(57)【要約】【課題】高精度で安定な温度測定が行える互換性を有する湿度センサを用いた湿度検出器を提供すること。【解決手段】互換性を有する湿度センサを用いた湿度検出器であって、  前記湿度センサは、出力信号の最大値と最小値を個別に所定の値に設定するための感度調整手段とともに、共通の基板に実装一体化されていることを特徴とするもの。【選択図】図１
2013242288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互換性を有する湿度センサを用いた湿度検出器であって、
前記湿度センサは、出力信号の最大値と最小値を個別に所定の値に設定するための感度調整手段とともに、共通の基板に実装一体化されていることを特徴とする
湿度検出器。
【請求項２】
前記基板には、温度センサも実装一体化されていることを特徴とする請求項１記載の湿度検出器。
【請求項３】
前記基板は、互換性を有する湿度センサとして、防滴構造のケースに収納されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の湿度検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、湿度検出器に関し、詳しくは、互換性を有する湿度センサを用いた高精度な湿度検出器に関するものである。【０００２】  一般家庭や学校や公共施設などにおける居住空間、オフィスや工場や商業施設などにおける作業空間、倉庫や輸送車両などにおける保管空間など、それぞれの空間の利用目的に応じて適切な湿度環境を維持するために、各種の構成の湿度検出器が用いられている。【０００３】  たとえばプロセス制御系の工業用計器として用いられる湿度検出器は、湿度センサに演算増幅器などを組み合わせたものであって、プロセス制御系の測定現場に設置され、４〜２０ｍＡのアナログ信号に変換して信号ラインと電源供給ラインを共用する２線式伝送路または４線式伝送路を介して計器室に伝送出力されるのが一般的である。たとえば空気中の相対湿度（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｈｕｍｉｄｉｔｙ）に着目すると、湿度を１００％として０〜１００％の間を変化し、これが４〜２０ｍＡのアナログ信号に変換されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】  特開昭５９−４９６９８号公報
【０００５】  特許文献１には、湿度センサの出力をディジタル信号に変換して中央装置に送信する空調制御システムの構成が示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  ところで、温湿度計測における測定精度に着目すると、温度の測定精度が±０．２５％や±０．５％であるのに対し、実用化されている湿度の測定精度は一般に±４％である。湿度に対する国家標準の最上位精度は±０．７％であり、一般校正においても精度は±１．５％であって、湿度計測の困難さを物語っている。【０００７】  湿度検出器に交換可能に組み込まれる湿度センサの一種に、たとえばハネウェル社からＨＩＨシリーズとして販売されているレーザートリミングされた熱硬化性ポリマー静電容量式素子を用いたものがある。【０００８】  この湿度センサのメーカーが保証する測定精度（たとえば±３．５％）は湿度センサ固有の性能に依存するものであるが、湿度センサ個別の校正データが付いている場合の測定精度は±２．５％である。この湿度センサを湿度検出器に組み込んだ状態で装置全体としての感度調整を行うことにより、湿度検出器としての測定精度（たとえば±３．０％）を得ている。【０００９】  経時変化等で湿度検出器に組み込まれている湿度センサの特性が劣化すると、湿度センサの交換が必要になる場合がある。【００１０】  しかし、現状では、市販されている同一型名の湿度センサを購入して単純に交換するだけで湿度検出器としての測定精度が保証される互換性を有しているものではなく、前述のように、湿度センサを湿度検出器に組み込んだ状態で、再度、装置全体としての感度調整を行う必要がある。【００１１】  本発明は、このような従来の問題点に着目したものであって、その目的は、高精度で安定な湿度測定が行える互換性を有する湿度センサを用いた湿度検出器を提供することにある。【００１２】  また、湿度センサは環境の影響を受けやすく、検出部分を保護する必要がある。本発明は、このような点についても解決したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  このような課題を達成する請求項１の発明は、
