热式湿度传感器制造技术

本发明专利技术提供一种高精度且机械性牢固的热式湿度传感器。本发明专利技术的热式湿度传感器的检测元件（１），在硅或陶瓷等热传导率好的材料构成的平板基板上形成有隔膜（２）（桥梁结构部），在该隔膜（２）上设有温度检测电阻体（４、５、６、７）和以包围该温度检测电阻体的方式配置的发热电阻体（３）。而且，基于温度检测电阻体（４、５、６、７）的输出检测湿度。由此，缩小从隔膜（２）向平板基板损失的热对湿度计测带来的误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热式湿度传感器，例如涉及在机动车那样的振动多的环境下使用的热 式湿度传感器。
技术介绍
作为湿度传感器，有利用根据空气中的水蒸气量而来自高温体的散热量变化的热 式湿度传感器(参照例如专利文献1)专利文献1 日本特开平8-184576号公报。专利文献1所示的利用根据空气中的水蒸气量而来自高温体的散热量变化的热 式湿度传感器中，由于来自高温体的热沿着支承部因热传导而损失，从而存在计测误差增 大的课题。对于该课题，上述现有例中在硅基板形成桥梁结构，通过使所述桥梁结构体的支 承部狭窄，降低热传导带来的热损失。然而，当使所述桥梁结构体的支承部狭窄时，桥梁结构体的支承部的机械强度便 会降低。特别的在机动车那样的振动多的环境下使用的情况下，桥梁结构体的支承部的机 械强度尤为重要。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而创立的，其目的在于，提供一种高精度且机械性牢固的 热式湿度传感器，由于从所述桥梁结构体的支承部的损失热不对湿度检测产生误差，从而 可以使所述桥梁结构体的支承部更牢固，即使在机动车那样的振动多的环境下也能使用。解决上述问题的本专利技术的热式湿度传感器的特征在于，具有温度传感器；发热 体，其在相互对置的两个发热位置发热，并在该两个发热位置之间具备所述温度传感器；湿 度检测机构，其基于所述温度传感器的输出检测湿度。根据本专利技术，发热体的两个发热位置之间的温度通过向空气的散热决定，可以减 小从隔膜部(桥梁结构体)的支承部的损失的热带给湿度计测的误差。因此，可扩展隔膜 部的支承部而增加其机械强度，可以提供即使在机动车那样的振动多的环境下也能使用的 高精度且振动强的热式湿度传感器。附图说明图1是第一实施例的热式湿度传感器的检测元件的俯视图。图2是图1的A-A，线剖面图。图3是图1的A-A’线截面的温度分布图。图4是第一实施例的热式湿度传感器的驱动电路图。图5是第二实施例的热式湿度传感器的检测元件的俯视图。图6是第二实施例的热式湿度传感器的驱动电路图。图7是第三实施例的热式湿度传感器的检测元件的俯视图。图8是第四实施例的热式湿度传感器的检测元件的俯视图。图9是第五实施例的热式湿度传感器的检测元件的俯视图。图10是第六实施例的热式湿度传感器的检测元件的俯视图。符号说明1、检测元件；2、隔膜；3、发热电阻体(发热体)；4、温度检测电阻体；5、温度检测 电阻体；6、温度检测电阻体；7、温度检测电阻体；8、连接端子；9、连接端子；10、连接端子； 11、连接端子；12、连接端子；13、连接端子；14、绝缘膜；15、绝缘膜；16、平板基板；17、晶体 管；18、固定电阻；19、差动放大器；20、固定电阻；21、固定电阻；22、差动放大器；23、检测 元件；24、隔膜；25、周围温度检测电阻体；26、发热电阻体(发热体)；27、发热体温度检 测电阻体；28、温度检测电阻体；29、连接端子；30、连接端子；31、连接端子；32、连接端子； 33、连接端子；34、连接端子；35、连接端子；36、连接端子；37、晶体管；38、差动放大器；39、 固定电阻；40、固定电阻；41、固定电阻；42、差动放大器；43、检测元件；44、连接端子；45、 连接端子；46、晶体管；47、发热电阻体(发热体)；48、温度检测电阻体；49、温度检测电阻 体；50、温度检测电阻体；51、温度检测电阻体；52、发热电阻体(发热体)；53、连接端子； 54、连接端子；55、连接端子；56、连接端子；57连接端子；58、连接端子；59、检测元件；60、 连接端子；61、隔膜；62、发热电阻体(发热体)；63、热电偶组；64、热电偶组；65、热电偶组； 66、发热电阻体(发热体)；67、连接端子；68、连接端子；69、连接端子；70、连接端子；71、连 接端子；72、检测元件；73、连接端子；74、连接端子；75、连接端子；76、连接端子；77、连接 端子；78、连接端子；79、隔膜；80、温度检测电阻体；81、发热电阻体(发热体)；82、温度检 测电阻体；83、温度检测电阻体；84、温度检测电阻体。