DE19505054A1 - Feuchtigkeitsmeßfühler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Feuchtigkeitsmesser oder ein Hygrometer, das ein Gleichspannungspotential liefert, das der gemessenen, relativen Feuchtigkeit proportional ist, insbesondere betrifft sie ein solches Meßgerät, das die lineare Beziehung zwischen der Feuchtigkeit und dem Aus­ gangsgleichspannungspotential verbessert.

Üblicherweise ist ein Feuchtigkeitsmesser bekannt, der zur Verwendung in verschiedenen elektronischen Apparaten geeig­ net ist, wie Kopiergeräten und Druckern. Der Feuchtigkeits­ messer verwendet einen Feuchtigkeitsmeßfühler mit veränder­ barer Impedanz, dessen Impedanz sich mit der ändernden Feuchtigkeit ändert. Da der Feuchtigkeitsmeßfühler mit ver­ änderbarer Impedanz die Eigenschaft hat, daß sich seine Im­ pedanz exponential in bezug auf die relative Feuchtigkeit ändert, muß die Nichtlinearität des Feuchtigkeitsmeßfühlers korrigiert werden, um die Feuchtigkeit-Ausgangsspannung- Kennlinie zu linearisieren, wenn er praktisch eingesetzt wird. Es ist üblich, einen logarithmischen Verstärker als eine Linearisierungseinrichtung zu verwenden. Jedoch ist kürzlich eine kostengünstige Linearisierungstechnik bekannt geworden, die keinen logarithmischen Verstärker verwendet, wie es in den US-Patenten 5,065,625 und 5 317 274 geoffen­ bart ist. Bei dieser herkömmlichen Technik ist die Beziehung zwischen der Basisspannung und dem Emitterstrom eines Tran­ sistors, der als ein Spannungssteuerungselement mit verän­ derbarer Impedanz dient, exponential, und seine Impedanz verändert sich exponential. Das heißt, die Nichtlinearität des Feuchtigkeitsmeßfühlers wird durch die vorgenannte Kenn­ linie des Transistors korrigiert.

Jedoch haben die vorgenannten, herkömmlichen Feuchtigkeits­ messer die folgenden Schwierigkeiten gezeigt.

Da die Impedanz des Transistors durch den integrierten Aus­ gang einer Integrierschaltung gesteuert wird, ist die Basis- Emitter-Spannung des Transistors unzureichend in dem Bereich kleinen integrierten Ausgangs, d. h. in dem Bereich geringer Feuchtigkeit. Als ein Ergebnis ist die Impedanzsteuerung des Transistors nicht zufriedenstellend, wodurch sich eine unzu­ reichende Linearisierung der relativen Feuchtigkeit-Aus­ gangsspannung-Kennlinie ergibt.

In dem Fall, daß eine Diode mit dem Emitter des Transistors in Reihe geschaltet wird, um die nicht zufriedenstellende Linearität des Transistors auszugleichen, wird die Vorwärts­ spannung der Diode angelegt. Diese Vorwärtsspannung ist nicht vernachlässigbar. Deshalb wird die unzureichende Line­ arisierung in dem Bereich kleinen, integrierten Ausgangs bemerklich.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, einen Feuchtigkeits­ messer zu schaffen, der ein linearisiertes Feuchtigkeits­ signal ausgeben kann.

Gemäß der Erfindung wird ein Feuchtigkeitsmesser geschaffen, der ein Feuchtigkeitssignal ausgeben kann, das eine hohe Li­ nearität nicht nur aufweist, indem ein zuverlässiger Betrieb des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz im niederen Ausgangsbereich sichergestellt wird, sondern auch Änderungen verhindert werden, die den Betrieb nachtei­ lig beeinflussen.

Gemäß der Erfindung wird ein Feuchtigkeitsmesser geschaffen, der vorteilhaft ein Feuchtigkeitssignal ausgeben kann, das eine große Linearität im niederen Ausgangsbereich aufweist, indem die unzufriedenstellende Linearität des spannungsge­ steuerten Elements mit veränderbarer Impedanz korrigiert wird.

Um die obengenannte Aufgabe und die Vorteile zu erreichen wird die Erfindung auf einen Feuchtigkeitsmesser angewendet, der einschließt: einen Feuchtigkeitsmeßfühler; eine Impe­ danz-Frequenz-Umwandlungsschaltung; eine Differenzierschal­ tung mit gesteuerter Zeitkonstanten; eine Wellenform-For­ mungsschaltung; eine Integrierschaltung; und eine Vorspan­ nungsschaltung.

