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JPH04186190A - humidity measuring device - Google Patents

humidity measuring device

Info

Publication number
JPH04186190A
JPH04186190A JP31745390A JP31745390A JPH04186190A JP H04186190 A JPH04186190 A JP H04186190A JP 31745390 A JP31745390 A JP 31745390A JP 31745390 A JP31745390 A JP 31745390A JP H04186190 A JPH04186190 A JP H04186190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
heater
temperature sensor
sensor
humidity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31745390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Homare Masuda
誉 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP31745390A priority Critical patent/JPH04186190A/en
Publication of JPH04186190A publication Critical patent/JPH04186190A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は絶対湿度、相対湿度等を測定する湿度測定装
置に関するものである。
The present invention relates to a humidity measuring device for measuring absolute humidity, relative humidity, etc.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来の湿度センサとしては、セラミックや有機系のポリ
マーの吸着と脱離反応による抵抗や容量変化を使ったセ
ンシング方式が主であった。また、2つのホット・サー
ミスタの1つのドライ・エアーのケースに入れ、他の1
つを、測定対象雰囲気に置き、その2つのホット・サー
ミスタに電流を流すことで発熱□させ、2つのホット・
サーミスタの温度差を測定し、その温度差を絶対湿度と
する方法も用いられていた。
Conventional humidity sensors mainly use sensing methods that use resistance and capacitance changes due to adsorption and desorption reactions of ceramics and organic polymers. Also, one of the two hot thermistors is placed in a dry air case and the other one is placed in a dry air case.
The two hot thermistors are placed in the atmosphere to be measured, and a current is passed through the two hot thermistors to generate heat □.
Another method used was to measure the temperature difference between thermistors and use that temperature difference as absolute humidity.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上記センシング方式は、耐薬品性(メタ
ン、エタン、エチレン、アンモニア、アセトン、アルコ
ール、ホルマリンなど)や結露サイクル、高温高温での
長期安定性に劣り、信頼性が確保できなかった。また、
上記2つのホット・サーミスタを用いる方式は、信頼性
は高いが、0゜1〜0.01°C程度に揃った特性のサ
ーミスタを必要とするという極めて困難な問題かあり、
これを選別などに頼っているため、低価格化が困難であ
る等の問題があった。 この発明は」1記のような課題を解消するためになされ
たもので、高信頼性を有し、かつ低価格で製作すること
のできる湿度測定装置を得ることを目的としている。
However, the above sensing method was inferior in chemical resistance (methane, ethane, ethylene, ammonia, acetone, alcohol, formalin, etc.), dew condensation cycle, and long-term stability at high temperatures, and could not ensure reliability. Also,
The above two methods using hot thermistors are highly reliable, but have the extremely difficult problem of requiring thermistors with characteristics that are uniform at about 0°1 to 0.01°C.
Since this method relies on sorting, etc., there are problems such as difficulty in reducing the price. This invention was made in order to solve the problem as described in item 1 above, and its purpose is to obtain a humidity measuring device that has high reliability and can be manufactured at low cost.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この発明に係る湿度測定装置は、対象雰囲気中に置かれ
たヒータと、上記ヒータの温度を検出する温度センサと
、上記対象雰囲気の温度を検出する雰囲気温度センサと
、上記対象雰囲気の圧力を検出する気圧センサと、上記
温度センサの検出値に応じて上記ヒータの温度を設定値
に制御する制御信号を作ると共に上記温度センサ、雰囲
気センサ及び気圧センサの各検出値に基づいて所定の演
算を行うことにより上記対象雰囲気の絶対湿度及び/又
は相対湿度を算出する演算装置とを設けたものである。
The humidity measuring device according to the present invention includes a heater placed in a target atmosphere, a temperature sensor that detects the temperature of the heater, an atmosphere temperature sensor that detects the temperature of the target atmosphere, and a pressure of the target atmosphere. and a control signal for controlling the temperature of the heater to a set value according to the detected value of the temperature sensor, and performs a predetermined calculation based on the detected values of the temperature sensor, the atmosphere sensor, and the barometric pressure sensor. Accordingly, an arithmetic device for calculating the absolute humidity and/or relative humidity of the target atmosphere is provided.

