die Charakteristik der Temperaturempfindlichkeit des Temperaturerfassungswiderstandes ist in Fig. 10 gezeigt. Hierin ist die Empfindlichkeit gleich (die Änderung in der Ausgangsspannung V&sub0;)/(Feuchtigkeit) definiert. Es ist daher notwendig, daß die Temperatur T des Temperaturerfassungswiderstandes 1 bei 150ºC oder mehr gehalten wird. Die Feuchtigkeitscharakteristik der Ausgangsspannung V&sub0; hängt von der Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 ab. Je höher die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 ist, desto größer wird die Empfindlichkeit.
Wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 zwischen 100ºC und 150ºC liegt, ist die Änderung der Ausgangsspannung auf die Änderung der Feuchtigkeit folgend im wesentlichen gleich 0. Mit anderen Worten, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 zwischen 100ºC und 150ºC liegt, hängt die Ausgangsspannung nicht von der Feuchtigkeit, sondern von der Temperatur der Atmosphäre und des Feuchtigkeitserfassungsabschnittes 9 des Sensors ab. Dies wird auch aus der theoretischen Formel bewiesen, die die Abhhängigkeit der Dampfkonzentration von der Wärmeleitfähigkeit in dem oben erwähnten Temperaturbereich in dem System, das Wasserdampf mit reiner Luft gemischt enthält, darstellt.
Wenn die Feuchtigkeit konstant ist, ändert sich die von der Temperatur T&sub0; der Atmosphäre abhängende Ausgangsspannung V&sub0; linear in Bezug auf die Temperatur T&sub0; der Atmosphäre. Die Änderungsrate der Ausgangsspannung hängt von der Temperatur T des Temperaturerfassungswiderstandes 1 ab. Die Änderungsrate (ΔV/ΔT) der Ausgangsspannung wird durch die folgende Formel 13 dargestellt:
ΔV/ΔT = [R · β · λ/(T - T&sub0;)]1/2. (13)
Da der Wert von β unbekannt ist, wird die Änderungsrate gleich 1 angenommen, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 gleich 100ºC ist. Die gemessenen Werte und die berechneten Werte sind in Fig. 11 gezeigt. In Fig. 11 sind die gemessenen Werte (die gemessenen Werte bei konstantem Temperatur-Treiben) bei der konstanten Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 durch eine Kurve A gezeigt. Andererseits sind die berechneten Werte (die berechneten Werte des Konstant-Temperatur-Treibens) bei der konstanten Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 durch eine Kurve B gezeigt. Aus Fig. 11 ist zu verstehen, daß die gemessenen Werte des Treibens der konstanten Temperatur und die berechneten Werte des Treibens der konstanten Temperatur im wesentlichen im Trend miteinander übereinstimmen.
Die Änderungsrate der Ausgangsspannung ist im wesentlichen konstant, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 gleich 300ºC oder mehr ist. Es ist daher gewünscht, die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 auf einem Niveau von 300ºC oder mehr zu halten. Auch im Hinblick auf das Verbrennen organischer Substanzen ist es gewünscht, die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 auf einem Niveau von 300ºC oder mehr zu halten.
Wegen der oben erwähnten Gründe ist es möglich, durch das Treiben bei konstanter Temperatur die Änderung der Ausgangsspannung V&sub0; in Abhängigkeit der Temperaturänderung der Meßatmosphäre vorherzusagen. Es ist daher möglich, die Ausgangsspannung V&sub0; in Bezug auf die Information der Temperatur T&sub0; der Atmosphäre zu korrigieren.