Der Feuchtigkeitsmeßfühler weist eine Impedanz auf, die sich exponential in bezug auf eine relative Feuchtigkeit ändert. Die Impedanz-Frequenz-Umwandlungsschaltung erzeugt ein Im­ pulssignal, dessen Frequenz der Impedanz des Feuchtigkeits­ meßfühlers entspricht. Die Differenzierschaltung mit gesteu­ erter Zeitkonstanten enthält einen Kondensator und ein span­ nungsgesteuertes Element mit veränderbarer Impedanz, und der Kondensator und das spannungsgesteuerte Element mit verän­ derbarer Impedanz sind in Reihe miteinander verbunden. Das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz ist als ein Element mit drei Anschlüssen ausgeführt, das Haupt­ elektroden und eine Steuerelektrode aufweist, und dessen Impedanz exponential durch eine Spannung geändert wird, die an die Steuerelektrode angelegt wird. Ein differenziertes Signal, das durch Differenzieren des Impulssignals erhalten wird, wird von beiden Anschlüssen der Hauptelektroden ausge­ geben.

Die Wellenform-Formungsschaltung erhält das differenzierte Signal und gibt einen Impulszug aus, der erhalten wird, in­ dem das differenzierte Signal durch eine vorbestimmte Span­ nung binär kodiert wird. Die Integrierschaltung enthält eine erste Integrierschaltung und eine zweite Integrierschaltung. Die erste Integrierschaltung integriert den eingegebenen Im­ pulssignalzug und liefert eine Spannung, die durch Integra­ tion erhalten wird, an die Steuerelektrode des spannungsge­ steuerten Elements mit veränderbarer Impedanz als die Steu­ erspannung, und die zweite Integrierschaltung integriert den Impulssignalzug und gibt eine durch Integration erhaltene Spannung als ein Feuchtigkeitssignal aus.

Die Vorspannungsschaltung legt eine Vorspannung an die Steu­ erelektrode an.

Es wird bevorzugt, daß die Vorspannungsschaltung durch den Impulssignalzug als dessen Stromversorgung betrieben wird.

Als eine andere bevorzugte Ausführungsform enthält die Dif­ ferenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten ein Ele­ ment mit nichtlinearer Impedanz, dessen Impedanz durch eine angelegte Spannung exponential geändert wird; das Element mit nichtlinearer Impedanz ist mit der Hauptelektrode entge­ gengesetzt zu der Hauptelektrode verbunden, die mit dem Kon­ densator verbunden ist; und das differenzierte Signal wird von beiden Anschlüssen des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz und des Elements mit nichtlinearer Impedanz ausgegeben, die miteinander in Reihe verbunden sind.

Bei einer noch anderen, bevorzugten Ausführungsform ist das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz durch einen Transistor ausgeführt; das Element mit nichtlinearer Impedanz ist durch eine Diode ausgeführt; die Anode der Diode ist mit dem Emitter des Transistors verbunden; und der Kondensator ist mit dem Kollektor des Transistors verbunden; und die Steuerspannung und die Vorspannung werden an die Basis des Transistors gelegt.

Bei einer wiederum anderen, bevorzugten Ausführungsform weist die Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstan­ ten eine Impedanzeinstellschaltung auf; und die Impedanzein­ stellschaltung ist parallel zu dem Element mit nichtlinearer Impedanz verbunden.

Bei einer wiederum anderen, bevorzugten Ausführungsform ent­ hält die Impedanzeinstellschaltung einen Kondensator, einen Widerstand oder eine Diode.

Bei dem Feuchtigkeitsmeßfühler wird die Impedanz exponential in bezug auf eine relative Feuchtigkeit geändert, und die Impedanz-Frequenz-Umwandlungsschaltung erzeugt ein Impuls­ signal, dessen Frequenz der Impedanz des Feuchtigkeitsmeß­ fühlers entspricht. Deshalb kann ein Impulssignal, dessen Frequenz exponential in bezug auf eine relative Feuchtigkeit geändert wird, von der Impedanz-Frequenz-Umwandlungsschal­ tung erhalten werden.

Bei der Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten sind der Kondensator und das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz miteinander in Reihe geschaltet; das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz ist durch ein Element mit drei Anschlüssen ausgeführt, das Hauptelektroden und eine Steuerelektrode aufweist; die Impe­ danz des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Im­ pedanz wird exponential durch eine an die Steuerelektrode angelegte Spannung geändert; und ein differenziertes Signal, das durch Differenzieren des Impulssignals erhalten wird, wird an beiden Anschlüssen der Hauptelektroden ausgegeben. Deshalb kann ein differenziertes Signal, das den Änderungen bei der Impedanz des spannungsgesteuerten Elements mit ver­ änderbarer Impedanz folgt und dessen Zeitkonstante sich exponential ändert, erhalten werden.

Die Wellenform-Formungsschaltung erhält das differenzierte Signal, dessen Zeitkonstante sich exponential ändert, und gibt einen Impulssignalzug aus, der durch binäres Kodieren des differenzierten Signals durch eine vorbestimmte Spannung erhalten wird. Deshalb kann ein Impulssignalzug, der eine Impulsweite aufweist, die durch logarithmisches Komprimieren der Impulsweite des Impulssignals in bezug auf die Frequenz erhalten wird, von der Wellenform-Formungsschaltung erhalten werden.