【作 用】[For use]

ヒータ、温度センサ、気圧センサに特に高精度のものを
用いることなく、高信頼性及び高精度を持つ湿度測定装
置が低価格で得られる。
A highly reliable and highly accurate humidity measuring device can be obtained at a low cost without using particularly high precision heaters, temperature sensors, and atmospheric pressure sensors.

【実施例】【Example】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 第1図において、1はヒータで、ホット・サーミスタ、
熱線式ヒータ、セラミック・ヒータなどの電流や電圧に
より発熱量がコントロールできる発熱体が用いられる。 2はヒータ1の発熱による温度を測定する温度センサで
、サーミスタ、ザーモカソプル、測温抵抗体、半導体温
度センサ、水晶式温度センサなどの60℃〜300℃程
度の温度を再現性良く測定できる温度センサが用いられ
る。3はセンサ・パッケージで、ヒータ1と、温度セン
サ2とをできる限り近傍に配置し、一つのパッケージ内
に、−20℃〜300℃程度の温度に耐え、また、メタ
ン、エタン、エチレン、アンモニア、アセトン、アルコ
ール、ホルマリンなどの薬品に侵されず、製造工程で簡
華にモールドできる材料、例えば低融点ガラスなどに納
めてなる。 このセンサ・パッケージ3は周囲の風の影響を受けない
ようにフィルタで十分に遮断される。 このフィルタによりセンサ・デバイスとフィルタの間の
ガス部は、自然対流が形成されるように形成されている
。4はヒータ1に通電する定電流回路で、オペアンプ5
及び抵抗R+で構成されている。6はヒータ1の発熱に
よる温度上昇の影響が十分率さい位置に取り付けられ雰
囲気温度(T)を測定する雰囲気温度センサで、センサ
には、サーミスタ、ザーモカップル、測温抵抗体、半導
体温度センサ、水晶式温度などのセンサが用いられる。 7は発振器で、コンデンサCI+ 33.4個のインバ
ータ8.スイッチSWI、SW2.SW3及び抵抗R6
等で構成される。スイッチS W 3は温度センサ2.
雰囲気温度センサ6及び抵抗R6を選択的に切替える。 また、コンデンサS3は容量式圧力センサを用いた気圧
センサの一部を構成するものとする。9は発振器7の発
振周波数を分周するプリスケーラ、10はプリスケーラ
9の出力に基いてヒータ1を設定温度に制御すると共に
、相対湿度、絶対湿度等を算出するマイクロコンピュー
タ等から成る演算装置であり、パルスインターパルタイ
マ11.PWM(パルス幅変調)信号出力ポート12及
びメモリ (図示せず)を有している。13は制御信号
としてのPWM信号を所定のDC定電圧信号に畳重する
DC電圧回路であり、MO3FET14.抵抗R2〜R
s、 R7,ツェナーダイオード15及びオペアンプ1
6等で構成される。 第2図(A)、  (B)は上記センサ・パッケージ部
3の構造を示すもので、上記ヒータ1及び温度センサ2
は薄膜のサーミスタで形成されている。 ヒータ1及び温度センサ2はSS基板17とに設けられ
たSiO□層1日上に設けられている。また、ヒータ1
及び温度センサ2はそれぞれ両端を、SiO□層18上
に設けられた2対の電極19゜20に接続され、各電極
19.20からはリード線21.22が外部に導出され
ている。このセンサ・パッケージ部3はその全体が低融
点ガラス23で被覆されている。 次に動作について説明する。 第1図の回路は、下記の■〜Oまでのループで動作され
る。なお、実際は、処理効率向上のため割り込め処理で
、センサの信号入力処理と演算処理は並列処理している
が、ここでは理解を促すため、割り込み処理を含ます記
載している。 ■、スイッチSWIをオン、スイッチSW2をオフ、ス
イッチSW3を抵抗R6側にセットすると、発振器7は
コンデンサC1とR6とにより発振する。この時の発振
周波数(FO)は(式2)となる。 Tl=C1*S2* (α+β) ・・・(式1)FO
=1/To        ・・・(式2)α=1n 
((Vd−Vl)/(Vd−F2))  ・= (式3
)β−1n ((F2−Vg)/(Vl−Vg))  
・・・(式4)vd:インバータのH1出力電圧 F2:インバータのHIレベルしきい値入力電圧v1:
インバー夕のL Oレベルしきい値入力電圧vg:イン
バー夕のLO出力電圧 ■、スイッチSWIをオン、スイッチSW2をオフ、ス
イッチSW3を雰囲気温度センサ6側にセソ1−すると
、CIと雰囲気温度センサ6の抵抗S2とにより発振す
る。この時の発振周波数(Fl)は(弐6)となる。 Tl=C1*S2* (α+β) ・・・(式5)%式
%(6) ■、スイッチSWIをオン、スイッチSW2をオフ、ス
イッチSW3をヒータ1側にセットすると、C1とヒー
タ1の抵抗S1とにより発振する。この時の発振周波数
(F2)は(弐8)となる。 Tl=C1*S2* (α+β) ・・・(式7)F2
=1/T2         ・・・(式8)■、スイ
ッチSW1をオフ、スイッチSW2をオン、スイッチS