互換性を有する湿度センサを用いた湿度検出器であって、
前記湿度センサは、出力信号の最大値と最小値を個別に所定の値に設定するための感度調整手段とともに、共通の基板に実装一体化されていることを特徴とする。【００１４】  請求項２の発明は、請求項１記載の湿度検出器において、
前記基板には、温度センサも実装一体化されていることを特徴とする。【００１５】  請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の湿度検出器において、
前記基板は、互換性を有する湿度センサとして、防滴構造のケースに収納されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】  このように構成される湿度センサは、湿度検出器に対する互換性を有するものであり、高精度で安定な湿度測定が行える湿度検出器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  本発明に基づく湿度検出器の一実施例の主要部分を示す回路図である。
【図２】  図１の可変抵抗ＲＶ１、ＲＶ２の調整作業時における構成ブロック図である。
【図３】  湿度センサＳの出力信号のノルマライズ特性例図である。
【図４】  湿度センサＳが組み込まれた交換形湿度センサユニットの具体的な構成例図である。
【図５】  湿度センサＳのみが組み込まれた交換形湿度センサユニットの構成例図である。
【図６】  本発明に基づく湿度検出器の出力を２線式伝送路を介して伝送する場合の全体回路図である。
【図７】  図６のように２線式伝送路を接続した場合の最大負荷時における各部の電圧分布例図である。
【図８】  図６で用いる演算増幅器ＯＰ２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明に基づく湿度検出器の一実施例の主要部分を示す回路図である。図１において、湿度センサＳは前述のようにレーザートリミングされた熱硬化性ポリマー静電容量式素子を用いたものであり、３本のリード線Ｌ１〜Ｌ３を有していて、それぞれプリント基板ＰＷＢの一端に設けられている所定の入力端子１〜３に接続されている。
【００１９】  プリント基板ＰＷＢの他端には、出力端子Ａ〜Ｃが設けられている。端子１−Ａ間および端子３−Ｃ間はそれぞれ配線パターンで直結されている。端子２−Ｂ間には、固定抵抗Ｒ１と可変抵抗ＲＶ１が直列接続されている。
【００２０】  端子１−Ａ間および端子３−Ｃ間をそれぞれ接続する配線パターン間には、固定抵抗Ｒ２と可変抵抗ＲＶ２が直列接続されている。なお、可変抵抗ＲＶ２の接触子は、固定抵抗Ｒ３を介して固定抵抗Ｒ１と出力端子Ｂの接続点に接続されている。
【００２１】  そして、出力端子Ｂ−Ｃ間には、負荷抵抗ＲＬが接続されている。
【００２２】  ここで、可変抵抗ＲＶ１は湿度センサＳそれぞれに固有の所定の出力最大値ＶＨを設定するように機能し、可変抵抗ＲＶ２は湿度センサＳそれぞれに固有の所定の出力最小値ＶＬを設定するように機能する。
【００２３】  図２は、これら可変抵抗ＲＶ１、ＲＶ２の調整作業時における構成ブロック図である。可変抵抗ＲＶ１、ＲＶ２の調整にあたっては、プリント基板ＰＷＢには図１に示すように各固定抵抗Ｒ１〜Ｒ３と可変抵抗ＲＶ１、ＲＶ２を実装するが、湿度センサＳは実装せず、当該センサの出力データ表に基づいて出力相当電圧を印加して調整作業を行う。