In der Integrierschaltung integriert die erste Integrier­ schaltung den eingegebenen Impulssignalzug und liefert eine Spannung, die durch die Integration erhalten wird, an die Steuerelektrode des spannungsgesteuerten Elements mit ver­ änderbarer Impedanz als Steuerspannung. Deshalb wird, wenn die Impulsweite des Impulssignalzugs erhöht wird, um die Steuerspannung zu erhöhen, die Impedanz der spannungsge­ steuerten veränderbaren Impedanz verringert. Als ein Ergeb­ nis wird die Impulsweite des Impulssignalzugs, der von der Wellenform-Formungsschaltung erhalten wird, verringert, wo­ durch die Steuerspannung an einer Zunahme verhindert wird. Wenn umgekehrt die Impulsweite des Impulssignalzugs verrin­ gert wird, um die Steuerspannung zu verringern, wird die Impedanz der spannungsgesteuerten, veränderbaren Impedanz erhöht. Als ein Ergebnis wird die Impulsweite des Impuls­ signalzugs, der von der Wellenform-Formungsschaltung erhal­ ten wird, erhöht, wodurch die Steuerspannung an einer Ab­ nahme gehindert wird. Das heißt, die erste Integrierschal­ tung verschlechtert die Differenzierschaltung mit gesteuer­ ter Zeitkonstanten, was wiederum den Impulssignalzug stabi­ lisiert.

Die zweite Integrierschaltung integriert den Impulssignalzug und gibt eine durch die Integration erhaltene Spannung als ein Feuchtigkeitssignal aus. Deshalb kann eine linearisierte Kennlinie zwischen der relativen Feuchtigkeit und der Aus­ gangsspannung erhalten werden.

Da die Vorspannungsschaltung eine Vorspannung an die Steuer­ elektrode anlegt, kann das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz geeignet betrieben werden, selbst wenn die Steuerspannung niedrig ist. Deshalb kann ein Mangel an Steuerspannung durch die Anwendung der Vorspannung er­ gänzt werden, was wiederum ermöglicht, daß das spannungsge­ steuerte Element mit veränderbarer Impedanz betrieben werden kann, und ermöglicht, daß sich die Impedanz des spannungsge­ steuerten Elements mit veränderbarer Impedanz exponential ändert. Als ein Ergebnis kann ein differenziertes Signal, dessen Zeitkonstante sich exponential ändert, an beiden An­ schlüssen der Hauptelektroden des spannungsgesteuerten Ele­ ments mit veränderbarer Impedanz erhalten werden. Diese Ar­ beitsweise stellt nicht nur einen zuverlässigen Betrieb des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz in dem niederen Ausgangsbereich sicher, sondern verhindert auch, daß Änderungen nachteilig die Arbeitsweise beeinträch­ tigen, so daß ein relatives Feuchtigkeitssignal mit hoher Linearität erhalten werden kann.

In dem Fall, daß die Vorspannungsschaltung durch den Impuls­ signalzug als dessen Stromversorgung betrieben wird, wird die Vorspannung an den Steueranschluß nur angelegt, wenn das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz be­ trieben wird, das Impulssignal zu differenzieren. Deshalb wird die Vorspannung nur angelegt, wenn das Anlegen der Vor­ spannung notwendig ist, was wiederum ermöglicht, daß die Steuerungscharakteristik des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz verbessert wird. Da der Spitzen­ wert des Impulssignalzugs größer als die Steuerspannung wird, die zu dem Zeitpunkt integriert wird, wenn mit der Differenzierung begonnen wird, kann die Vorspannungsschal­ tung eine Vorspannung an den Steueranschluß anlegen. Ferner kann der Stromverbrauch der Vorspannungsschaltung ebenfalls verringert werden.