W3をR6側にセットすると、発振器7は上記気圧セン
サのコンデンサS3とR6とにより発振する。この時の
発振周波数(F3)は(式10)となる。 T3=33*R6*(α+β) ・・・(式9)F3=
1/T3         ・・・(式10)■、■〜
■の発振周波数Fl、F2.F3をプリスケーラ9で任
意の値まで分周し、その分周した矩形波信号の1サイク
ルの時間をマイコン内部のパルスインターバルタイマ1
1が外部タイマで測定する。 ■、■〜■の発振周波数を測定した値を使い、演算装置
10においてレシオメトリック変換する。 この変換で、インバータ8に関する全ての誤差がキャン
セルされる。そして、雰囲気温度センサ6の検出値Ct
と温度センサ1の検出値chと、気圧センサの検出値C
pとを(式11−) 。 (式12)、(式13)により算出する。 c t =FO/F 1 =S 2/R6・・・(式1
1)Ch=FO/F2=S1/R6・・・(式12)c
p =FO/F 3 =S 3/CI  ・・・(式1
3)■、(式12)の値(Ch)とある温度に相当する
設定値(Cs)との差(Ch−cs)とパルスインター
バルタイマ11の時間データからPID制御演算を行う
。 ■、■の演算により得られた制御量(M)を演算装置1
0のPWM信号出力ボート12から出力し、その制御信
号としてのPWM信号出力を低オン抵抗、高オフ抵抗特
性を持つMO3FET14で受け、PWM信号出力波高
値を所定の電圧に変換する。 ■、■で得られたPWM出力をDC電圧重畳回路13で
DC定電圧信号に重畳させ、PWM出力がデユーティ5
0%でほぼマイコン内部に格納されている固定の設定値
(Cs)に制御されるようにDC定電圧信号値を調整す
る。また、十分な湿度測定におけるダイナミック・レン
ジが取れるように環境変化(絶対湿度変化、環境温度変
化、大気圧変動、ガス成分変動)内でヒータの温度制御
が可能な範囲でPWM信号出力波高値をできる限り狭<
  (PWM出力のハイ出力電圧を低く)設定する。 [相]、■のPWM出力をDC定電圧信号に重畳させた
信号でヒータ駆動用の定電流回路4をパルス駆動する。 ■、ヒータ1の熱容量とヒータ駆動電力との関係から、
ヒータ1は、ある定められた時定数値の時間遅れ(ロー
パス・フィルタ)の効果を持つ。 この効果を利用して直接■のパルス信号をヒータlに印
加する。 @、■によりヒータ1の発熱による温度を測定する温度
センサ2の信号出力が変化し、■〜@までの動作が繰り
返され、マイコン内部に格納されている固定の設定値(
Cs)に制御されるように(式12)の値(Ch)との
差<c h −cS)が精度範囲内でゼロ近傍に収束し
た時の制御量(M)を、マイコン内部のメモリ (RA
M)に格納する。 0、気圧センサの出力(Cp)と雰囲気温度センサ6の
出力(Ct)と真の大気圧(P)との3つのパラメータ
から、工場調整時に予め作られた関数(F)を使って演
算し、真の大気圧(P)を求める。 P=F (CpXCt)   ・・・ (式14)■、
雰囲気温度センサ6の出力(Ct)と真の雰囲気温度(
T)との2つのパラメータから、工場調整時に予め作ら
れた関数(G)を使って演算し、真の雰囲気温度(T)
を求める。 T=G CCt)      ・・・ (式15)[相
]、@でマイコン内部のメモリ (RAM)に格納され
た制御量(M)と[相]の大気圧(P)と■の雰囲気温
度(T)と真の絶対湿度(Ha)との4つのパラメータ
から、工場調整時に予め作られた関数(Q)を使って演
算し、絶対湿度(Ha)を求める。 Ha=Q (M、P、T)  ”  (式16)[相]
、雰囲気温度(T)と飽和水蒸気圧(Es)との既知の
関係を関数化(U)し、それを演算装置10のメモリ 
(マスクROM)に記憶させておく。その関数を測定時
の雰囲気温度(T)から、その温度における飽和水蒸気
圧(Es)を求める。この飽和水蒸気圧(Es)と[相
]で得られた絶対湿度(Ha)と相対湿度(Hr)の既
知の関係を関数化(■)し、それを演算装置10のメモ
リ (マスクROM)に記憶させておく。 その関数を演算し、相対湿度(Hr)を求める。 Es=U(T)      ・・・ (式17)Hr=
V (Es、Ha)  −(式18)@、露点温度演算
について、 [相]で得られた絶対湿度(Ha)と■の雰囲気温度(
T)から、既知の関数にある測定気体中の水蒸気圧が、
水の飽和水蒸気圧である温度(露  ・点温度:Ts)
を求める関数(W)を創り、それを演算装置10のメモ
リ (マスクROM’)に記憶させておく。その関数を
演算し露点(Ts)を求める。 Ts =W (Ha、T)   −(式19)次に、調
整処理アルゴリズムについて説明する。 (1)、工場調整工程(キャラクタライズ)は下記の■
〜■により行われる。 ■、第1図及び第2図のように構成された製品を温度、
湿度、気圧を高精度に発生もしくは測定できる槽に入れ
る。この槽の温度、湿度、気圧を製品の使用範囲内で各
パラメータ毎に最小値と最大値の2点もしくはその間を
多点に分割し発生させる。 ■、気圧センサの圧力(Cp)と雰囲気温度センサ6の
出力(Ct)と発生させた真の大気圧(P)とから、関
数(F)を各製品毎に作成する。 ■雰囲気温度センサ6の出力(Ct)と発生させた真の