Die oben erwähnte Korrektur durch die Korrektureinrichtung 4 kann auf analoge Weise durch eine Schaltung oder durch eine numerische Berechnungsart durch einen Mikrocomputer ausgeführt werden. Fig. 12 zeigt die Charakteristik der Ausgangsspannung gegen die Feuchtigkeit nach der Korrektur durch die Kotrektureinrichtung 4. Aus Fig. 12 ist zu verstehen, daß die Ausgangsspannung V&sub1; nach der Korrektur durch die Korrektureinrichtung 4 proportional zu der Feuchtigkeit ist.
Nun wird die Beschreibung im Hinblick auf ein anderes Beispiel des Feuchtigkeitssensorchips 10 mit Bezugnahme auf Fig. 13 bis 18 gegeben.
Der in Fig. 13 und in Fig. 14 gezeigte Feuchtigkeitssensorchip 10 weist einen Dünnfilmwärmegenerator 2, der auf dem SiO&sub2;-Film 7 gebildet ist, und den Dünnfilmtemperaturerfassungswiderstand 1, der auf dem SiO&sub2;-Film 7 und dem Wärmegenerator 2 gebildet ist, auf. Der Aufbau des verbleibenden Abschnittes ist ähnlich zu dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel. Insbesondere weist der in Fig. 13 und Fig. 14 dargestellte Feuchtigkeitssensorchip 10 den Dünnfilmwärmegenerator 2 und den Dünnfilmtemperaturerfas sungswiderstand 1 als getrennte Komponenten auf, die einstückig verbunden sind.
Ein in Fig. 15 und Fig. 16 gezeigter Feuchtigkeitssensorchip 10 weist den in einem vorstehenden Aufbau gebildeten Feuchtigkeitserfassungsabschnitt 9 auf. Ein in Fig. 17 und Fig. 18 gezeigter Feuchtigkeitssensorchip 10 weist den in einem Diaphragmaaufbau gebildeten Feuchtigkeitssensorabschnitt 9 auf.
Der Feuchtigkeitssensorchip 10 des Feuchtigkeitssensors gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung weist eine extrem kleine Wärmekapazität und eine Zeitkonstante in der Größenordnung von einigen Millisekunden auf. Es ist daher möglich, elektrische Leistung durch das Antreiben in Pulsform in der Größenordnung von 50 ms pro eine Sekunde zu sparen.
In der einen Ausführungsform dieser Erfindung sind der Temperaturerfassungswiderstand 1 und der Temperaturerfassungswiderstand 8 auf dem gleichen Siliziumsubstrat gebildet, wie oben beschrieben wurde. Mit diesem Aufbau ist es möglich, eine Verringerung in Größe und Kosten zu erzielen.
Es sei hier angemerkt, daß diese Erfindung nicht auf die Wheatstone-Brückenschaltung beschränkt ist, sondern auf jegliche elektronische Schaltung anwendbar ist, die die Ausgangsspannung erzeugt, die sich auf den Spannungsabfall des Temperaturerfassungswiderstandes 1 bezieht.
Gemäß der einen Ausführungsform dieser Erfindung kann die Feuchtigkeitsmessung durch die Benutzung eines einzelnen Temperaturerfassungswiderstandes durchgeführt werden. Dieses resultiert in einer Verringerung der Änderung in der Charakteristik in Abhängigkeit der Änderung der Temperatur der Meßatmosphäre und in einer Verringerung der Kosten.
Als nächstes wird eine Beschreibung in einzelnen im Hinblick eines Feuchtigkeitssensors gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung gegeben.