In dem Fall, daß die Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten ein Element mit nichtlinearer Impedanz ein­ schließt, dessen Impedanz durch eine angelegte Spannung ex­ ponential verändert wird, ist das Element mit nichtlinearer Impedanz mit der Hauptelektrode in Gegenüberlage zu der Hauptelektrode verbunden, die mit dem Kondensator verbunden ist, und ein differenziertes Signal von beiden Anschlüssen des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz und des Elements mit nichtlinearer Impedanz ausgegeben wird, die miteinander in Reihe verbunden sind; so kann in diesem Fall ein Mangel bei der Impedanz des herkömmlichen span­ nungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz durch das Element mit nichtlinearer Impedanz beim Korrigierten der Nichtlinearität des Feuchtigkeitsmeßfühlers ergänzt werden, was wiederum ermöglicht, ein differenziertes Signal zu er­ halten und daß das differenzierte Signal Änderungen bei der Impedanz des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz und dem Element mit nichtlinearer Impedanz folgt und eine Zeitkonstante hat, die sich exponential ändert. In diesem Fall wird eine Steuerspannung verlangt, die gleich einem Wert ist, der durch Addieren eines Spannungsabfalls des Elements mit nichtlinearer Spannung zu einem Spannungs­ abfall zwischen der Steuerelektrode und der Hauptelektrode des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz erhalten wird. Es ist die Vorspannungsschaltung, die die Steuerspannung ergänzt, die einen zuverlässigen Betrieb des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz und des Elements mit nichtlinearer Impedanz sicherstellt. Das Anlegen der Steuerspannung verschlechtert das spannungsge­ steuerte Element mit veränderbarer Impedanz und das Element mit nichtlinearer Impedanz, was wiederum die Linearität des relativen Feuchtigkeitssignals verbessert. Das Anlegen der Vorspannung durch die Vorspannungsschaltung ermöglicht, daß ein relatives Feuchtigkeitssignal mit hoher Linearität nicht nur erhalten wird, indem eine zuverlässige Arbeitsweise des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz und des Elements mit nichtlinearer Impedanz in dem niederen Aus­ gangsbereich sichergestellt wird, sondern auch, indem Ände­ rungen verhindert werden, die nachteilig die Arbeitsweise beeinflussen.

Bei der Ausführungsform, bei der das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz durch einen Transistor ausgeführt ist, das Element mit nichtlinearer Impedanz durch eine Diode ausgeführt ist, die Anode der Diode mit dem Emit­ ter des Transistors verbunden ist, der Kondensator mit dem Kollektor des Transistors verbunden ist, und die Steuerspan­ nung und die Vorspannung an die Basis des Transistors ange­ legt werden, verschlechtert das Anlegen der Steuerspannung das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz und das Element mit nichtlinearer Impedanz, was wiederum ermöglicht, daß die Linearität des relativen Feuchtigkeits­ signals verbessert wird. Als ein Ergebnis kann ein relatives Feuchtigkeitssignal mit großer Linearität nicht nur dadurch erhalten werden, daß eine zuverlässige Arbeitsweise des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz und des Elements mit nichtlinearer Impedanz in dem niederen Aus­ gangsbereich sichergestellt wird, sondern daß Änderungen verhindert werden, die die Arbeitsweise nachteilig beein­ trächtigen.

Bei der Ausführungsform, bei der die Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten eine Impedanzeinstellschal­ tung enthält und die Impedanzeinstellschaltung parallel zu dem Element mit nichtlinearer Impedanz verbunden ist, kann die Impedanz des Elements mit nichtlinearer Impedanz fein eingestellt werden.

Bei der Ausführungsform, bei der die Impedanzeinstellschal­ tung durch einen Kondensator ausgeführt ist, kann die Impe­ danz des Elements mit nichtlinearer Impedanz fein gemäß der Frequenz des Impulssignals eingestellt werden.

Bei der Ausführungsform, bei der die Impedanzeinstellschal­ tung als ein Widerstand ausgeführt ist, kann die Impedanz des Elements mit nichtlinearer Impedanz fein unabhängig von der Frequenz des Impulssignals eingestellt werden.

Bei der Ausführungsform, bei der die Impedanzeinstellschal­ tung durch eine Diode ausgeführt ist, kann die Impedanz des Elements mit nichtlinearer Impedanz auf einen Wert einge­ stellt werden, der gleich dem Umgekehrten einer ganzen Zahl ist.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Aus­ führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers, das eine Ausführungsform der Erfindung ist,

Fig. 2 ein Diagramm, das eine Kennlinie des Feuchtig­ keitsmessers der Erfindung zeigt,

Fig. 3 ein Diagramm, das eine Kennlinie eines herkömmli­ chen Feuchtigkeitsmessers zeigt,

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers, der eine andere Ausführungsform der Erfindung ist,

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers, der eine noch andere Ausführungsform der Erfindung ist,

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers, der eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung ist,

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers, der eine noch andere Ausführungsform der Erfindung ist,

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers, der eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung ist,

Fig. 9 ein bestimmtes Schaltungsbild des Feuchtigkeits­ messers der Erfindung,

Fig. 10 an anderes bestimmtes Schaltungsbild des Feuchtig­ keitsmessers der Erfindung, und

Fig. 11 ein wiederum anderes bestimmtes Schaltungsbild des Feuchtigkeitsmessers der Erfindung.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers der Erfindung. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Feuchtigkeitsmeßfühler; 2 eine Impedanz-Frequenz-Umwand­ lungsschaltung (nachfolgend als "z-f Umwandlungsschaltung" bezeichnet); 3 eine Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten; 4 eine Wellenform-Formungsschaltung; 5 eine Integrierschaltung; und 6 eine Vorspannungsschaltung.