雰囲気温度(T)とから、関数(G)を各製品毎に作成
する。 ■、発生させた真の雰゛囲気温度(T)と発生させた真
の大気圧(P)と発生させた真の絶対湿度(Ha)とフ
ィード・バック制御でヒータ1の温度が一定に保たれた
時の制御量(M)とから(Q)の各製品毎に作成する。 ■、相対湿度(Hr)と露点温度(Ts)との関係は既
知であるため、関数を各製品毎に作成するのではなく、
全製品共通の関数となるため、調整工程では関数を作ら
ずマスクROM化される。 (2)、フィールドでの調整(ガス成分の変動による影
響の補正)は次のように行われる。 ■、フィールドで装置に取り付けられた場合、工場調整
工程でのガス成分と異なる場合が考えられる。この方式
は、ガス成分の変動に対して湿度変化より大きな感度を
有するごとがある。しかし、フィールドでガス成分が変
動せず、このガスが湿度0120)と相互作用を持たず
独立に存在する場合、装置の立ち上げ時に1回、測定ガ
スを脱湿剤(P2O3など)で精度範囲内でドライにし
、製品の感湿部に送る。 その時の絶対湿度の表示値もしくは出力値をゼロに調整
し補正する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In Figure 1, 1 is a heater, a hot thermistor,
A heating element such as a hot wire heater or a ceramic heater whose heat generation amount can be controlled by current or voltage is used. 2 is a temperature sensor that measures the temperature due to the heat generated by the heater 1, and is a temperature sensor that can measure temperatures of about 60°C to 300°C with good reproducibility, such as a thermistor, thermocasople, resistance thermometer, semiconductor temperature sensor, or crystal temperature sensor. is used. 3 is a sensor package in which the heater 1 and the temperature sensor 2 are arranged as close as possible, and the package can withstand temperatures of about -20°C to 300°C, and also contains methane, ethane, ethylene, ammonia, etc. It is made of a material that is not affected by chemicals such as acetone, alcohol, and formalin, and can be easily molded during the manufacturing process, such as low-melting glass. This sensor package 3 is sufficiently shielded by a filter so that it is not affected by the surrounding wind. With this filter, the gas region between the sensor device and the filter is formed in such a way that natural convection occurs. 4 is a constant current circuit that energizes heater 1, and operational amplifier 5
and a resistor R+. Reference numeral 6 denotes an ambient temperature sensor for measuring the ambient temperature (T), which is installed in a position where the influence of temperature rise due to heat generated by the heater 1 is sufficiently small. Sensors such as temperature sensors are used. 7 is an oscillator, a capacitor CI+ 33.4 inverters 8. Switches SWI, SW2. SW3 and resistor R6
Consists of etc. The switch SW3 is the temperature sensor 2.
