JPH06229967A - 多用途センサ - Google Patents
多用途センサInfo
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- JPH06229967A JPH06229967A JP3359712A JP35971291A JPH06229967A JP H06229967 A JPH06229967 A JP H06229967A JP 3359712 A JP3359712 A JP 3359712A JP 35971291 A JP35971291 A JP 35971291A JP H06229967 A JPH06229967 A JP H06229967A
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 27
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Landscapes
- 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
(57)【要約】
【目的】 ガスセンサ、湿度センサを効果的に組み合せ
て単一の検出器を構成し、該単一の検出器にてガス、湿
度、及び温度を検出可能とする。 【構成】 被測定雰囲気に露される検出部Ａと、被測定
雰囲気に対して遮断された補償部Ｂとを同一基板１０上
に近接して有し、前記検出部Ａ及び補償部Ｂ共に発熱抵
抗体１３ａ,１３ｂと、該発熱抵抗体１３ａ,１３ｂに近
接して配設され、雰囲気中のガスに感応して抵抗値が変
化する検出素子１４ａ,１４ｂとを有する。温度の検出
は、前記補償部Ｂにおける前記発熱抵抗体１３ｂの抵抗
値より検出し、ガスの検出は、前記補償部Ｂの検出素子
１４ｂの抵抗値を基準として前記検出部Ａにおける検出
素子１４ａの抵抗値より検出し、湿度の検出は、前記補
償部Ｂの発熱抵抗体１３ｂの抵抗値を基準として前記検
出部Ａにおける発熱抵抗体１３ａの抵抗値より検出す
る。
て単一の検出器を構成し、該単一の検出器にてガス、湿
度、及び温度を検出可能とする。 【構成】 被測定雰囲気に露される検出部Ａと、被測定
雰囲気に対して遮断された補償部Ｂとを同一基板１０上
に近接して有し、前記検出部Ａ及び補償部Ｂ共に発熱抵
抗体１３ａ,１３ｂと、該発熱抵抗体１３ａ,１３ｂに近
接して配設され、雰囲気中のガスに感応して抵抗値が変
化する検出素子１４ａ,１４ｂとを有する。温度の検出
は、前記補償部Ｂにおける前記発熱抵抗体１３ｂの抵抗
値より検出し、ガスの検出は、前記補償部Ｂの検出素子
１４ｂの抵抗値を基準として前記検出部Ａにおける検出
素子１４ａの抵抗値より検出し、湿度の検出は、前記補
償部Ｂの発熱抵抗体１３ｂの抵抗値を基準として前記検
出部Ａにおける発熱抵抗体１３ａの抵抗値より検出す
る。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、多用途センサ、より詳細には、
単一の検出器を用いて、周囲の温度、ガス、湿度を検出
できるセンサに関する。
単一の検出器を用いて、周囲の温度、ガス、湿度を検出
できるセンサに関する。
【０００２】
【従来技術】従来、ガスセンサとして、金属酸化物半導
体の内部に電極と、電極を兼ねたヒータを内蔵し、該金
属酸化物半導体をヒータにより加熱した時に該金属酸化
物半導体の抵抗値が該金属酸化物半導体の表面でのガス
吸着によって下がることを利用したものが提案されてい
るが、消費電力が大きく、乾電池駆動には適さないとい
う問題があった。
体の内部に電極と、電極を兼ねたヒータを内蔵し、該金
属酸化物半導体をヒータにより加熱した時に該金属酸化
物半導体の抵抗値が該金属酸化物半導体の表面でのガス
吸着によって下がることを利用したものが提案されてい
るが、消費電力が大きく、乾電池駆動には適さないとい
う問題があった。
【０００３】この点を改良すべく、架橋構造や片持梁構
造等、空気中に張り出させた張り出し部を設け、この張
り出し部の上に金属酸化物半導体を形成するようにし、
もって、熱容量を可及的に小さくして応答特性を上げ、
且つ消費電力を低下させる試みが成されている。
造等、空気中に張り出させた張り出し部を設け、この張
り出し部の上に金属酸化物半導体を形成するようにし、
もって、熱容量を可及的に小さくして応答特性を上げ、
且つ消費電力を低下させる試みが成されている。
【０００４】一方、ガスセンサにおいては、同様の構造
をもつ検出器を２個設け、一方の検出器を周囲雰囲気に
接触させてガス検出用として用い、他方の検出器を周囲
雰囲気に接触させない密封構造とし、この密封構造の検
出器にて周囲の温度を検出して温度補償をすることが行
なわれている。同様に、湿度センサにおいても、同様の
構造をもつ検出器（発熱抵抗体）を２個設け、一方の検
出器を周囲雰囲気に接触させて湿度検出用として用い、
他方の検出器を周囲雰囲気に接触させない密封構造と