Der Feuchtigkeitsmeßfühler 1 hat eine Impedanz Zs, die sich exponential in bezug auf eine relative Feuchtigkeit ändert. Der Feuchtigkeitsmeßfühler 1 gemäß dieser Ausführungsform ist aus einem hochmolekularen Material hergestellt und zeigt bei hoher Feuchtigkeit eine niedere Impedanz und eine hohe Impedanz bei geringer Feuchtigkeit. Genauer gesagt erstreckt sich die Impedanz des Feuchtigkeitsmeßfühlers 1 von 10⁴ bis 10⁷ [Ω].

Die z-f Umwandlungsschaltung 2 erzeugt ein Impulssignal S1, dessen Frequenz der Impedanz Zs des Feuchtigkeitsmeßfühlers 1 entspricht. Wenn die Impedanz Zs niedrig ist wird die Fre­ quenz hoch, wohingegen, wenn die Impedanz Zs hoch ist, die Frequenz niedrig wird.

Die Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten 3 enthält einen Kondensator 31 und ein spannungsgesteuertes Element mit veränderbarer Impedanz 32. Der Kondensator 31 ist in Reihe mit dem spannungsgesteuertem Element mit verän­ derbarer Impedanz 32 verbunden. Das spannungsgesteuerte Ele­ ment 32 mit veränderbarer Impedanz besteht aus einem Element mit drei Anschlüssen, das Hauptelektroden 321, 322 und eine Steuerelektrode 323 aufweist, und dessen Impedanz Zt sich exponential entsprechend einer Steuerspannung Vc ändert, die an die Steuerelektrode 323 angelegt wird. Die Differenzier­ schaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten 3 gibt ein diffe­ renziertes Signal S2, das ein Signal ist, das durch Diffe­ renzieren des Impulssignals S1 erhalten wird, an beiden An­ schlüssen der Hauptelektroden 321, 322 des spannungsgesteu­ erten Elements 32 mit veränderbarer Impedanz aus.

Die Wellenform-Formungsschaltung 4 erhält das differenzierte Signal S2, und gibt einen Impulssignalzug S3 aus, der durch binäres Kodieren des differenzierten Signals S2 durch eine vorbestimmte Spannung erhalten wird.

Die Integrierschaltung 5 enthält eine erste Integrierschal­ tung 51 und eine zweite Integrierschaltung 52. Die erste Integrierschaltung 51 integriert den eingegebenen Impuls­ signalzug S3 und liefert eine Spannung, die durch die Inte­ gration erhalten wird, an die Steuerelektrode 323 des span­ nungsgesteuerten Elements 32 mit veränderbarer Impedanz als die Steuerspannung Vc. Insbesondere enthält die erste Inte­ grierschaltung 51 einen Widerstand 511 und einen Kondensator 512, und die Anschlußspannung des Kondensators 512 wird auf die Steuerspannung Vc eingestellt. Die zweite Integrier­ schaltung 52 integriert den Impulssignalzug S3 und gibt eine Spannung, die durch die Integration erhalten wird, als ein Feuchtigkeitssignal S4 aus. Insbesondere weist die zweite Integrierschaltung 52 einen Widerstand 521 und einen Konden­ sator 522 auf. Die Anschlußspannung des Kondensators 522 dient als das Feuchtigkeitssignal S4.

Die Vorspannungsschaltung 6 legt eine Vorspannung an die Steuerelektrode 323 des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz 32.

Da sich die Impedanz Zs des Feuchtigkeitsmeßfühlers 1 expo­ nential in bezug auf die relative Feuchtigkeit ändert und die z-f Umwandlungsschaltung 2 das Impulssignal S1 erzeugt, dessen Frequenz der Impedanz Zs des Feuchtigkeitsmeßfühlers 1 entspricht, wie es oben beschrieben worden ist, kann das Impulssignal S1, dessen Frequenz sich in bezug auf die rela­ tive Feuchtigkeit exponential ändert, von der z-f Umwand­ lungsschaltung 2 erhalten werden.

Die Differenzierschaltung 3 mit gesteuerter Zeitkonstanten ist so ausgelegt, daß der Kondensator 31 in Reihe mit dem spannungsgesteuerten Element 32 mit veränderbarer Impedanz verbunden ist; das spannungsgesteuerte Element mit veränder­ barer Impedanz 32 besteht aus dem Element mit drei Anschlüs­ sen, das die Hauptelektroden 321, 322 und die Steuerelek­ trode 323 aufweist; die Impedanz Zt wird exponential durch die Steuerspannung Vc geändert, die an die Steuerelektrode 323 angelegt wird, und das differenzierte Signal S2, das durch Differenzieren des Impulssignals S1 erhalten wird, wird an beiden Anschlüssen der Hauptelektroden 321, 322 aus­ gegeben. Deshalb kann das differenzierte Signal S2 erhalten werden, das Änderungen bei der Impedanz des spannungsgesteu­ erten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 folgt und des­ sen Zeitkonstante sich exponential ändert.