Ambient temperature sensor 6 and resistor R6 are selectively switched. Further, it is assumed that the capacitor S3 constitutes a part of an atmospheric pressure sensor using a capacitive pressure sensor. 9 is a prescaler that divides the oscillation frequency of the oscillator 7, and 10 is an arithmetic unit including a microcomputer that controls the heater 1 to a set temperature based on the output of the prescaler 9 and calculates relative humidity, absolute humidity, etc. , pulse interval timer 11. It has a PWM (pulse width modulation) signal output port 12 and a memory (not shown). 13 is a DC voltage circuit that superimposes a PWM signal as a control signal on a predetermined DC constant voltage signal, and MO3FET14. Resistance R2~R
s, R7, Zener diode 15 and operational amplifier 1
Consists of 6th grade. FIGS. 2(A) and 2(B) show the structure of the sensor package section 3, in which the heater 1 and the temperature sensor 2 are
is formed of a thin film thermistor. The heater 1 and the temperature sensor 2 are provided one day above the SiO□ layer provided on the SS substrate 17. Also, heater 1
Both ends of the temperature sensor 2 and the temperature sensor 2 are connected to two pairs of electrodes 19.20 provided on the SiO□ layer 18, and lead wires 21.22 are led out from each electrode 19.20. This sensor package section 3 is entirely covered with a low melting point glass 23. Next, the operation will be explained. The circuit shown in FIG. 1 is operated in the loop from (1) to (0) below. Note that in reality, sensor signal input processing and arithmetic processing are processed in parallel using interrupt processing to improve processing efficiency, but interrupt processing is included here to facilitate understanding. (2) When the switch SWI is turned on, the switch SW2 is turned off, and the switch SW3 is set to the resistor R6 side, the oscillator 7 oscillates by the capacitors C1 and R6. The oscillation frequency (FO) at this time is expressed as (Formula 2). Tl=C1*S2* (α+β) ... (Formula 1) FO
=1/To...(Formula 2) α=1n
((Vd-Vl)/(Vd-F2)) ・= (Formula 3
) β-1n ((F2-Vg)/(Vl-Vg))
...(Formula 4) vd: H1 output voltage of the inverter F2: HI level threshold input voltage of the inverter v1:
Inverter's LO level threshold input voltage vg: Inverter's LO output voltage ■, switch SWI is on, switch SW2 is off, switch SW3 is set to ambient temperature sensor 6 side, CI and ambient temperature sensor It oscillates due to the resistor S2 of 6. The oscillation frequency (Fl) at this time is (26). Tl=C1*S2* (α+β)...(Formula 5)%Formula%(6) ■When switch SWI is turned on, switch SW2 is turned off, and switch SW3 is set to heater 1 side, the resistance of C1 and heater 1 It oscillates due to S1. The oscillation frequency (F2) at this time is (28). Tl=C1*S2* (α+β) ... (Formula 7) F2
=1/T2 ... (Formula 8) ■, switch SW1 is turned off, switch SW2 is turned on, switch S
When W3 is set to the R6 side, the oscillator 7 oscillates due to the capacitors S3 and R6 of the atmospheric pressure sensor. The oscillation frequency (F3) at this time is expressed as (Equation 10). T3=33*R6*(α+β)...(Formula 9) F3=
1/T3...(Formula 10) ■, ■~
(2) Oscillation frequency Fl, F2. The frequency of F3 is divided by the prescaler 9 to an arbitrary value, and the time of one cycle of the divided rectangular wave signal is set by the pulse interval timer 1 inside the microcontroller.