Fig. 19 ist ein Schaltbild, das den Feuchtigkeitssensor gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Wie in Fig. 19 dargestellt ist, weist der Feuchtigkeitssensor gemäß dieser Erfindung den Temperaturerfassungswiderstand 1 auf, der auch als der Wärmegenerator 2 dient und der den Widerstandswert R aufweist. Der Sensor weist ebenfalls drei feste Widerstände R1L oder R1H, R&sub2; und R&sub3; auf. Hierin ist unter den festen Widerständen R&sub2; = R&sub3; als zu erfüllen ausgewählt. Der Temperaturerfassungswiderstand 1 mit dem Widerstandswert R und die drei festen Widerstände R1L oder R1H, R&sub2; und R&sub3; bilden die Wheatstone-Brückenschaltung. Die Feuchtigkeit wird gemessen durch Benutzung der Tatsache, daß die Wärmestrahlung des Temperaturerfassungswiderstandes 1 sich in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit ändert. Der Eingangsanschluß der Wheatstone-Brückenschaltung ist mit der Stromversorgungseinrichtung 3 verbunden. Auf der anderen Seite ist der Ausgangsanschluß der Wheatstone- Brückenschaltung mit der Korrektureinrichtung 4 verbunden. Die Korrektureinrichtung 4 ist mit dem Temperaturdetektor 5 zum Erfassen der Temperatur in der Meßatmosphäre verbunden. Der Temperaturdetektor 5 liefert der Korrektureinrichtung 4 die Information der Temperatur in der Meßatmosphäre.
Die Stromversorgungseinrichtung 3 und die festen Widerstände R&sub2; und R&sub3; sind in Reihe geschaltet. Zwischen der Stromversorgungseinrichtung 3 und dem Temperaturerfassungswiderstand 1 sind die festen Widerstände R1L und R1H parallel durch einen Schalter S geschaltet. Die Betätigung des Schalters S wird durch eine Schaltungssteuereinrichtung SC gesteuert. Die Schaltungssteuereinrichtung SC steuert den Betrieb des Schalters S so, daß der feste Widerstand R1L oder R1H mit der Stromversorgungseinrichtung 3 während jeder vorbestimmten Periode verbunden wird.
Die Stromversorgungseinrichtung 3 legt die Spannung an den Temperaturerfassungswiderstand 1 durch den Schalter S so an, daß der Strom fließt, wodurch Joule'sche Wärme erzeugt wird zum Halten des Temperaturerfassungswiderstandes 1 auf der vor bestimmten Temperatur wie folgt. Genauer, wenn der Schalter S den festen Widerstand R1H mit der Stromversorgungseinrichtung 3 verbindet, wird die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 auf einer ersten Temperatur von 300ºC oder mehr während einer kurzen vorgeschriebenen Dauer, zum Beispiel einige zehn Millisekunden, gehalten. Wenn der Schalter S den festen Widerstand R1L mit der Stromversorgungseinrichtung 3 verbindet, wird die Temperatur bei einer zweiten Temperatur zwischen 100ºC und 150ºC während einer kurzen vorgeschriebenen Dauer, zum Beispiel einige zehn Millisekunden, gehalten. Gemäß der Ausgangseigenschaft der Wheatstone-Brückenschaltung korrigiert, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 auf der zweiten Temperatur gehalten wird, die Korrektureinrichtung 4 den Ausgangsspannungswert VH der Wheatstone- Brückenschaltung, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 auf der ersten Temperatur gehalten wird, und gibt den Ausgangsspannungswert V&sub1; aus.
Es wird experimentell bestätigt, daß durch das Fließen des Stromes durch den Temperaturerfassungswiderstand 1 während einiger zehn Millisekunden die Temperatur des Temperatürerfassungswiderstandes 1 auf der ersten Temperatur von 300ºC und mehr und auf der zweiten Temperatur zwischen 100ºC und 150ºC gehalten werden kann.