Die Wellenform-Formungsschaltung 4 ist so ausgelegt, daß das differenzierte Signal S2, dessen Zeitkonstante sich exponen­ tial ändert, erhalten wird; und der Impulssignalzug S3, der derart durch binäres Kodieren des differenzierten Signals S2 durch eine vorbestimmte Spannung erhalten wird, wird ausge­ geben. Deshalb kann der Impulssignalzug S3, der eine Impuls­ weite hat, die durch logarithmisches Komprimieren der Im­ pulsweite des Impulssignals S1 in bezug auf die Frequenz er­ halten wird, von der Wellenform-Formungsschaltung 4 erhalten werden.

Die Integrierschaltung 5 ist so ausgelegt, daß die erste In­ tegrierschaltung 51 den eingegebenen Impulssignalzug S3 in­ tegriert und die Spannung, die durch Integration erhalten worden ist, an die Steuerelektrode 323 des spannungsgesteu­ erten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 als die Steuer­ spannung Vc liefert. Wenn deshalb die Impulsweite des Im­ pulssignalzugs S3 erhöht wird, um die Steuerspannung Vc zu erhöhen, wird die Impedanz Zt des spannungsgesteuerten Ele­ ments mit veränderbarer Impedanz 32 verringert. Als ein Er­ gebnis wird die Impulsweite des Impulssignalzugs S3, der von der Wellenform-Formungsschaltung 4 erhalten wird, verrin­ gert, wodurch die Steuerspannung Vc an einem Erhöhen gehin­ dert wird. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Impulsweite des Impulssignalzugs S3 verringert wird, um die Steuerspannung Vc zu verringern, die Impedanz Zt des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 vergrößert. Als ein Ergebnis wird die Impulsweite des Impulssignalzugs S3, der von der Wellenform-Formungsschaltung 4 erhalten worden ist, erhöht, wodurch die Steuerspannung Vc an einer Verringerung gehindert wird. Das heißt, die erste Integrierschaltung 51 verschlechtert die Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten 3, was wiederum den Impulssignalzug S3 stabi­ lisiert.

Die Integrierschaltung 5 ist auch so ausgelegt, daß die zweite Integrierschaltung 52 den Impulssignalzug S3 inte­ griert und die Spannung, die durch die Integration erhalten worden ist, als das Feuchtigkeitssignal S4 ausgibt. Deshalb kann eine linearisierte Kennlinie zwischen der relativen Feuchtigkeit und der Ausgangsspannung erhalten werden.

Da die Vorspannungsschaltung 6 die Vorspannung an die Steu­ erelektrode 323 des spannungsgesteuerten Elements mit verän­ derbarer Impedanz 32 anlegt, stellt die Vorspannungsschal­ tung 6 einen zuverlässigen Betrieb des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 sicher, selbst wenn die Steuerspannung Vc niedrig ist. Deshalb kann ein Mangel an der Steuerspannung Vc durch die Vorspannung der Vorspan­ nungsschaltung 6 ergänzt werden, und das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz 32 kann betrieben werden, damit sich die Impedanz Zt exponential ändern kann. Als ein Ergebnis kann das differenzierte Signal S2, dessen Zeitkon­ stante sich exponential ändert, an den beiden Anschlüssen der Hauptelektroden 321, 322 des spannungsgesteuerten Ele­ ments mit veränderbarer Impedanz 32 erhalten werden. Somit trägt das differenzierte Signal S2 dazu bei, daß Änderungen bei dem spannungsgesteuerten Element mit veränderbarer Impe­ danz in dem niederen Ausgangsbereich verhindert werden, die Arbeitsweise nachteilig zu beeinträchtigen, wodurch das re­ lative Feuchtigkeitssignal S4, das eine große Linearität aufweist, erhalten werden kann.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das eine Kennlinie des Feuchtig­ keitsmessers der Erfindung zeigt; und Fig. 3 ist ein Dia­ gramm, das eine Kennlinie eines herkömmlichen Feuchtigkeits­ messers zeigt. In den Fig. 2 und 3 zeigt die Abszisse die relative Feuchtigkeit und die Koordinate zeigt die Ausgangs­ spannung eines Feuchtigkeitssignals an. Ein Transistor wird als das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impe­ danz 32 verwendet. In dem Fall der Fig. 2 wird die Vorspan­ nungsschaltung so betrieben, daß ein Basisstrom von 0,1 bis 1 µA fließt. Der durchgezogene Kreis stellt einen Transistor dar, dessen Stromverstärkungsänderungen minimal sind und zeigt einen Fall an, wo der Widerstand 511 richtig einge­ stellt ist; und das durchgezogene Quadrat stellt einen Tran­ sistor dar, dessen Stromverstärkungsänderungen maximal sind und einen Fall anzeigt, bei dem der Widerstand 511 richtig eingestellt ist. Der Feuchtigkeitsmesser der Erfindung zeigt eine beträchtliche Verbesserung bei der Linearität in dem relativen Feuchtigkeitsbereich von 50% oder weniger aufgrund der positiven Wirkungen, die durch die Vorspannungsschaltung 6 hervorgerufen werden, wobei die negativen Wirkungen der Änderungen auch begrenzt sind.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers, der eine andere Ausführungsform der Erfindung ist. In Fig. 4 be­ zeichnen die gleichen Bezugszeichen wie jene in Fig. 1 die gleichen Teile und Bauteile.

