(57)【要約】【課題】サーミスタ絶対湿度センサーを使用した湿度検出装置は、湿度検出時、あるいは待機時に消費する電力が大きく、不要な電力を消費していること。【解決手段】サーミスタ絶対湿度センサー１と、定電流回路２と、電圧を可変できる電源部Ｖ１とを備えている。電源部Ｖ１の電圧を下げた時には、定電流回路２により、サーミスタ絶対湿度センサー１の湿度検知性能を得るために必要とされるサーミスタ素子４．５を保温するための電流を供給する。これによって、湿度検出回路の消費電力を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーミスタ絶対湿度センサーと、前記サーミスタ絶対湿度センサーに直列に接続された定電流回路と、前記サーミスタ絶対湿度センサーと前記定電流回路に電流を供給するための電源部とを備え、前記電源部の電圧は可変型とし、電源部は巻線トランスによるタップ切り替え又はスイッチング電源を使用して電源電圧を変え、前記サーミスタ絶対湿度センサーの加熱が完了した後、またはサーミスタ絶対湿度センサーの待機時に、電源電圧を低くすると同時に前記定電流回路によりサーミスタ絶対湿度センサーへの電流を保持することにより、湿度検出回路の消費電力を低減する構成とした湿度検出装置。
【請求項２】
サーミスタ絶対湿度センサーと、前記サーミスタ絶対湿度センサーに直列に接続された抵抗と、前記抵抗に並列に接続された定電流回路と、前記定電流回路に流れる電流を遮断するためのスイッチング手段と、前記サーミスタ絶対湿度センサーに供給する電源とを備え、前記電源の電圧は可変型とし、電源部は巻線トランスによるタップ切り替えか又はスイッチング電源を使用して電源電圧を変え、前記サーミスタ絶対湿度センサーの待機時には電源電圧を低くすると同時に前記定電流回路を使用して電圧低下による電流量の減少を補完して湿度検出回路の消費電力を低減する構成とした請求項１に記載の湿度検出装置。
【請求項３】
前記サーミスタ絶対湿度センサーによる湿度測定時には定電流回路に流れる電流を遮断すると同時に前記サーミスタ絶対湿度センサーに印加する電圧を高くする回路とした請求項２に記載の湿度検出装置。
【請求項４】
前記サーミスタ絶対湿度センサーの待機時には電源電圧を低くすると同時に前記定電流回路を使用して電流量の減少を補完する場合に、サーミスタ絶対湿度センサーを保温する電流を湿度特性が得られる電流よりやや小さくして湿度検出回路の消費電力をさらに低減する構成とした請求項２に記載の湿度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子レンジなどの加熱調理機器に使用して食品などの加熱時に調理物から発生する水蒸気による湿度変化を検知して調理の終了を行うなどの自動調理に使用する湿度検出装置に関し、特にサーミスタ絶対湿度センサー回路の消費電力を低減するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の湿度検出装置としてのサーミスタ絶対湿度センサーは、湿度検出特性を得る為に、センサー内部のサーミスタ素子を発熱させて使用している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の湿度検出装置の回路構成図を示すものである。図４に示すように、サーミスタ絶対湿度センサー２０（図中の符号１０と符号１１）と、抵抗Ｒ３を直列に接続し電源に接続する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５７３５３号公報
【特許文献２】特開平９−１４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の回路構成では、この種のサーミスタ絶対湿度センサーは湿度検出特性を得る為にセンサー内部のサーミスタ素子を発熱させて使用するので、サーミスタ素子とセンサーに直列に接続された抵抗が発熱し、常に電力を消費するという課題を有していた。
【０００６】