Die Beschreibung wird nun im Hinblick auf das Meßprinzip des Feuchtigkeitssensors gemäß der Ausführungsform dieser Erfindung gegeben.
Es sei angenommen, daß die Temperaturen des Temperaturerfassungswiderstandes 1 und des Temperaturerfassungsabschnittes ungefähr einander gleich sind. In diesem Fall wird der Temperaturanstieg ΔT des Temperaturerfassungswiderstandes 1 in einem stationären Zustand durch die oben erwähnte Formel 1 dargestellt. Die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 und die Umgebungstemperaturen seien durch T bzw. durch T&sub0; dargestellt. In diesem Fall wird ΔT durch die oben erwähnte Formel 2 dargestellt. Aus den oben erwähnten Formeln 1 und 2 wird die Formel 3 erhalten. Hierin wird α · S durch die Formel 4 dargestellt. Das Vorangehende ist das gleiche wie der oben geschriebene Feuchtigkeitssensor der einen Ausführungsform.
Zwischen 100ºC und 150ºC hängt die Wärmeleitfähigkeit λ kaum von dem Betrag des Wasserdampfes innerhalb eines Feuchtigkeitsbereiches zwischen 0 und 300 g/m³ ab. Dieses wird auch durch die theoretische Formel bewiesen, die die Dampfkonzentrationsabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit λ innerhalb des oben erwähnten Feuchtigkeitsbereiches in dem System darstellt, das Wasserdampf mit reiner Luft gemischt enthält. Somit hängt der Wert von V&sub0; bei einer Temperatur zwischen 100ºC und 150ºC nicht von der Feuchtigkeit ab.
Es wird vorgesehen, daß die Ausgangsspannung und die Temperatur, wenn die Temperatur nicht niedriger als 150ºC ist, durch VH bzw. TH dargestellt werden, und daß die Ausgangsspannung und die Temperatur, wenn die Temperatur zwischen 100ºC und 150ºC liegt, durch VL bzw. durch TL dargestellt werden. In diesem Fall werden die Informationen wie die Umgebungstemperatur T&sub0; und der Formeffekt S des Feuchtigkeitserfassungsabschnittes mit der Ausnahme der Feuchtigkeit H aus VL erhalten. Unter Benutzung der Bedingung als Referenz ist es möglich, die Feuchtigkeit H bei einer höheren Temperatur TH (zum Beispiel 450ºC) zu messen.
Als nächstes wird die Beschreibung im Hinblick eines ersten Korrekturverfahrens des Korrigierens von VH in V&sub1; gegeben.
Die Ausgangsspannungen VH und VL werden durch die folgenden Formeln 14 bzw. 15 dargestellt.
VH = [αH · S · (TH - T&sub0;) · RH]1/2. (14)
Hierin stellt αH α bei der Temperatur TH dar. αH ist eine Funktion der Feuchtigkeit H allein, da TH konstant gehalten wird. RH stellt R bei der Temperatur TH dar.
VL = [αL · S · (TL - T&sub0;) · RL]1/2. (15)
Hierin stellt αL α bei der Temperatur TL dar. RL stellt R bei der Temperatur TL dar.
Der Wert von S fluktuiert in Abhängigkeit von jeder Probe. Für eine Probe mit zum Beispiel der Konstanten S', die von der Fläche und der Form des Feuchtigkeitserfassungsabschnittes abhängt, wird der Wert von a in der folgenden Formel 16 vorläufig gemessen, wobei die Ausgangsspannung der Wheatstone- Brückenschaltung durch VL' dargestellt wird.
a = (S/S')1/2 = VL/VL' (16)