1 is measured by an external timer. The arithmetic unit 10 performs ratiometric conversion using the measured values of the oscillation frequencies of (1) and (2) to (2). This conversion cancels all errors related to inverter 8. Then, the detection value Ct of the ambient temperature sensor 6
, the detection value ch of temperature sensor 1, and the detection value C of atmospheric pressure sensor
p (Formula 11-). Calculated using (Equation 12) and (Equation 13). c t =FO/F 1 =S 2/R6...(Formula 1
1) Ch=FO/F2=S1/R6...(Formula 12)c
p=FO/F3=S3/CI...(Formula 1
3) PID control calculation is performed from the difference (Ch-cs) between the value (Ch) of (Equation 12) and the set value (Cs) corresponding to a certain temperature and the time data of the pulse interval timer 11. The control amount (M) obtained by the calculations of ■ and ■ is calculated by the calculation device 1.
0 from the PWM signal output port 12, the PWM signal output as a control signal is received by the MO3FET 14 having low on-resistance and high off-resistance characteristics, and the PWM signal output peak value is converted into a predetermined voltage. The PWM output obtained in ① and ② is superimposed on the DC constant voltage signal by the DC voltage superimposition circuit 13, and the PWM output is
The DC constant voltage signal value is adjusted so that it is controlled to a fixed setting value (Cs) stored within the microcomputer at approximately 0%. In addition, in order to obtain a sufficient dynamic range for humidity measurement, the peak value of the PWM signal output should be adjusted within the range that allows heater temperature control within environmental changes (absolute humidity changes, environmental temperature changes, atmospheric pressure changes, and gas composition changes). as narrow as possible
(Set the high output voltage of PWM output low). The constant current circuit 4 for driving the heater is pulse-driven with a signal obtained by superimposing the PWM output of [phase] and (2) on a DC constant voltage signal. ■From the relationship between the heat capacity of heater 1 and the heater drive power,
The heater 1 has the effect of a time delay (low-pass filter) with a certain defined time constant value. Utilizing this effect, the pulse signal (2) is directly applied to the heater (1). @ and ■ change the signal output of the temperature sensor 2 that measures the temperature due to the heat generated by the heater 1, and the operations from ■ to @ are repeated until the fixed setting value (
The control amount (M) when the difference from the value (Ch) of (Equation 12) <ch - cS) converges to near zero within the accuracy range is stored in the microcontroller's internal memory ( R.A.
M). 0, calculated using a function (F) made in advance at the time of factory adjustment from three parameters: the output of the atmospheric pressure sensor (Cp), the output of the ambient temperature sensor 6 (Ct), and the true atmospheric pressure (P). , find the true atmospheric pressure (P). P=F (CpXCt) ... (Formula 14)■,
The output of the ambient temperature sensor 6 (Ct) and the true ambient temperature (
The true ambient temperature (T) is calculated from the two parameters T) using a function (G) made in advance during factory adjustment.
seek. T=G CCt) ... (Equation 15) [Phase], the controlled variable (M) stored in the memory (RAM) inside the microcomputer at @, the atmospheric pressure (P) of [Phase], and the ambient temperature (■) Absolute humidity (Ha) is calculated from four parameters, T) and true absolute humidity (Ha), using a function (Q) that was created in advance at the time of factory adjustment. Ha=Q (M, P, T) ” (Formula 16) [Phase]
, converts the known relationship between the ambient temperature (T) and the saturated water vapor pressure (Es) into a function (U), and stores it in the memory of the arithmetic unit 10.