また、この種のセンサーは、サーミスタ素子に通電を開始してからサーミスタ素子が十分に温まり安定に湿度検出ができるまでには、通常１分ないしはそれ以上の時間がかかるために、電子レンジのように、調理物を加熱開始してから終了するまでの時間が短い機器に利用する場合は、常時サーミスタ素子に通電し、いつでも湿度検知が開始できるように保温しておく必要があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来品より湿度検出回路の消費電力を低減した湿度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の湿度検出装置は、サーミスタ絶対湿度センサーと、前記サーミスタ絶対湿度センサーに直列に接続された定電流回路と、前記サーミスタ絶対湿度センサー及び前記定電流回路に電力を供給するための電源部とを備え、前記電源部の電圧は少なくとも二つの供給電圧値を設定できるものとし、電源部は巻線トランスによるタップ切り替え又はスイッチング電源を使用する電源装置で、前記サーミスタ絶対湿度センサーを一旦加熱した後にセンサーへの供給電圧を低くしても前記定電流回路を通してセンサー素子への電流量は変わらないように制御し、回路全体の消費電力を低減する構成としたものである。
【０００９】
これによって、この湿度検出回路に印加する電圧を下げて回路の電力消費を小さくして
も、サーミスタ絶対湿度センサーに流れる電流は一定に保つことができ、センサー素子の温度が一定に保たれているために、常に湿度検出を開始することができる。
【００１０】
また、本発明の湿度検出装置は、サーミスタ絶対湿度センサーと、抵抗と、前記抵抗に並列に接続された定電流回路と、前記定電流回路に流れる電流を遮断するためのスイッチング手段と、電源部とを備え、前記電源部の電圧値は少なくとも二つの電源電圧値を取ることができるものとし、電源部は巻線トランスによるタップ切り替え又はスイッチング電源を使用した電源装置で、前記サーミスタ絶対湿度センサーの待機時には電源電圧を低くすると同時に前記定電流回路を使用して電圧低下による電流量の減少を補完し、湿度検出回路で消費する電力を低減する構成としたものである。
【００１１】
これによって、待機時にはこの湿度検出回路に印加される電圧を下げて電力消費を小さくしても、前記抵抗に並列に接続された定電流回路から供給される電流によりサーミスタ絶対湿度センサーに流れる電流は湿度検出時とほぼ同じ値とする事ができるので湿度検出を素早く開始することができる。
【００１２】
また、本発明の湿度検出装置は、従来の実施例にあたる抵抗を備えた回路を併せ持っており、湿度検出時に従来と同じ回路構成に切り替える事により湿度検出の動作特性が全く同じになるので、湿度検知性能等の従来の設計データをそのまま使用できるという利点がある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の湿度検出装置は、湿度検出回路の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における湿度検出装置の湿度検出回路図
【図２】本発明の実施の形態１における湿度検出装置のサーミスタ絶対湿度センサーの電流と電圧の関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態２における湿度検出装置の湿度検出回路図
【図４】従来の湿度検出装置の湿度検出回路図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明はサーミスタ絶対湿度センサーと、前記サーミスタ絶対湿度センサーに直列に接続された定電流回路と、前記サーミスタ絶対湿度センサーと前記定電流回路に電流を供給するための電源部とを備え、前記電源部の電圧は可変型とし、電源部は巻線トランスによるタップ切り替え又はスイッチング電源を使用して電源電圧を変え、前記サーミスタ絶対湿度センサーの加熱が完了した後、またはサーミスタ絶対湿度センサーの待機時に、電源電圧を低くすると同時に前記定電流回路によりサーミスタ絶対湿度センサーへの電流を保持することにより、湿度検出回路の消費電力を低減する構成としたものである。
【００１６】