Durch Multiplizieren des Wertes von a durch VL' wird die Fluktuation zwischen den Proben entfernt. Genauer, sobald die Referenzspannung VL bei einer Referenztemperatur bestimmt ist, wird der Wert von a durch Messen von VL' für jede Probe bei der Referenztemperatur berechnet, da der Wert von VL' nicht von der Feuchtigkeit abhängt.
In den Formeln 5 und 6 sind S, TH, RH, αL, TL und RL die Konstanten. Daher werden ΔVH und ΔVL durch die folgenden Formeln 17 und 18 dargestellt:
VH = [αH · S · RH (TH - T&sub0;)]1/2 = [αH · S · RH · TH (1 - T&sub0;/TH)]1/2 (17)
VL = [αL · S · (TL - T&sub0;)] · RL]1/2 = [αL · S · RL · TL(1 - T&sub0;/TL)]1/2 (18)
Wenn T&sub0;/TH und T&sub0;/TL sehr viel kleiner als 1 sind, werden die Formeln 17 und 18 in die folgenden Formeln 19 und 20 neu geschrieben:
VH = [αH · S · RH · TH]1/2 [1 - T&sub0;/2TH)[ (19)
VL = [αL · S · RL · TL]1/2 [1 - T&sub0;/2TL)] (20)
Die Funktion f&sub1; für VH und VL soll durch die folgende Formel 21 dargestellt sein:
f&sub1; = VH - k&sub1; · VL. (21)
In diesem Fall wird die Änderung von f&sub1; in Abhängigkeit der Änderung von T&sub0; minimiert, wenn f&sub1; die Bedingung erfüllt, die durch die folgende Formel 22 definiert ist:
δf&sub1; / δT&sub0; = 0 (22)
Die Formeln 19, 20 und 22 führen zu der folgenden Formel 23:
δf&sub1; / δT&sub0; = - 1 / 2TH [αH · S · RH · TH]1/2
+ k&sub1; / 2TL [αL · S · RL · TL]1/2 (23)
Wenn k&sub1; so ausgewählt ist, daß die Formel 22 gilt, wird k&sub1; durch die folgende Formel 24 dargestellt:
k&sub1; = [(αH · RH · TL)]/[αL · RL · TH)]1/2 (24)
In diesem Fall wird f&sub1; durch die folgende Formel 25 dargestellt:
f&sub1; = [(αH · RH · TL)/TH]1/2(TH - TL) (25)
Aus der Formel 25 ist zu verstehen, daß f&sub1; nicht von T&sub0; abhängt.
Als nächstes wird die Beschreibung im Hinblick eines zweiten Korrekturverfahrens gegeben.
Auf die Weise ähnlich zu dem ersten Korrekturverfahren sei die Funktion f&sub2; für VH² und VL² durch die folgende Formel 26 gegeben:
f&sub2; = VH² - k&sub2; · VL2 (26)
In diesem Fall wird die Änderung von f&sub2; in Abhängigkeit der Änderung von T&sub0; minimiert, wenn f&sub2; die Bedingung erfüllt, die durch die folgende Formel 27 definiert ist:
δf&sub2; / δT&sub0; = 0 (27)
Die Formeln 26 und 27 führen zu der folgenden Formel 28:
δf&sub2; / δT&sub0; = - αH · S · RH + k&sub2; · αL · S · RL = 0 (28)
Wenn k&sub2; so gewählt wird, daß die Formel 28 gilt, wird k&sub2; durch die folgende Formel 29 dargestellt:
k&sub2; = (αH · RH)/(αL · RL) (29)
In diesem Fall wird f&sub2; durch die folgende Formel 30 dargestellt:
f&sub2; = αH · S · RH(TH - TL) (30)
Aus der Formel 30 ist zu verstehen, daß f&sub2; nicht von T&sub0; abhängt.
Gemäß der Ausgangseigenschaft der Wheatstone-Brückenschaltung korrigiert, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 bei der zweiten Temperatur zwischen 100ºC und 150ºC gehalten wird, die Korrektureinrichtung 4 den Ausgangsspannungswert VH der Wheatstone-Brückenschaltung, wenn die Tempe ratur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 an der ersten Temperatur von 300ºC oder mehr gehalten wird, durch das erste Korrekturverfahren oder das zweite Korrekturverfahren.