(mask ROM). From the ambient temperature (T) at the time of measuring the function, the saturated water vapor pressure (Es) at that temperature is determined. The known relationship between absolute humidity (Ha) and relative humidity (Hr) obtained from this saturated water vapor pressure (Es) and [phase] is converted into a function (■) and stored in the memory (mask ROM) of the arithmetic unit 10. Let me remember it. The function is calculated to determine relative humidity (Hr). Es=U(T)... (Formula 17) Hr=
V (Es, Ha) - (Equation 18)@, Regarding the dew point temperature calculation, the absolute humidity (Ha) obtained in [phase] and the ambient temperature (
T), the water vapor pressure in the measured gas is a known function,
Temperature that is the saturated vapor pressure of water (dew point temperature: Ts)
A function (W) is created to obtain , and it is stored in the memory (mask ROM') of the arithmetic unit 10. The function is calculated to obtain the dew point (Ts). Ts = W (Ha, T) - (Formula 19) Next, the adjustment processing algorithm will be explained. (1) The factory adjustment process (characterization) is as follows:
This is done by ~■. ■The product configured as shown in Figures 1 and 2 is heated to
Place it in a tank that can generate or measure humidity and atmospheric pressure with high precision. The temperature, humidity, and air pressure of this tank are generated by dividing them into two points, the minimum value and the maximum value, or multiple points between them, for each parameter within the usage range of the product. (2) A function (F) is created for each product from the pressure (Cp) of the atmospheric pressure sensor, the output (Ct) of the ambient temperature sensor 6, and the generated true atmospheric pressure (P). (2) Create a function (G) for each product from the output (Ct) of the ambient temperature sensor 6 and the generated true ambient temperature (T). ■The temperature of heater 1 is kept constant by feedback control of the generated true ambient temperature (T), the generated true atmospheric pressure (P), and the generated true absolute humidity (Ha). The control amount (M) and (Q) for each product are created for each product. ■Since the relationship between relative humidity (Hr) and dew point temperature (Ts) is known, instead of creating a function for each product,
Since this function is common to all products, it is stored in a mask ROM without creating a function in the adjustment process. (2) Field adjustment (correction of effects due to fluctuations in gas components) is performed as follows. (2) When installed in equipment in the field, the gas composition may differ from the one in the factory adjustment process. This system may be more sensitive to changes in gas composition than to changes in humidity. However, if the gas component does not fluctuate in the field and this gas exists independently without interacting with the humidity (0120), the measurement gas must be treated with a dehumidifying agent (P2O3, etc.) once when starting up the device to ensure accuracy. Dry it inside and send it to the moisture sensitive part of the product. The absolute humidity display value or output value at that time is adjusted to zero and corrected.

【発明の効果】【Effect of the invention】

この発明によれば、対象雰囲気中にヒータを設け、その
温度を検出する温度センサの検出値に応じて上記ヒータ
の温度を設定値に制御すると共に、上記温度センサ、雰
囲気温度センサ及び気圧センサの各検出値に基づいて所
定の演算を行うことにより上記対象雰囲気の絶対湿度及
び/又は相対湿度を算出するように構成したので、次の
効果が得られる。 ■、従来からある、温度センサ、ヒータ、気圧センサに
より構成でき、また、個々のセンサの絶対精度を他の方
法と比較して高精度にする必要かないため個々のセンサ
が低価格となる。 なぜなら、ヒータ1の温度は、ある温度付近に設定され
ていればよく、重要なのは、温度が精度良く一定に保た
れていることである。そのため、ヒータ1の温度を測定
する温度センサ2は、高精度である必要性がない。 また、気圧センサは、熱伝導率が大気圧に影響される効
果を補正するためのセンサであり、元々、影響量が小さ
いために、気圧センサの精度は大きく影響しない。 ■、従来の湿度センサと比較して高信頼性が確保できる
。 なぜなら、センシング方式として吸着、脱離反応を伴わ
ず、ガスが接する部分(ヒータ・パッケージ3)を而」
薬品性のある材料(表面が滑らかなガラスやセラミック
)を使い、ガスが接する部分をヒータ1で加熱するため
結露が起こらない。このため、高信頼性が確保できる。 ■、複合化センサの考えを使うため多機能化が可能とな
る。 なぜなら、3つのセンサを使うことで、この出力の組み
合わせから絶対湿度、相対湿度、露点、温度、大気圧の
5つの測定が可能となる。 ■、■の高信頼性が確保できることから高精度化が可能
となる。
