next up previous contents index
Next: セラミック相対湿度センサ Up: インピーダンス変化センサ Previous: インピーダンス変化センサ   目次   索引


セラミック湿度センサ(絶対湿度センサ)


\begin{wrapfigure}
% latex2html id marker 3413 [8]{r}{75mm}
\begin{center}\vspac...
...n{セラミック湿度センサの特性の一例}
\end{center}\end{wrapfigure}
3.32-(C)は セラミック板の上に金属薄膜を蒸着して電極とし セラミック板の湿度による電気抵抗を測定するものである。 図3.35にその特性の一例を示す。

MgCr$_2$O$_4$-TiO$_2$や、TiO$_2$-V$_2$O$_5$、 ZrCr$_2$O$_4$-LiZnVO$_4$、 Al$_2$O$_3$などの金属酸化物、 樹脂カーボンや導電性高分子、ナイロンなど吸湿性高分子材料が 利用される。

センサの抵抗値は, 高分子型のセンサの場合は 50Hz$\sim$10$^4$Hzではほとんど周波数特性を持たない。 そのため, 直流インピーダンスを測定するよりも, 1kHz 程度の交流インピーダンスを測定する方が安定した測定が可能である。 それに, 経時変化を最小にして, センサの寿命を伸ばすためにも このセンサは必ず交流で駆動する必要がある。

金属酸化物セラミックスセンサの 原理は 焼結した金属酸化物のもつ表面の細孔に水分子を付着させ 電気抵抗値が変化することを利用している。 そのため, 加熱して付着した水分子をクリーニングするリフレッシュという動作 もしくは 母材に水分子を拡散させて表面の状態をきれいにしておく作用 を持った構造になっている。 後者はノンリフレッシュタイプと言われ, 使用する場合には加熱回路が不用となるために 駆動回路は簡単となる反面,経時変化が大きくなる傾向があるが 最近はもっと改良が進んでおり, 通常の生活環境での劣化は極めて小さくなっている。

また, 図3.35に特性の示すように, 温度依存性が強いため$B=4000$程度のNTC サーミスタと併用して 温度補償を行い, 湿度に対しては, 指数関数的に電気抵抗値が変化するので, センサ回路では logダイオードを用いる対数圧縮などの方法を利用して リニアライズする必要がある。



Ken Kishimoto 2014-06-02