これによって、湿度検出回路の消費電力を低減することができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明において、サーミスタ絶対湿度センサーと、前記サーミスタ絶対湿度センサーに直列に接続された抵抗と、前記抵抗に並列に接続された定電流回路と、前記定電流回路に流れる電流を遮断するためのスイッチング手段と、前記サーミスタ絶対湿度センサーに供給する電源とを備え、前記電源の電圧は可変型とし、電源部は巻線トランスによるタップ切り替えか又はスイッチング電源を使用して電源電圧を変え、前記サーミスタ絶対湿度センサーの待機時には電源電圧を低くすると同時に前記定電流回路を使用して電圧低下による電流量の減少を補完して湿度検出回路の消費電力を低減する構成としたものである。これによって、湿度検出回路で消費する電力を低減することがで
きる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第２の発明において、前記サーミスタ絶対湿度センサーによる湿度測定時には定電流回路に流れる電流を遮断すると同時に前記サーミスタ絶対湿度センサーに印加する電圧を高くする回路としたものである。これによって、従来の回路構成とすることにより、従来の湿度検知特性を再現することができる。
【００１９】
第４の発明は、特に、第２の発明において、前記サーミスタ絶対湿度センサーの待機時には電源電圧を低くすると同時に前記定電流回路を使用して電流量の減少を補完する場合に、サーミスタ絶対湿度センサーを保温する電流を湿度特性が得られる電流よりやや小さくして湿度検出回路の消費電力をさらに低減する構成としたものである。これによって、湿度検出回路の待機時の消費電力をさらに低減することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における湿度検出装置の湿度検出回路図を示すものである。
【００２２】
図１において、サーミスタ素子４とサーミスタ素子５は特性のそろったサーミスタ素子であり、サーミスタ絶対湿度センサー１の内部素子である。
【００２３】
サーミスタ絶対湿度センサー１は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２と、トランジスタＱ１、トランジスタＱ２とで構成する定電流回路２を通して電源部Ｖ１に接続されている。
【００２４】
以上のように構成された湿度検出装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２５】
まず、図１の電源部Ｖ１の端子に例えば、電圧１５Ｖｄｃの電圧を印加すると、サーミスタ素子４とサーミスタ素子５に電流が流れ始めるとともに徐々にサーミスタ素子４とサーミスタ素子５が発熱して素子の内部抵抗値が低下し、電流が増加する。図２はこのサーミスタ素子５の端子電圧と電流の関係を示したグラフである。
【００２６】
図２からわかるように、サーミスタ素子５の電圧と電流の関係は周囲温度により変わり、例えば周囲温度が０℃においては、サーミスタ素子５に電圧を印加して素子に流れる電流を増加させると、加熱されるにしたがってサーミスタ素子の電圧はグラフの左端から右方向に移動する。サーミスタ絶対湿度センサーとして湿度特性が得られる領域は図の中央右寄りの破線で示す湿度測定時のサーミスタ電流値６で示す付近（電流値が３５ｍＡ付近）である。
【００２７】
図よりサーミスタ素子の端子電圧は、この領域に到達するまでに最大電圧５Ｖの山の頂点を越えると端子電圧は下がる特性がある。なおサーミスタ絶対湿度センサー１の内部のサーミスタ素子は２個直列となっているので、サーミスタ絶対湿度センサー１の端子電圧はサーミスタ素子４のほぼ２倍の電圧である。
【００２８】
このように、一旦、サーミスタ素子４が十分に加熱されると保温に必要な端子電圧は下がるので、湿度測定時のサーミスタ電流値は図２の破線で示す湿度測定時のサーミスタ電流値６に示すように、例えば３５ｍＡとすると、湿度検出回路（図１）が消費する電力Ｐａは回路への印加電圧をＥａ、サーミスタ素子４、サーミスタ素子５の電流値をＩｓとすると、Ｐａ＝Ｅａ・Ｉｓとなり、電流値Ｉｓは定電流回路２の制御により図２の湿度測定
時のサーミスタ電流値６の値に一定に保たれるとすれば、消費電力は電圧値Ｅａに比例する。従ってこの湿度検出回路系の消費電力Ｐａを下げるにはサーミスタ素子４とサーミスタ素子５が必要とする電圧に限りなく近づければよいことがわかる。
【００２９】