し、この密封構造の検出器にて周囲の温度を検出して温
度補償をすることが行なわれている。
をもつ検出器を２個設け、一方の検出器を周囲雰囲気に
接触させてガス検出用として用い、他方の検出器を周囲
雰囲気に接触させない密封構造とし、この密封構造の検
出器にて周囲の温度を検出して温度補償をすることが行
なわれている。同様に、湿度センサにおいても、同様の
構造をもつ検出器（発熱抵抗体）を２個設け、一方の検
出器を周囲雰囲気に接触させて湿度検出用として用い、
他方の検出器を周囲雰囲気に接触させない密封構造と
し、この密封構造の検出器にて周囲の温度を検出して温
度補償をすることが行なわれている。
【０００５】図２（ａ）,（ｂ）は、特開平３−９２７
５４号公報に開示された絶対湿度センサの一例を示す平
面図及び断面図で、図示のように、シリコンからなる第
１の基板１に、薄膜抵抗発熱体３を設置する凹部６，７
を形成し、基板１の表面に絶縁保護膜を形成した上、薄
膜抵抗発熱体３を前記凹部に架橋支持するよう設置して
いる。
５４号公報に開示された絶対湿度センサの一例を示す平
面図及び断面図で、図示のように、シリコンからなる第
１の基板１に、薄膜抵抗発熱体３を設置する凹部６，７
を形成し、基板１の表面に絶縁保護膜を形成した上、薄
膜抵抗発熱体３を前記凹部に架橋支持するよう設置して
いる。
【０００６】上記の構成により、熱容量を小さくした薄
膜抵抗発熱体３の熱が直接基板に熱伝導するのを抑え
て、基板で構成した空間の気体の熱伝導により熱平衝を
保ち、小電力化と応答の高速化を図ることができるよう
にしている。
膜抵抗発熱体３の熱が直接基板に熱伝導するのを抑え
て、基板で構成した空間の気体の熱伝導により熱平衝を
保ち、小電力化と応答の高速化を図ることができるよう
にしている。
【０００７】また、第２の基板２にも基板１に対応する
位置に前記素子用の空間を作るための凹部６，７と、薄
膜抵抗発熱体３のパッド部９を露出させるための切欠き
部を形成しておき、更に基板２に接合用の低融点ガラス
ペースト５を図に斜線で示すパターンにスクリーン印刷
した上、前記ペースト中の溶剤を仮焼成で蒸発させ、続
いて参照素子の空間に封入する乾燥空気又は一定の既知
の湿度の空気雰囲気中で、基板の１と２を対向させ、図
示のようにそれぞれの凹部で薄膜抵抗発熱体を囲む空間
を作る配置にした上、加熱で低融点ガラスを融解して基
板を接合させている。
位置に前記素子用の空間を作るための凹部６，７と、薄
膜抵抗発熱体３のパッド部９を露出させるための切欠き
部を形成しておき、更に基板２に接合用の低融点ガラス
ペースト５を図に斜線で示すパターンにスクリーン印刷
した上、前記ペースト中の溶剤を仮焼成で蒸発させ、続
いて参照素子の空間に封入する乾燥空気又は一定の既知
の湿度の空気雰囲気中で、基板の１と２を対向させ、図
示のようにそれぞれの凹部で薄膜抵抗発熱体を囲む空間
を作る配置にした上、加熱で低融点ガラスを融解して基
板を接合させている。
【０００８】以上の接合により、参照側の空間６は外気
と遮断され常に一定の雰囲気に保たれる。この気密封止
される雰囲気は必ずしも大気圧でなくてもよい。このと
き同時に形成される検出側の空間７は対向する位置に接
合部の隙間で形成した通気孔８が構成される。
と遮断され常に一定の雰囲気に保たれる。この気密封止
される雰囲気は必ずしも大気圧でなくてもよい。このと
き同時に形成される検出側の空間７は対向する位置に接
合部の隙間で形成した通気孔８が構成される。
【０００９】以上のように構成にした湿度センサは、２
つの薄膜抵抗発熱体に電力によって一定のエネルギーを
供給して自己加熱させると、それぞれ参照用空間６と検
出用空間７の水蒸気量、即ち、絶対湿度に対応する空間
の熱伝導度によって放熱し、一定の温度になって、それ
ぞれ一定の抵抗値をもつので、その差をブリッジ回路の
非平衝電位の出力として検出して絶対湿度を計測するこ
とができる。
つの薄膜抵抗発熱体に電力によって一定のエネルギーを
供給して自己加熱させると、それぞれ参照用空間６と検
出用空間７の水蒸気量、即ち、絶対湿度に対応する空間
の熱伝導度によって放熱し、一定の温度になって、それ
ぞれ一定の抵抗値をもつので、その差をブリッジ回路の
非平衝電位の出力として検出して絶対湿度を計測するこ
とができる。
【００１０】
【目的】本発明は、上述のごときガスセンサ、湿度セン
サを効果的に組み合せて単一の検出器を構成し、該単一
の検出器にてガス、湿度、及び温度を検出可能とするこ
とを目的としてなされたものである。
サを効果的に組み合せて単一の検出器を構成し、該単一
の検出器にてガス、湿度、及び温度を検出可能とするこ
とを目的としてなされたものである。
【００１１】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、被測定
雰囲気に露される検出部と、被測定雰囲気に対して遮断