Die Beschreibung wird jetzt speziell im Hinblick auf den Feuchtigkeitssensor gemäß der anderen Ausführungsform dieser Erfindung gegeben. Da der Temperaturerfassungswiderstand 1 ähnlich zu der vorangehenden Ausführungsform dieser Erfindung ist, wird eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens davon weggelassen. Wie bei dem der ersten Ausführungsform kann der Temperaturerfassungswiderstand 1 in einer extrem kleinen Größe so gebildet werden, daß die Zeitkonstante auf mehrere Millisekunden verringert werden kann. Daher ist es möglich, innerhalb einer Sekunde den Wärmeerfassungswiderstand auf die zwei verschiedenen Temperaturen zu erwärmen, worauf Abkühlen folgt.
Die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 kann auf einem vorbestimmten Niveau durch Anlegen der vorbestimmten Gleichspannung von der in Fig. 19 gezeigten Stromversorgungseinrichtung 3 an die Wheatstone-Brückenschaltung gehalten werden, so daß der vorgewählte Strom durch den Temperaturerfassungswiderstand 1 fließt, wodurch die Joule'sche Wärme erzeugt wird. Die Charakteristik des Widerstandes gegen die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 weist eine Eins-zu- Eins-Beziehung auf, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Daher bedeutet das Konstanthalten des Widerstandswertes das Konstanthalten der Temperatur.
Bei der zweiten Ausführungsform ist die Temperaturcharakteristik des Temperaturerfassungswiderstandes ähnlich zu dem in Fig. 7 gezeigten Resultat.
Die Feuchtigkeitscharakteristik der Ausgangsspannung VH hängt von der Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 ab. Je höher die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 ist, desto größer wird die Empfindlichkeit.
Wenn die Feuchtigkeit konstant ist, ändert sich die Ausgangsspannung VH, die von der Temperatur T&sub0; der Atmosphäre abhängt, linear in Bezug auf die Temperatur T&sub0; der Atmosphäre. Die Änderungsrate der Ausgangsspannung hängt von der Temperatur TH des Temperaturerfassungswiderstandes 1 ab. Die Änderungsrate (ΔV/ΔT) der Ausgangsspannung wird durch die folgende Formel 31 dargestellt:
ΔV/ΔT = [R · β · λ/(TH - T&sub0;)]1/2. (31)
Da β unbekannt ist, wird die Änderungsrate zu 1 angenommen, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 gleich 100ºC ist.
Die gemessenen Werte und die berechneten Werte sind in diesem Fall ähnlich zu dem in Fig. 11 gezeigten Resultat.
Aus dem Grund ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform ist es möglich, durch Treiben bei konstanter Temperatur die Änderung in der Ausgangsspannung VH in Abhängigkeit der Temperaturänderung der Meßatmosphäre vorherzusagen. Daher kann die Korrektureinrichtung 4 die Ausgangsspannung VH durch das erste Korrekturverfahren oder das zweite Korrekturverfahren unter Bezugnahme auf die Information der Temperatur T&sub0; der Atmosphäre und der Ausgangscharakteristik der Wheatstone-Brückenschaltung korrigieren, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes 1 bei der zweiten Temperatur zwischen 100ºC und 150ºC gehalten wird.
Wie oben beschrieben wurde, kann bei der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ebenfalls die Feuchtigkeitsmessung durch einen Temperaturerfassungswiderstand durchgeführt werden. Dieses resultiert in einer Verringerung der Änderung in der Eigenschaft in Abhängigkeit der Änderung in der Temperatur der Meßatmosphäre und in einer Verringerung der Kosten.