【００２４】  標準電圧発生器１０としては、たとえば出力電圧範囲が０〜１０Ｖで、設定電圧精度が±０．１％のものを用いる。この標準電圧発生器１０の出力電圧は、電圧設定切替ブロック２０を介してプリント基板ＰＷＢの入力端子２、３に印加される。
【００２５】  電圧設定切替ブロック２０は、固定抵抗Ｒ４と可変抵抗ＲＶ４の直列回路と、一方の固定接点ＶＨが固定抵抗Ｒ４の一端に接続されて他方の固定接点ＶＬが可変抵抗ＲＶ４の接触子に接続され、可動接点がプリント基板ＰＷＢの入力端子２に接続された切替スイッチＳＷとで構成されている。なお、可変抵抗ＲＶ４の端部はプリント基板ＰＷＢの入力端子３に接続されている。
【００２６】  プリント基板ＰＷＢの出力端子Ａ、Ｃ間にはバイアス用直流電源３０の出力端子が接続されている。バイアス用直流電源３０としては、たとえば出力電圧範囲が０〜５Ｖで、設定電圧精度が±０．１％のものを用いる。
【００２７】  プリント基板ＰＷＢの出力端子Ｂ、Ｃ間には、抵抗値３０ＫΩの負荷抵抗ＲＬが接続されている。
【００２８】  そして、負荷抵抗ＲＬの両端には、直流電圧測定器４０としてディジタル電圧計（ＤＶＭ）が接続されている。ＤＶＭ４０としては、たとえば電圧測定範囲が０〜１Ｖで、電圧測定精度が±０．１％のものを用いる。
【００２９】  このような構成において、以下のような手順で、可変抵抗ＲＶ１、ＲＶ２が所定値になるように調整する。
１）プリント基板ＰＷＢに接続しようとする湿度センサＳを選択し、その湿度センサＳに固有の識別番号に基づき、湿度センサＳの出荷時にメーカーにより添付されている測定データ表から該当する湿度センサＳの出力最大値ＶＨと出力最小値ＶＬを求める。
２）これら求めた湿度センサＳに固有の出力最大値ＶＨと出力最小値ＶＬを、標準電圧発生器１０の出力電圧および電圧設定切替ブロック２０における可変抵抗ＲＶ４を、切替スイッチＳＷの可動接点の切替位置に応じて調整することにより、電圧設定切替ブロック２０に値付けする。
【００３０】  ３）電圧設定切替ブロック２０に値付けされた所定の電圧をプリント基板ＰＷＢの入力端子２、３に印加する。
４）プリント基板ＰＷＢの出力端子Ｂ、Ｃ間には負荷抵抗ＲＬを接続し、負荷抵抗ＲＬの両端間にはＤＶＭ４０を接続する。
５）ＤＶＭ４０の測定値を見ながら、可変抵抗ＲＶ１、ＲＶ２の接触子を回してＶ１およびＶ２がそれぞれ所定の値になるように調整を行う。
【００３１】  ５−１）電圧設定切替ブロック２０からＶＨを印加し、ＤＶＭ４０の測定値がＶ１になるように可変抵抗ＲＶ１を調整する。
Ｖ１＝０．６７０Ｖ±０．０５Ｖ
５−２）電圧設定切替ブロック２０からＶＬを印加し、ＤＶＭ４０の測定値がＶ２になるように可変抵抗ＲＶ２を調整する。
Ｖ２＝０．２００Ｖ±０．０５Ｖ
５−３）可変抵抗ＲＶ１とＲＶ２は互いに干渉するので、両電圧が一致するまで繰り返して調整を行う。
【００３２】  電圧Ｖ１とＶ２が一致するように可変抵抗ＲＶ１とＲＶ２を調整できたら、該当する湿度センサＳをプリント基板ＰＷＢの入力端子１〜３にハンダ付する。そして、プリント基板ＰＷＢの出力端子Ａ〜Ｃには所定のコネクタを取り付ける。
【００３３】  これにより、湿度センサＳは、０〜１００％の相対湿度に対してＶＬ（０．２Ｖ）〜ＶＨ（０．８２４Ｖ）としてノルマライズされることになり、湿度センサＳ単体の測定精度が±３．０％以下に改善された互換性を有する交換形の湿度センサが完成する。
【００３４】  図３は湿度センサＳの出力信号のノルマライズ特性例図であり、（Ａ）は０％側が＋出力で１００％側が−出力の場合を示し、（Ｂ）は０％側が−出力で１００％側が＋出力の場合を示し、（Ｃ）は０％側と１００％側がともに平均出力の場合を示し、（Ｄ）はセンサ出力のノルマライズ状態を示している。
【００３５】  メーカーから出荷される複数の湿度センサＳの出力信号特性に着目すると、図３（Ａ）のＣＨＡや（Ｂ）のＣＨＢや（Ｃ）のＣＨＣに示すようにかなりのバラツキがある。これらの出力信号特性に対して上記のような可変抵抗ＲＶ１とＲＶ２の調整を行うことにより、各湿度センサＳのバラツキは補正されて（Ｄ）のＣＨＤに示すようなノルマライズ特性を有するものとなり、各湿度センサＳは互換性を有することになる。