繰り返すが、センサー素子に通電が開始される前の冷えた状態から保温状態に移行する場合には一旦、特性の山となる電圧値を超える必要がある。しかし、一旦センサー素子が温まった後は湿度検出回路に必要な電圧は下げる事ができる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態においてはサーミスタ絶対湿度センサー１は、一旦加熱された後は湿度検出回路の電源部Ｖ１の電圧を低くすることにより、回路全体で消費する電力を低減することができる。なお、スイッチング電源にはＤＣ−ＤＣコンバータなどを含むものとする。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における湿度検出装置の湿度検出回路図を示すものである。
【００３２】
図３において、サーミスタ素子４、サーミスタ素子５は、サーミスタ絶対湿度センサー１の内部素子であり、抵抗Ｒ３を介して電源部Ｖ１に接続されている。さらに、抵抗Ｒ３に並列に、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、トランジスタＱ１、トランジスタＱ２で構成される定電流回路２が、トランジスタＱ３などからなるスイッチング回路３を通して電源部Ｖ１に接続されている。
【００３３】
以上のように構成された湿度検出回路について、以下その動作、作用を説明する。
【００３４】
図３の実施の形態は、図４の従来の湿度検出装置の回路図に対し、図３の定電流回路２と、スイッチング回路３を追加した構成である。初期状態では図３のスイッチング回路３のトランジスタＱ３は回路的に開いて電流を遮断している。
【００３５】
この時点では、抵抗Ｒ３を通してサーミスタ素子４とサーミスタ素子５を加熱する。素子が十分に保温されると電源部Ｖ１の電圧を下げると同時に前記スイッチング回路３を閉じて定電流回路２を通して一定の電流をサーミスタ素子４とサーミスタ素子５に流すことにより、電圧低下による抵抗Ｒ３からの電流量の減少を補完する。
【００３６】
これにより、湿度検出回路が消費する電力を、低減する。また、湿度検出時には、電源部Ｖ１の電圧を上げると同時に前記スイッチング回路３を開く。
【００３７】
これによって、待機時にはこの湿度検出回路に印加する電圧を下げて電力消費を小さくしても、前記抵抗Ｒ３に並列に接続された定電流回路２から供給する電流により、サーミスタ絶対湿度センサー１に流れる電流を湿度検出時とほぼ同じ値に保つ事ができるので湿度検出を素早く開始することができる。
【００３８】
また、本発明の湿度検出装置は、従来の実施例にあたる抵抗Ｒ３（実施例では図３の抵抗Ｒ３）を併せ持っているで、湿度検出時は前記スイッチング回路３を開くことによって従来と同じ回路構成になり、湿度検出特性が同じになるので、湿度検知性能等の従来の設計データをそのまま使用できるという利点がある。
【００３９】
さらに、サーミスタ素子の保温温度を少し下げるために、定電流回路２から供給する電流を湿度検出時に必要とする電流値よりやや小さく、かつ図２に示すサーミスタ素子４の最大電圧（山の部分）で示す以上の電流値に設定すれば、湿度測定時に比較的短時間でサ
ーミスタ素子を再加熱して、特性を回復する事ができるので、さらに待機時の消費電力を小さくすることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では待機時には、湿度測定時の設定の電流より少し低めの電流にしてセンサー素子を保温しておくことによって、待機時の消費電力をさらに低減するようにすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかる湿度検出装置は、湿度検出回路の消費電力を低減することが可能となるので、電子レンジなどの加熱調理機器や、その他乾燥機や、加湿器に搭載する湿度検出装置等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  サーミスタ絶対湿度センサー
２  定電流回路
３  スイッチング回路
４  サーミスタ素子
５  サーミスタ素子
６  湿度測定時のサーミスタ電流値
Ｒ１、Ｒ２  抵抗
Ｑ１、Ｑ２  トランジスタ
Ｑ３  トランジスタ
Ｒ３  抵抗
Ｖ１  電源部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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