具体实施例方式下面，参照附图说明本专利技术的实施方式。首先，通过图1、2、3、4说明本专利技术第一实施例的热式湿度传感器。另外，图1是第 一实施例的热式湿度传感器的检测元件的俯视图，图2是图1的A-A’线剖面图，图3是图 1的A-A’线截面的温度分布图，图4是第一实施例的热式湿度传感器的驱动电路图。首先，通过图1、2说明本热式湿度传感器的检测元件1的构成。检测元件1在由 硅或陶瓷等高热传导率的材料构成的平板基板16上形成绝缘膜14、15，通过从背面蚀刻平 板基板，在绝缘膜14、15的下部形成空间，在平板基板16形成隔膜2。隔膜2是由绝缘膜 14、15构成的薄膜的架桥结构体，因为绝缘膜14、15的热传导率小，所以隔膜2有作为绝缘 膜的功能。在隔膜2形成有加热到规定温度的环状发热体即发热电阻体3和在被发热电阻体 3包围的内侧作为温度传感器的温度检测电阻体4、5、6、7。发热电阻体3由以包围温度检 测电阻体4、5、6、7周围的方式连续配置成矩形状的4个直线状部分3a 3d构成，设有直 线状部分3a和3b的位置以及设有直线状部分3c和3d的位置分别成为将温度传感器夹设 于其间且彼此对置的两个发热位置。另外，发热电阻体3是多晶硅薄膜、钼薄膜、镍合金薄膜、钼薄膜等做成的电阻器， 通过通电流而发热，并且根据电阻器的温度使电阻器自身的温度变化。另外，温度检测电阻体4、5、6、7也是多晶硅、钼薄膜、镍合金薄膜、钼薄膜等做成的电阻体，利用这些温度检测电阻体4、5、6、7的电阻值根据温度而变化，检测温度检测电 阻体4、5、6、7的配置场所(中间位置)的温度。温度检测电阻体4、5、6、7构成桥式电路(温度检测机构)，在发热电阻体3的内侧 可以检测发热体3附近的温度和发热体3内侧的中央的温度的温度差。在此，将一温度传 感器即温度检测电阻体4、7配置为比另一温度传感器即温度检测电阻体5、6更靠发热电阻 体3的直线状部分3b、3d。另外，发热电阻体3通过连接端子8、13与外部电连接，由温度检测电阻体4、5、6、 7构成的桥式电路经由连接端子9、10、11、12与外部电连接。其次，说明本实施例的湿度传感器的基本动作。在本湿度传感器中，将发热电阻体 3加热至规定温度。加热温度越高，对于湿度的灵敏度越高，但是发热电阻体3劣化，因此， 300 500°C为合适。当将发热电阻体3加热至规定温度时，图1的A-A’线截面的温度分布为图3所示。 即，发热电阻体3的配置场所(发热位置)的温度保持为一定，由发热电阻体3包围的内侧 的温度通过向空气的散热而温度降低，形成图3所示的温度分布。另外，因为向空气的散热根据空气中的湿度的量变化，因此，通过根据温度检测电 阻体4、5、6、7检测此温度分布的变化，可以抽出对应于湿度的信号。另外，温度分布的计测 通过由温度检测电阻体4、5、6、7构成的桥式电路检测配置温度检测电阻体4、5、6、7的4处 的温度的温度差。在此，温度检测电阻体4、7配置于发热电阻体3附近，温度检测电阻体5、6配置于 被发热电阻体3包围的部分的中央附近，根据被发热电阻体3包围的部分的温度分布的变 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热式湿度传感器，其特征在于，具有：温度传感器；发热体，其在相互对置的两个发热位置发热，并在该两个发热位置之间具备所述温度传感器；湿度检测机构，其基于所述温度传感器的输出检测湿度。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本昌大，中野洋，半泽惠二，山田雅通，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]