【００３６】  図４は湿度センサＳと温度センサＴが組み込まれた交換形湿度センサユニットの具体的な構成例図であり、（Ａ）は内部構造を示す部分断面構成図、（Ｂ）はユニット内部に組み込まれている湿度センサＳの主要部正面図、（Ｃ）はコネクタ部分の部分断面構成図である。
【００３７】  図４において、湿度センサＳおよび感度調整手段としての表面実装部品である固定抵抗Ｒ１〜Ｒ３と可変抵抗ＲＶ１、ＲＶ２が実装されるプリント基板ＰＷＢは、横×縦がたとえば７．５ｍｍ×１０ｍｍの大きさに形成され、一端にはラベルＬＢＬが貼り付けられた湿度センサＳが接続され、他端にはベースＢＳ側にたとえばスポンジテープが巻きつけられてずれないように接着剤で保護ケースＣＳに固定されているコネクタＣＮ１に嵌合着脱可能なコネクタＣＮ２が設けられている。なお、コネクタＣＮ２と配線との接続部分にはスミチューブ（登録商標）などの難燃性熱収縮性チューブＳＴが嵌装固着されている。
【００３８】  温度センサＴはたとえば白金の測温抵抗体であって、アルミニウムの保護管ＡＰに収納されている。この保護管ＡＰに収納されている温度センサＴも、湿度センサＳと同様な構造のコネクタを介して着脱可能に嵌合接続されている。
【００３９】  プリント基板ＰＷＢの表面には、本発明に係る湿度検出器が環境の劣悪な場所に設置される場合もあることから、錆防止のための防錆塗装を施している。
【００４０】  これらコネクタＣＮ１、ＣＮ２を介して嵌合着脱される湿度センサＳおよび温度センサＴを収納する保護管ＡＰは、住友電気工業株式会社からポアフロン（登録商標）として販売されている四フッ化エチレン樹脂よりなる耐薬品性および耐熱性に優れたたとえば穴径１ミクロン以下の多孔質体で形成された空気は通すが水は表面張力により通さない微孔質フィルタよりなる撥水効果を有する水滴混入防止のための防滴フィルタＰＦのケースに収納されている。この防滴フィルタＰＦのケースは、防水を目的としているために上部は閉じられ、下部は水が入り込まないように密に接着されている。
【００４１】  この防滴フィルタＰＦのケースは、本発明に係る湿度検出器が設置されるダクトを通過する空気に多く含まれている汚れやゴミから湿度検出器をメカニカルに防ぐために、防塵用の２０ミクロンメッシュの金網フィルタＭＮのケースに収納され、さらに金網フィルタＭＮのケースはベークライトよりなる保護ケースＣＳに収納されている。なお、保護ケースＣＳには、空気が通るようにするために、複数個所（たとえば４個所）に穴を設けている。
【００４２】  そして、調整後、湿度検出器全体に、スリーボンド社から販売されているフッ素系液状ガスケットを塗り固めている。
【００４３】  このように、湿度センサＳおよび温度センサＴを収納する保護管ＡＰを防滴フィルタＰＦのケースに収納した後、この防滴フィルタＰＦのケースを防塵用の金網フィルタＭＮのケースに収納し、金網フィルタＭＮのケースをベークライトよりなる保護ケースＣＳに収納した後、湿度検出器全体にフッ素系液状ガスケットを塗り固めているので、環境の影響を受けやすい湿度センサを含む検出部分に水滴や塵挨が侵入することはなく、検出部分に対する環境の影響を極めて小さくできる。
【００４４】  上記のようにノルマライズされた湿度センサＳは互換性を有することから、湿度センサＳの持つ経時変化のみが問題となる。メーカー仕様によれば、湿度センサＳの経時変化は０．７％／年とされており、それ以外の変動要素は無いので高精度で安定な湿度測定が可能となる。
【００４５】  図５は、図４に示した湿度センサＳのみが組み込まれた交換形湿度センサユニットの構成例図である。図５において、湿度センサＳを収納するキャップＣＰの外形寸法は、直径がたとえば１６ｍｍ、高さが４５ｍｍに形成されている。図５の構成によれば、図４のユニットに比べて、温度センサＴが無い分だけ小型化が図れる。