された補償部とを同一基体上に近接して有し、前記検出
部及び補償部共に発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に近接し
て配設され、雰囲気中のガスに感応して抵抗値が変化す
る検出素子とを有し、温度の検出は、前記補償部におけ
る前記発熱抵抗体の抵抗値より検出し、ガスの検出は、
前記補償部の検出素子の抵抗値を基準として前記検出部
における検出素子の抵抗値より検出し、湿度の検出は、
前記補償部の発熱抵抗体の抵抗値を基準として前記検出
部における発熱抵抗体の抵抗値より検出するようにした
ことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例に
基いて説明する。
雰囲気に露される検出部と、被測定雰囲気に対して遮断
された補償部とを同一基体上に近接して有し、前記検出
部及び補償部共に発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に近接し
て配設され、雰囲気中のガスに感応して抵抗値が変化す
る検出素子とを有し、温度の検出は、前記補償部におけ
る前記発熱抵抗体の抵抗値より検出し、ガスの検出は、
前記補償部の検出素子の抵抗値を基準として前記検出部
における検出素子の抵抗値より検出し、湿度の検出は、
前記補償部の発熱抵抗体の抵抗値を基準として前記検出
部における発熱抵抗体の抵抗値より検出するようにした
ことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例に
基いて説明する。
【００１２】図１は、本発明による多用途センサの一実
施例を説明するための構成図で、（ａ）図は平面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図で、図中、１０は
基板、１１ａ，１１ｂは該基板１０に形成された凹部、
１２は前記基板１０の上に形成された薄膜絶縁体で、該
薄膜絶縁体１２は前記凹部１１ａ，１１ｂに上に片持梁
式に張り出す張り出し部又は前記凹部の上に両持梁式に
架橋される橋架部１２ａ，１２ｂを有し、該張り出し部
又は橋架部１２ａ，１２ｂの上に、それぞれ同一構造の
抵抗発熱体１３ａ，１３ｂ、及びこれら抵抗発熱体１３
ａ，１３ｂにそれぞれ近接してガス検出素子１４ａ，１
４ｂが設けられている。なお、このガス検出素子１４
ａ，１４ｂは、具体的には、前述のように金属酸化物半
導体である。前記凹部１１ａ，１１ｂ、張り出し部１２
ａ，１２ｂ、抵抗発熱体部１３ａ，１３ｂ、ガス検出部
１４ａ，１４ｂは、好ましくは、同一基板１０上に全く
同一に形成され、いずれか一方に封止カバー１５が施こ
され、この封止カバー１５が施こされた方が補償用とし
て用いられ、施こされない方が検出用として使用され
る。図において、封止カバー１５が施こされていないＡ
部が検出部であり、封止カバー１５が施こされているＢ
部が補償部である。
施例を説明するための構成図で、（ａ）図は平面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図で、図中、１０は
基板、１１ａ，１１ｂは該基板１０に形成された凹部、
１２は前記基板１０の上に形成された薄膜絶縁体で、該
薄膜絶縁体１２は前記凹部１１ａ，１１ｂに上に片持梁
式に張り出す張り出し部又は前記凹部の上に両持梁式に
架橋される橋架部１２ａ，１２ｂを有し、該張り出し部
又は橋架部１２ａ，１２ｂの上に、それぞれ同一構造の
抵抗発熱体１３ａ，１３ｂ、及びこれら抵抗発熱体１３
ａ，１３ｂにそれぞれ近接してガス検出素子１４ａ，１
４ｂが設けられている。なお、このガス検出素子１４
ａ，１４ｂは、具体的には、前述のように金属酸化物半
導体である。前記凹部１１ａ，１１ｂ、張り出し部１２
ａ，１２ｂ、抵抗発熱体部１３ａ，１３ｂ、ガス検出部
１４ａ，１４ｂは、好ましくは、同一基板１０上に全く
同一に形成され、いずれか一方に封止カバー１５が施こ
され、この封止カバー１５が施こされた方が補償用とし
て用いられ、施こされない方が検出用として使用され
る。図において、封止カバー１５が施こされていないＡ
部が検出部であり、封止カバー１５が施こされているＢ
部が補償部である。
【００１３】（温度センサ）温度センサとして使用する
場合には、補償部Ｂ側の抵抗発熱体１３ｂを使用し、該
抵抗発熱体１３ｂの端子Ｈ3，Ｈ4間の抵抗値（電圧降
下）をそのまま利用して温度検出を行う。
場合には、補償部Ｂ側の抵抗発熱体１３ｂを使用し、該
抵抗発熱体１３ｂの端子Ｈ3，Ｈ4間の抵抗値（電圧降
下）をそのまま利用して温度検出を行う。
【００１４】（ガスセンサ）ガスセンサとして使用する
場合には、補償部Ｂ側のガスセンサ１４ｂの出力端子Ｓ
3，Ｓ4間の出力信号（電圧）を補償（基準）として使用
し、検出部Ａ側のガスセンサ１４ａの出力端子Ｓ1，Ｓ2
間の出力信号を用いてガスの検出を行う。
場合には、補償部Ｂ側のガスセンサ１４ｂの出力端子Ｓ
