[发明专利]复合传感器

说明书

复合传感器(1－1)是将包含感温部件的温度传感器部(56)和包含感湿部件的湿度传感器部(51)一体化而成的复合传感器。复合传感器(1－1)具备温度传感器部(56)和湿度传感器部(51)共用的第1端子(53)，配置成能够在与第1端子(53)之间测定感温部件的电特性的第2端子(57)，以及配置成能够在与第1端子(53)之间测定感湿部件的电特性的第3端子(52)。通过采用这样的构成，可提供能够同时测量温度和湿度且精度得到了改善的复合传感器。

技术领域

本发明涉及能够检知湿度和温度的复合传感器。

背景技术

现在，湿度传感器和温度传感器正被用于打印机、空调、空气净化器、微波炉、车载品等广泛的用途。而且，随着近年来IoT(Internet of Things)技术的进化，不仅检测位置、速度等物理信息，而且检测温度、湿度、气体等化学信息的需求也正在提高。

湿度传感器有测定湿度变化时的湿度传感器材料的电阻变化的电阻变化型和测定容量变化的容量变化型这2个方式。一般而言，电阻变化型具有结构简单这样的优点，但具有精度差、无法测定低湿度和高湿度这样的缺点。另一方面，容量变化型在0～100％RH这样的宽湿度范围中静电容量相对于湿度变化进行线性变化。因此，具有精度良好这样的优点，在广泛的用途中使用。

作为电阻变化型湿度传感器材料，已知有Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、SnO₂、ZnO、In₂O₃、聚合物材料(高分子电解质、导电性聚合物等)等。电阻变化型湿度传感器通过测定水吸附于这些材料时的电阻变化来测定大气中的相对湿度。在测定时，多使用桥式电路等。

作为容量变化型的湿度传感器材料，多使用聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、乙酸丁酸纤维素(CAB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、巴豆酸乙烯酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和它们的混合物等高分子材料。容量变化型的湿度传感器通过测定水吸附于这些材料时的静电容量的变化来测定大气中的相对湿度。

应予说明，在将湿度传感器模块化并用微电脑测定湿度时，将湿度传感器组装于LC谐振电路等来测定谐振频率，通过将谐振频率转换为静电容量来测定静电容量。LC谐振时的谐振频率f由f＝1/(2π√(LC))表示。在该式中，L表示外部电感器的电感，C表示湿度传感器的静电容量。由该式可知，为了降低谐振频率，需要增大湿度传感器的静电容量。通过降低谐振频率，用于检测频率的时钟频率较低即可，因此，微电脑的选择项变宽，带来湿度传感器模块的小型化·低价格化。另外，频率越低，越不易受到因寄生电容、扰动所致的噪音的影响。

例如在国际公开第2015/022891号公报(专利文献1)中公开了3端子结构的温湿度传感器。在该传感器中，电极和线圈状的上部电极由中心部的导通孔连接。通过用Pt形成这些电极并测定因温度变化所致的Pt的电阻变化，从而制作温度传感器。另外，上部电极也兼作湿度传感器的上部电极，通过在上部电极与下部电极之间测定湿度传感器材料的容量变化，能够测定湿度。应予说明，在测定湿度时，使用形成在传感器中的电感器和电容器构成谐振电路并测定LC谐振频率变化，从而进行湿度测定。

另外，例如在日本特开平7－280767号公报(专利文献2)中公开了在基板的单面形成湿度传感器、在另一面形成温度传感器的复合传感器。通过该构成实现了小型化，并且利用与分开配置的情况相比物理距离变近的情况，能够更准确地进行温度的湿度校正或湿度的温度校正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/022891号公报

专利文献2：日本特开平7－280767号公报

发明内容