【００４６】  図６は本発明に基づく湿度検出器の出力を２線式伝送路を介して伝送する場合の全体回路図、図７は図６のように２線式伝送路を接続した場合の最大負荷時における各部の電圧分布例図、図８は図６で用いる演算増幅器ＯＰ２の説明図である。
【００４７】  図６の回路は、大きくは、湿度センサ部Ａと、レベル調整部Ｂと、４〜２０ｍＡの電流変換部Ｃと、電源部Ｄと、４〜２０ｍＡの電流出力部Ｅとで構成されている。なお、２線式伝送路では４〜２０ｍＡの出力において、４ｍＡ以内で電源供給をする必要があるが、本発明では２ｍＡ以内で電源としている。
【００４８】  湿度センサ部Ａとしては、図１に示すように出力端子Ａ〜Ｃを備えた３端子式の湿度センサＳを使用する。端子Ａは正側駆動電源＋５Ｖ（＋Ｖｃｃ）の電源線に接続され、端子Ｂはレベル調整部Ｂに接続され、端子Ｃは共通電位点に接続されている。この湿度センサＳは、湿度０〜１００％に対して、０．２〜０．８２４Ｖの電圧を出力する。
【００４９】  レベル調整部Ｂは、湿度センサＳの出力電圧を４〜２０ｍＡの電流に変換しやすいレベルに調整するように構成されている。具体的には、演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子には抵抗Ｒ５を介して湿度センサＳの端子Ｂが接続されるとともに抵抗Ｒ６を介して出力端子が接続され、反転入力端子は直接共通電位点に接続され、出力端子は抵抗Ｒ７とＲ８とＲ９の直列回路を介して共通電位点に接続されている。ここで、抵抗Ｒ８としては、電流２０ｍＡの値を設定するために可変抵抗器が用いられる。
【００５０】  抵抗Ｒ８の出力端子は抵抗Ｒ１０を介して電流変換部Ｃを構成する演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続されている。演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子は、コンデンサＣ１と並列に接続された抵抗Ｒ１３とＲ１４の直列回路を介して共通電位点に接続されている。
【００５１】  抵抗Ｒ１３とＲ１４の直列回路の接続中点は、抵抗Ｒ１１とＲ１２の直列回路を介して＋Ｖｃｃの電源線に接続されている。ここで、抵抗Ｒ１１としては、電流４ｍＡの値を設定するために可変抵抗器が用いられる。
【００５２】  このように構成されるレベル調整部Ｂは、たとえば０．２〜０．８２４Ｖを−０．２Ｖ〜−１．０Ｖに調整して次段の電流変換部Ｃに出力する。
【００５３】  電流変換部Ｃは、レベル調整部Ｂから入力される電圧を４〜２０ｍＡの電流に変換するもので、演算増幅器ＯＰ２とダーリントントランジスタＴＲと定電流ダイオードＣＲＤで構成され、エミッタフォロア回路としてコレクタ側から定電流出力を取り出している。
【００５４】  具体的には、演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子にはレベル調整部Ｂの出力部分が接続され、非反転入力端子にはトランジスタＴＲのエミッタが接続され、出力端子にはトランジスタＴＲのベースが接続されている。
【００５５】  トランジスタＴＲのエミッタは抵抗Ｒ１５を介して電源部Ｄを構成するツェナーダイオードＺＤ１のアノードに接続され、コレクタは定電流ダイオードＣＲＤのアノードに接続されている。定電流ダイオードＣＲＤのアノードは湿度測定器全体の出力端子−に接続され、カソードは負側駆動電源（−Ｖｃｃ）の電源線に接続されている。
【００５６】  電源部Ｄは、湿度測定器の各部の駆動に必要な所定電圧の正側駆動電源＋Ｖｃｃと負側駆動電源−Ｖｃｃを供給するものである。
【００５７】  具体的には、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２と、ＣＭＯＳレギュレータＲＥＧと、コンデンサＣ２，Ｃ３と、ダイオードＤとで構成されている。
【００５８】  ツェナーダイオードＺＤ１のアノードは抵抗Ｒ１５を介してトランジスタＴＲのエミッタに接続されるとともに共通電位点に接続され、カソードはＣＭＯＳレギュレータＲＥＧの入力端子ＩＮに接続されるとともにダイオードＤを介して湿度測定器全体の出力端子＋に接続され、さらに抵抗Ｒ１６を介して負側駆動電源（−Ｖｃｃ）の電源線に接続されている。