3，Ｓ4間の出力信号（電圧）を補償（基準）として使用
し、検出部Ａ側のガスセンサ１４ａの出力端子Ｓ1，Ｓ2
間の出力信号を用いてガスの検出を行う。
【００１５】（湿度センサ）湿度センサとして使用する
場合は、補償部Ｂ側の抵抗発熱体１３ｂの出力端子
Ｈ3，Ｈ4間の抵抗値（電圧）を補償（基準）用として使
用し、検出部Ａ側の抵抗発熱体１３ａの出力端子Ｈ1，
Ｈ2間の抵抗値（電圧）を検出して湿度の検出を行う。
場合は、補償部Ｂ側の抵抗発熱体１３ｂの出力端子
Ｈ3，Ｈ4間の抵抗値（電圧）を補償（基準）用として使
用し、検出部Ａ側の抵抗発熱体１３ａの出力端子Ｈ1，
Ｈ2間の抵抗値（電圧）を検出して湿度の検出を行う。
【００１６】以上に、単一の検出器を用いて、温度、ガ
ス、湿度をそれぞれ検出する例について説明したが、本
検出器によると、これらの被測定量を前述のように個々
に検出することが可能であるが、同時に任意所望の２
つ、或いは、３つの量を検出できることは容易に理解で
きよう。
ス、湿度をそれぞれ検出する例について説明したが、本
検出器によると、これらの被測定量を前述のように個々
に検出することが可能であるが、同時に任意所望の２
つ、或いは、３つの量を検出できることは容易に理解で
きよう。
【００１７】更に、図１において、端子Ｈ2とＨ3及びＳ
2とＳ3を共通化することが可能であり、このようにすれ
ば、出力端子の電極を６個に減少することが可能であ
り、更には、前記Ｈ2，Ｈ3，Ｓ2，Ｓ3の端子を共通にす
ることも可能であり、このようにすれば、５端子に減少
して使用することも可能である。
2とＳ3を共通化することが可能であり、このようにすれ
ば、出力端子の電極を６個に減少することが可能であ
り、更には、前記Ｈ2，Ｈ3，Ｓ2，Ｓ3の端子を共通にす
ることも可能であり、このようにすれば、５端子に減少
して使用することも可能である。
【００１８】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、単一の検出器を用いて、周囲のの温度、ガス濃度、
湿度等を同時に、或いは単独で、或いは所望の２つを組
み合せて検出することが可能である。
と、単一の検出器を用いて、周囲のの温度、ガス濃度、
湿度等を同時に、或いは単独で、或いは所望の２つを組
み合せて検出することが可能である。
【図１】 本発明によるセンサの一実施例を説明するた
めの構成図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図
のＢ−Ｂ線断面図である。
めの構成図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図
のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】 従来の湿度センサの一例を説明するための図
で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線
断面図である。
で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線
断面図である。
１０…基板、１１…薄膜絶縁体、１１ａ，１１ｂ…凹
部、１２…薄膜絶縁体、１２ａ，１２ｂ…張り出し部、
１３ａ，１３ｂ…抵抗発熱体、１４ａ，１４ｂ…ガス検
出部材、１５…封止カバー、Ａ…検出部、Ｂ…補償部、
Ｈ1〜Ｈ4，Ｓ1〜Ｓ4…検出端子。
部、１２…薄膜絶縁体、１２ａ，１２ｂ…張り出し部、
１３ａ，１３ｂ…抵抗発熱体、１４ａ，１４ｂ…ガス検
出部材、１５…封止カバー、Ａ…検出部、Ｂ…補償部、
Ｈ1〜Ｈ4，Ｓ1〜Ｓ4…検出端子。
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定雰囲気に露される検出部と、被測
定雰囲気に対して遮断された補償部とを同一基体上に近
接して有し、前記検出部及び補償部共に発熱抵抗体と、
該発熱抵抗体に近接して配設され、雰囲気中のガスに感
応して抵抗値が変化する検出素子とを有し、温度の検出
は、前記補償部における前記発熱抵抗体の抵抗値より検
出し、ガスの検出は、前記補償部の検出素子の抵抗値を
基準として前記検出部における検出素子の抵抗値より検
出し、湿度の検出は、前記補償部の発熱抵抗体の抵抗値
を基準として前記検出部における発熱抵抗素子の抵抗値