According to this invention, a heater is provided in the target atmosphere, and the temperature of the heater is controlled to a set value according to the detection value of the temperature sensor that detects the temperature, and the temperature sensor, the atmosphere temperature sensor, and the barometric pressure sensor are controlled. Since the absolute humidity and/or relative humidity of the target atmosphere is calculated by performing predetermined calculations based on each detected value, the following effects can be obtained. (2) It can be constructed from conventional temperature sensors, heaters, and atmospheric pressure sensors, and since it is not necessary to make the absolute accuracy of each sensor higher than in other methods, the cost of each sensor is low. This is because the temperature of the heater 1 only needs to be set around a certain temperature, and what is important is that the temperature is kept constant with high accuracy. Therefore, the temperature sensor 2 that measures the temperature of the heater 1 does not need to be highly accurate. Further, the atmospheric pressure sensor is a sensor for correcting the effect that thermal conductivity is influenced by atmospheric pressure, and since the amount of influence is originally small, the accuracy of the atmospheric pressure sensor is not greatly affected. ■Higher reliability can be ensured compared to conventional humidity sensors. This is because the sensing method does not involve adsorption or desorption reactions, and only the part that comes in contact with gas (heater package 3) is used.
Condensation does not occur because a chemical material (glass or ceramic with a smooth surface) is used, and the parts that come in contact with gas are heated with heater 1. Therefore, high reliability can be ensured. ■Multi-functionality is possible because it uses the idea of a composite sensor. This is because by using three sensors, five measurements of absolute humidity, relative humidity, dew point, temperature, and atmospheric pressure can be made from this combination of outputs. Since the high reliability of (2) and (4) can be ensured, high accuracy is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例による湿度測定装置を示す
構成図、第2図は同装置のヒータ・パッケージを示す平
面図及び断面側面図である。 1はヒータ、2は温度センサ、6は雰囲気温度センサ、
10は演算装置。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 特 許 出 願 人  山武ハネウェル株式会社代理人
   弁理士  1) 澤   博  昭(外2名)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a humidity measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a sectional side view showing a heater package of the device. 1 is a heater, 2 is a temperature sensor, 6 is an ambient temperature sensor,
10 is a calculation device. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Patent applicant Yamatake Honeywell Co., Ltd. Agent Patent attorney 1) Hiroshi Sawa (2 others)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  対象雰囲気中に置かれたヒータ1と、上記ヒータの温
度を検出する温度センサ2と、上記対象雰囲気の温度を
検出する雰囲気温度センサ6と、上記対象雰囲気の圧力
を検出する気圧センサS_3と、上記温度センサの検出
値に応じて上記ヒータの温度を設定値に制御する制御信
号を作ると共に上記温度センサ、雰囲気温度センサ及び
気圧センサの各検出値に基づいて所定の演算を行うこと
により上記対象雰囲気の絶対湿度及び/又は相対湿度を
算出する演算装置10とを備えた湿度測定装置。
A heater 1 placed in a target atmosphere, a temperature sensor 2 that detects the temperature of the heater, an atmosphere temperature sensor 6 that detects the temperature of the target atmosphere, and an atmospheric pressure sensor S_3 that detects the pressure of the target atmosphere. A control signal is generated to control the temperature of the heater to a set value in accordance with the detected value of the temperature sensor, and a predetermined calculation is performed based on the detected values of the temperature sensor, the atmosphere temperature sensor, and the atmospheric pressure sensor to control the temperature of the heater. A humidity measuring device including an arithmetic device 10 that calculates the absolute humidity and/or relative humidity of the atmosphere.
JP31745390A 1990-11-21 1990-11-21 humidity measuring device Pending JPH04186190A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4659745B2 (en) * 2003-09-11 2011-03-30 プレー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Cloudiness sensor
JP4659746B2 (en) * 2003-09-11 2011-03-30 プレー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Cloudiness sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4659745B2 (en) * 2003-09-11 2011-03-30 プレー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Cloudiness sensor
JP4659746B2 (en) * 2003-09-11 2011-03-30 プレー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Cloudiness sensor

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