【００５９】  ダイオードＤは、誤接続による内部回路損傷防止のために設けられているもので、アノードは出力端子＋に接続され、カソードはＣＭＯＳレギュレータＲＥＧの入力端子ＩＮとツェナーダイオードＺＤ１のカソードとの接続点に接続されている。たとえば出力端子と電源端子とを誤って逆接続した場合、出力端子に２４Ｖが印加されることになるが、ダイオードＤを接続していることにより、内部回路損傷を防止できる。
【００６０】  ＣＭＯＳレギュレータＲＥＧのグラウンド端子Ｇは共通電位点に接続され、出力端子ＯＵＴは正側駆動電源＋Ｖｃｃの電源線とコンデンサＣ２とツェナーダイオードＺＤ２のカソードとの接続点に接続されている。
【００６１】  コンデンサＣ２はコンデンサＣ３と直列接続されていて、コンデンサＣ２とコンデンサＣ３の接続中点は共通電位点に接続され、コンデンサＣ３の他端はツェナーダイオードＺＤ２のアノードとともに負側駆動電源−Ｖｃｃの電源線に接続されている。
【００６２】  このように構成される電源部Ｄは、ＣＭＯＳレギュレータＲＥＧにより安定化制御される正側駆動電源＋Ｖｃｃとしての＋５Ｖと、カソードがその＋５Ｖの正側駆動電源＋Ｖｃｃの電源線に接続されて負側駆動電源−Ｖｃｃとして機能するツェナー電圧Ｅｚが８．２ＶのツェナーダイオードＺＤ２により生成される負側駆動電源−Ｖｃｃとしての−３．２Ｖ（＝５Ｖ−８．２Ｖ）を出力する。
【００６３】  ここで、ツェナーダイオードＺＤは、周知のように微少ゼナー電流において８Ｖ付近が最も安定していて、この電圧より低い場合には負の温度係数を持つことになり、高い場合は正の温度係数を持つことになる。図６の回路における演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２としては負の電圧として−３Ｖ付近を使用したいが、直接３Ｖ付近のツェナーダイオードでは負の温度係数が大きすぎて使用できない。そこで、図６の電源部Ｄに示すように、正側駆動電源＋ＶｃｃにツェナーダイオードＺＤ２を接続して負側駆動電源−Ｖｃｃを生成することにより、極めて安定な−３．２Ｖを作り出している。
【００６４】  この結果、図６の回路における演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２は、安定化されている＋５Ｖの正側駆動電源＋Ｖｃｃと−３．２Ｖの負側駆動電源−Ｖｃｃにより、駆動されることになる。
【００６５】  電流出力部Ｅとしての２線式伝送路は、湿度測定器全体の出力端子＋と−間に接続される。出力抵抗Ｒｏｕｔとしては、２０〜１００ｍＶの場合で５Ω、１〜５Ｖでは２５０Ωが接続されるが、通常最大で１０Ｖであり、１０％の余裕をみて５５０Ωまで接続可能とするのが一般的である。
【００６６】  図６の回路構成によれば、ツェナーダイオードＺＤ１のアノード側から抵抗Ｒ１１→トランジスタＴＲ→出力端子−の経路で電流Ｉ１が流れるとともに、ツェナーダイオードＺＤ２のアノード側から定電流ダイオードＣＲＤのアノード→定電流ダイオードＣＲＤのカソード→出力端子−の経路で電流Ｉ２が流れ、これら電流Ｉ１とＩ２は加算されて出力抵抗Ｒｏｕｔに流れる。
【００６７】  図７は、図６の回路に２線式伝送路を接続した場合の最大負荷時における各部の電圧分布例図である。図７において、供給電圧が低くて最大負荷に対して出力する状態が最も厳しい条件になる。
【００６８】  供給電圧として２４Ｖ±１０％の範囲で２１．６Ｖから２６．４Ｖが供給されるものとし、保護ダイオードＤの電圧を＋０．７Ｖとし、レギュレータＲＥＧの制御電圧分を＋０．６Ｖとし、演算増幅器ＯＰの正側駆動電源＋Ｖｃｃを＋５．０Ｖとし、演算増幅器ＯＰの負側駆動電源−Ｖｃｃを−３．２Ｖとし、定電流の最小電圧降下を−１．１−（−５．９）Ｖとし、帰還抵抗Ｒ１１の電圧降下を１．０Ｖとし、出力トランジスタＴＲで変化する電圧範囲を３．３〜８．１Ｖとし、外部に接続される出力抵抗Ｒｏｕｔの最大抵抗値が５５０Ωのときの電圧降下を−１１．０Ｖとすると、レギュレータＲＥＧの入力電圧は＋５．６Ｖになって安定化制御された出力電圧は＋５．０Ｖになり、演算増幅器ＯＰを駆動する正負の駆動電圧の電位差は−８．２になる。