より検出するようにしたことを特徴とする多用途セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359712A JP3040867B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 多用途センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359712A JP3040867B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 多用途センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06229967A true JPH06229967A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3040867B2 JP3040867B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=18465919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3359712A Expired - Fee Related JP3040867B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 多用途センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3040867B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005337896A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 湿度検出装置 |
| JP2008233057A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-10-02 | Mitsuteru Kimura | 熱伝導型センサとこれを用いた熱伝導型計測装置 |
| JP2021181989A (ja) * | 2014-06-09 | 2021-11-25 | バイオメトリー・インコーポレイテッドBiometry Inc. | 検体を測定するための低コストテストストリップ及び方法 |
| US12038428B2 (en) | 2016-07-19 | 2024-07-16 | Biometry Inc. | Methods of and systems for measuring analytes using batch calibratable test strips |
| US12117429B2 (en) | 2014-06-09 | 2024-10-15 | Biometry Inc. | Mini point of care gas chromatographic test strip and method to measure analytes |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3359712A patent/JP3040867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005337896A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 湿度検出装置 |
| JP2008233057A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-10-02 | Mitsuteru Kimura | 熱伝導型センサとこれを用いた熱伝導型計測装置 |
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| US11435340B2 (en) | 2014-06-09 | 2022-09-06 | Biometry Inc. | Low cost test strip and method to measure analyte |
| US11747324B2 (en) | 2014-06-09 | 2023-09-05 | Biometry Inc. | Low cost test strip and method to measure analyte |
| US12117429B2 (en) | 2014-06-09 | 2024-10-15 | Biometry Inc. | Mini point of care gas chromatographic test strip and method to measure analytes |
| US12038428B2 (en) | 2016-07-19 | 2024-07-16 | Biometry Inc. | Methods of and systems for measuring analytes using batch calibratable test strips |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3040867B2 (ja) | 2000-05-15 |
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