湿度センサーの動作原理と応用分野の紹介

湿度センサーとは何ですか？

湿度センサーは、空気中の湿度を測定するために使用される、低コストで高感度の電子機器と定義できます。湿度センサーは湿度計とも呼ばれます。湿度の測定方法には、比湿度、絶対湿度、相対湿度があります。湿度センサーには、主に絶対湿度センサーと相対湿度センサーの2種類があります。

湿度測定に使用される要素に基づいて、これらのセンサーはさらに熱式湿度センサー、抵抗式湿度センサー、静電容量式湿度センサーに分類されます。これらのセンサーを検討する際のパラメータとしては、応答時間、精度、信頼性、直線性などが挙げられます。

湿度センサーの動作原理

湿度センサーは、周囲の湿度を測定するのに役立つ重要なデバイスです。通常、これらのセンサーは、湿度を感知する部品と温度を測定するサーミスタで構成されています。例えば、コンデンサセンサーの感知素子はコンデンサです。相対湿度値を算出する相対湿度センサーでは、誘電体の誘電率の変化を測定します。

抵抗センサーに使用される材料は抵抗率が低いです。これらの抵抗材料は2つの電極の上に配置されます。この材料の抵抗値が変化することで湿度の変化が測定されます。抵抗センサーに使用される抵抗材料の例としては、導電性ポリマー、固体電解質、塩などがあります。一方、絶対湿度は熱伝導率センサーによって測定されます。それでは、湿度センサーの仕組みを見てみましょう。

湿度センサーの応用

静電容量式相対湿度センサーは、プリンター、空調システム、ファックス機、自動車、気象観測所、冷蔵庫、食品加工機などの湿度測定に使用されます。抵抗型センサーは小型で低コストであるため、家庭、住居、産業用途で使用されています。熱伝導率センサーは、乾燥機、食品乾燥機、製薬工場などで広く使用されています。

当社のデジタル湿度・温度センサーは、湿度センサーと温度センサーをセンシング素子に統合した平面静電容量技術をベースとしています。加速度センサーやジャイロスコープの微小な静電容量変化の読み取りにおける豊富な経験を活かし、温度センサーと組み合わせることで相対湿度を提供する差動静電容量センシング素子を開発しました。センサー、信号処理回路、オンボードキャリブレーション、そして独自のアルゴリズムが1つのパッケージに統合されているため、使いやすさに優れています。

小型で消費電力が低いため、コンシューマー向けモバイル、スマートホーム（家電製品および HVAC）、ストレージおよび物流アプリケーションでの使用に最適です。