Die Vorspannungsschaltung 6 wird durch den Impulssignalzug S3 als deren Stromversorgung betrieben. Die Vorspannungs­ schaltung 6 ist bei dieser Ausführungsform durch einen Feld­ effekttransistor 61 und einen Widerstand 62 ausgeführt. Ge­ mäß dieser Ausgestaltung legt die Vorspannungsschaltung 6 eine Vorspannung an den Steueranschluß 323 nur dann an, wenn das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz 32 betrieben wird, das Impulssignal S1 zu differenzieren. Als ein Ergebnis wird die Vorspannung nur angelegt, wenn die Anwendung einer Vorspannung notwendig ist, was wiederum dazu beiträgt, die Steuereigenschaften des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 zu verbessern. Da der Spitzenwert des Impulssignalzugs S3 größer als die inte­ grierte Steuerspannung Vc ist, kann die Vorspannungsschal­ tung 6 die Vorspannung zuverlässig an den Steueranschluß 323 anlegen. Ferner kann die Stromversorgung der Vorspannungs­ schaltung 6 ebenfalls verringert werden.

Die Fig. 5 bis 7 sind Blockdiagramme von Feuchtigkeitsmes­ sern, die andere Ausführungsformen der Erfindung sind. In den Fig. 5 bis 7 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie jene in den Fig. 1 und 4 die gleichen Teile und Bauelemente.

Die Ausführungsformen, die in den Fig. 5 bis 7 gezeigt sind, sind so ausgelegt, daß sie durch eine Gleichstromversorgung Vin betrieben werden. Die Vorspannungsschaltung 6 der Fig. 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß sie durch einen Kondensator 63 die Gleichstromversorgung Vin glättet und bewirkt, daß der Feldeffekttransistor 61 und der Widerstand 62 eine Vor­ spannung von der Gleichstromversorgung Vin erhalten. Die Vorspannungsschaltung 6 der Fig. 6 ist dadurch gekennzeich­ net, daß sie durch eine Spannungsteilerschaltung, die aus einem Widerstand 64 und einem Widerstand 65 besteht, be­ wirkt, daß die Gleichstromversorgung Vin unterteilt wird und ein Strom, der der unterteilten Spannung des Widerstands 65 entspricht, dem Steueranschluß 323 zugeführt wird. Die un­ terteilte Spannung des Widerstands 65 wird auf einen kleine­ ren Wert als die maximale Steuerspannung Vc und einen größe­ ren Wert als die minimale Steuerspannung Vc eingestellt. Eine Diode 66 sperrt den Rückstrom von einem Kondensator 512 zu dem Widerstand 65, um zu verhindern, daß die Steuerspan­ nung Vc abfällt. Die Vorspannungsschaltung 6 der Fig. 7 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei ihr die Diode 66 der Fig. 6 durch einen Widerstand 67 ersetzt ist, der einen hohen Wi­ derstandswert hat.

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers, das eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung ist. In Fig. 8 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie jene in Fig. 1 die gleichen Teile und Bauelemente.

Die Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten 3 enthält ein Element mit nichtlinearer Impedanz 33, dessen Impedanz Zd exponential durch eine angelegte Spannung geän­ dert wird. Ein Anschluß des Elements mit nichtlinearer Impe­ danz 33 ist mit der Hauptelektrode 323 verbunden, die der Hauptelektrode 321 entgegengesetzt ist, mit der der Konden­ sator 31 verbunden ist und dessen anderer Anschluß auf Masse liegt. Die Differenzierschaltung 3 mit gesteuerter Zeitkon­ stanten gibt das differenzierte Signal S2 an beiden An­ schlüssen des spannungsgesteuerten Elements mit veränderba­ rer Impedanz 32 und dem Element mit nichtlinearer Impedanz 33 aus, die in Reihe miteinander verbunden sind.