【００６９】  この結果、保護ダイオードＤ→レギュレータＲＥＧ→演算増幅器ＯＰの駆動電圧→定電流の経路には電流Ｉ２として２ｍＡが流れて、帰還抵抗Ｒ１１から出力トランジスタＴＲに至る経路には電流Ｉ１として２〜１８ｍＡが流れ、出力抵抗Ｒｏｕｔにはこれら電流Ｉ１とＩ２が加算された電流４〜２０ｍＡが流れることになる。
【００７０】  再び図６の回路において、演算増幅器ＯＰ２に非反転入力端子に正の電圧が入力されている状態における負の出力で演算増幅器ＯＰ２の飽和特性をリミッタに利用しようとすると、演算増幅器ＯＰ２の負の出力電圧は−２．５〜３．０Ｖ付近の値になってしまう。この電圧をツェナーダイオードＺＤで得ようとしても、市販品としての入手が困難であるばかりではなく、入手できたとしても温度係数が１％／℃以上もあって温度変化に対する変動が大きすぎて実用に耐えるものではない。
【００７１】  そこで、図６の回路では、＋５．０Ｖの正側駆動電源＋Ｖｃｃ側からツェナー電圧Ｅｚが８．２ＶのツェナーダイオードＺＤを使用して−側へ導入し、−３．２Ｖとして利用している。ツェナー電圧Ｅｚが８．２ＶのツェナーダイオードＺＤの微少電流における温度特性は０．１％／℃以内と極めて小さく、安定な電源として利用できる。
【００７２】  なお、負の出力電圧を持つレギュレータは高価であるばかりでなく、レギュレータの入力電圧は出力電圧より大きな負の電圧が必要になるが、駆動電源として２線式伝送路を用いる場合にはそのような電圧余裕はなく、電圧分布上からも困難となるばかりでなく、小パワーで固定電圧のものは入手が困難である。
【００７３】  これに対し、図６の回路によれば、比較的簡易な回路構成で、極めて低コストで実用的なリミッタ回路が実現できる。
【００７４】  図８は図６で用いる演算増幅器ＯＰ２の説明図であり、（Ａ）は回路例を示し、（Ｂ）は負電圧を−３．２Ｖで動作させた時の負側飽和特性の具体例を示している。その安定度も高く、リミッタとして問題なく使用できる。
【００７５】  図８において、（Ａ）の回路の演算増幅器ＯＰとしてリニア・テクノロジー社製のＬＮ−６０１１を用い、抵抗Ｒ１の抵抗値を１００ＫΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値を２５ＫΩ、Ｖ１を＋５Ｖ、Ｖ２を−３．２Ｖとし、入力電圧Ｅｉを０Ｖから上昇させながら出力電圧Ｅｏｕｔの変化を測定したところ、（Ｂ）に示すように入力電圧Ｅｉが２Ｖを超えるまでは出力電圧Ｅｏｕｔは直線的に変化するが、２Ｖを超えるとほぼ飽和してリミッタとして動作することが確認できた。
【００７６】  なお、上記実施例では、湿度センサの出力が２線式伝送路を介して計器室に伝送出力される例について説明したが、湿度検出器としてはこれに限るものではなく、４線式伝送路を介して伝送出力してもよい。
【００７７】  以上説明したように、本発明によれば、高精度で安定な湿度測定が行える互換性を有する湿度センサを用いた湿度検出器が実現でき、動力源として用いられるエアー系統の管理、ビルの空調管理、車載用空調管理などの湿度検出器として好適である。
【符号の説明】
【００７８】１０  標準電圧発生器
２０  電圧設定切替ブロック
３０  バイアス用直流電源
４０  直流電圧測定器（ＤＶＭ）
Ｓ  湿度センサ
Ｔ  温度センサ
ＰＷＢ  プリント基板
ＡＰ  アルミニウム保護管
ＣＮ  コネクタ
ＰＦ  防滴フィルタ
ＭＮ  金網フィルタ
ＣＳ  保護ケース
ＣＰ  キャップ
ＯＰ  演算増幅器
ＺＤ  ツェナーダイオード
Ｒ  抵抗
Ｃ  コンデンサ
Ｄ  ダイオード
ＲＥＧ  レギュレータ
ＣＲＤ  定電流ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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