Industrielle Anwendbarkeit

Wie oben beschrieben wurde, der Feuchtigkeitssensor gemäß dieser Erfindung ermöglicht die Feuchtigkeitsmessung durch die Benutzung eines einzelnen Temperaturerfassungswiderstandes. Es ist daher möglich, die Änderung der Eigenschaft in Abhängigkeit der Änderung der Temperatur der Meßatmosphäre zu verringern und die Kosten zu verringern. Folglich ist der Feuchtigkeitssensor anwendbar für Messung des Betrages von Wasserdampf in der Atmosphäre in der Klimaanlage, dem Entfeuchter, dem Kocher, dem Gewächshaus usw.

Claims

1. Feuchtigkeitssensor zum Messen der Feuchtigkeit durch Benutzen der Tatsache, daß die Wärmeabstrahlung eines Temperaturerfassungswiderstandes (1) sich in Abhängigkeit der Feuchtigkeit ändert, wobei der Feuchtigkeitssensor aufweist:

ein Wärmesteuermittel, das einen Wärmegenerator (2) zum Selbstabstrahlen von Joule'scher Wärme aufweist, zum Erwärmen des Temperaturerfassungswiderstandes (1), und das zum Erwärmen des Temperaturerfassungswiderstandes (1) dient zum Steuern der Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes (1) auf eine vorbestimmte konstante Temperatur als eine erste Temperatur, wobei die erste Temperatur bei 150ºC oder mehr gehalten wird;

eine elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Ausgangsspannung (V&sub0;; VH, VL), die sich auf den Spannungsabfall des Temperaturerfassungswiderstandes (1) bei der ersten Temperatur bezieht; und

ein Korrekturmittel (4, 5) zum Korrigieren des Ausgangsspannunswertes (V&sub0;; VH, VL) der elektronischen Schaltung in Bezug auf die Variation des Ausgangsspannungswertes der elektronischen Schaltung in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur des Temperaturerfassungswiderstandes (1);

worin das Wärmesteuermittel ein Schaltmittel (S) aufweist zum Schalten der Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes (1) zwischen der ersten Temperatur und einer zweiten Temperatur, die so gesteuert wird, daß sie konstant niedriger als die erste Temperatur ist, durch Anlegen zweier Arten von Pulsspannungen an den Wärmegenerator (2) innerhalb einer vorbestimmten Dauer;

wobei die erste Temperatur eine Temperatur ist, bei der der Widerstand des Temperaturerfassungswiderstandes (1) von der Feuchtigkeit der Umgebungstemperatur abhängt, und die zweite Temperatur eine Temperatur ist, bei der der Widerstand des Temperaturerfassungswiderstandes (1) nicht von der Feuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre abhängt, wobei die elektronische Schaltung die Ausgangsspannung (VL) erzeugt, die sich auf den Spannungsabfall des Temperaturerfassungswiderstandes (1) bezieht, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes (1) bei der zweiten Temperatur gewählt ist, das Korrekturmittel (4, 5) unter Bezugnahme auf die Ausgangseigenschaft der elektronischen Schaltung den Ausgangsspannungswert (VH) der elektronischen Schaltung korrigiert, wenn die Temperatur des Temperaturerfassungswiderstandes (1) bei der ersten Temperatur gewählt ist, so daß der Einfluß der Temperatur einer Meßatmosphäre entfernt wird.

2. Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 1, bei dem die elektronische Schaltung eine Wheatstone-Brückenschaltung mit dem Temperaturerfassungswiderstand (1) aufweist.

3. Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 1, bei dem die erste Temperatur 300ºC oder mehr beträgt.

4. Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 1, bei dem der Temperaturerfassungswiderstand (1) und der Wärmegenerator (2) dünne Filme aufweisen und in einem einstückigen Körper gebildet sind.

5. Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 1, bei dem der Temperaturerfassungswiderstand (1) und der Wärmegenerator (2) durch ein einzelnes gemeinsames Element implementiert sind, das einen dünnen Film aufweist.

6. Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 1, bei dem die elektronische Schaltung zwei Arten von Widerstandsabschnitten (R1H, R1L) aufweist, die durch das Schaltmittel (5) geschaltet werden, zum Ändern einer angelegten Spannung durch die zwei Arten von Pulsspannungen, die an den Temperaturerfassungswiderstand (1) angelegt werden.

7. Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 1, bei dem das Korrekturmittel (4, 5) einen Temperaturdetektor (5) zum Liefern der Temperaturinformation der Meßatmosphäre und eine Korrektureinrichtung (4) zum Korrigieren des Ausgangsspannungswertes (V&sub0;; VH, VL) in Bezug auf die Temperaturinformation der Meßatmosphäre aufweist.

8. Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 1, bei dem das Wärmesteuermittel eine Stromversorgungseinrichtung (3) zum Erzeugen der zwei Arten von Pulsspannungen zum Erwärmen des Temperaturerfassungswiderstandes (1) aufweist, der dadurch abwechselnd bei der ersten und bei der zweiten Temperatur gehalten wird.

9. Feuchtigkeitssensor nach Anspruch 1, bei dem die zweite Temperatur eine konstante Temperatur innerhalb eines Bereiches zwischen 100 und 150ºC ist.