Bei dieser Ausführungsform kann ein Mangel bei der Impedanz Zt des herkömmlichen, spannungsgesteuerten Elements mit ver­ änderbarer Impedanz 32 durch die Impedanz Zd des Elements mit nichtlinearer Impedanz 33 zum Korrigieren der Nichtline­ arität des Flüssigkeitssensors 1 ergänzt werden, was wie­ derum erlaubt, daß das differenzierte Signal S2 erhalten wird, wobei das differenzierte Signal Änderungen bei der Im­ pedanz des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 und des Elements mit nichtlinearer Impedanz 33 folgt und wobei deren Zeitkonstante exponential geändert wird. In diesem Fall wird eine Steuerspannung Vc verlangt, die gleich einem Wert ist, der durch Addieren eines Span­ nungsabfalls des Elements mit nichtlinearer Impedanz 33 zu einem Spannungsabfall zwischen der Steuerelektrode 323 und der Hauptelektrode 322 des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 erhalten wird. Es ist gerade die Vorspannungsschaltung 6, die die Steuerspannung Vc ergänzt, die einen zuverlässigen Betrieb des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 und des Elements mit nichtlinearer Impedanz 33 sicherstellt. Deshalb verschlech­ tert das Anlegen der Steuerspannung Vc das spannungsgesteu­ erte Element mit veränderbarer Impedanz 32 und das Element mit nichtlinearer Impedanz 33, was wiederum die Linearität des relativen Feuchtigkeitssignals S4 verbessert. Das Anle­ gen der Vorspannung durch die Vorspannungsschaltung 6 stellt nicht nur einen zuverlässigen Betrieb des spannungsgesteuer­ ten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 und des Elements mit nichtlinearer Impedanz 33 in dem niederen Ausgangsbe­ reich sicher, sondern verhindert auch, daß Änderungen den Betrieb nachteilig beeinträchtigen, was wiederum erlaubt, ein relatives Feuchtigkeitssignal S4 mit großer Linearität zu erhalten.

Das Element mit nichtlinearer Impedanz 33, das die Impedanz des spannungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz 32 über den gesamten Feuchtigkeitsbereich ergänzt, kann nicht nur die Kennlinie zwischen der relativen Feuchtigkeit und der Ausgangsspannung in dem niederen Ausgangsbereich linearisieren, sondern auch die Kennlinie zwischen der rela­ tiven Feuchtigkeit und der Ausgangsspannung in dem hohen Ausgangsbereich.

Da das Element mit nichtlinearer Impedanz 33 in Reihe mit dem spannungsgesteuerten Element mit veränderbarer Impedanz 32 verbunden ist, kann eine große künstliche Impedanz erhal­ ten werden. Als ein Ergebnis kann ein Leckstrom wegen der Temperatur des spannungsgesteuerten Elements mit veränderba­ rer Impedanz 32 gesteuert werden, und die Wirkungen der Tem­ peratur auf die Kennlinie zwischen der relativen Feuchtig­ keit und der Ausgangsspannung kann verringert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Differenzierschal­ tung 3 mit gesteuerter Zeitkonstanten ist das spannungsge­ steuerte Element mit veränderbarer Impedanz 32 durch einen Transistor 320 ausgeführt und das Element mit nichtlinearer Impedanz 33 ist durch eine Diode 331 ausgeführt. Der Transi­ stor 320 ist derart, daß der Kollektor als die Hauptelek­ trode 321 dient; der Emitter dient als die Hauptelektrode 322; und die Basis dient als die Steuerelektrode 323. Die Anode der Diode 331 ist mit dem Emitter des Transistors 320 verbunden, und der Kondensator 31 ist mit dem Kollektor des Transistors 320 verbunden. Die Steuerspannung Vc wird der Basis des Transistors 320 zugeführt. Eine Siliciumdiode, eine Schottky-Sperrdiode oder ähnliches kann als die Diode 331 verwendet werden.

Da die Beziehung zwischen der Basisspannung und dem Emitter­ strom des Transistors 320 bei dieser Ausführungsform expo­ nential ist, ändert sich die Impedanz Zt des Transistors 320 beim Betrieb auch exponential gemäß der Steuerspannung Vc, die der Basis zugeführt wird. Da die Beziehung zwischen der Vorwärtsspannung und dem Vorwärtsstrom der Diode 331 expo­ nential ist, ändert sich auch die Impedanz Zd der Diode 331 beim Betrieb exponential. Als ein Ergebnis verschlechtert das Anlegen der Steuerspannung Vc den Transistor 320 und die Diode 331, wodurch die Linearität des relativen Feuchtig­ keitssignals S4 verbessert wird. Das Anlegen der Vorspannung durch die Vorspannungsschaltung 6 stellt nicht nur einen zu­ verlässigen Betrieb des Transistors 320 und der Diode 331 in dem niederen Ausgangsbereich sicher, sondern verhindert auch, daß Änderungen den Betrieb nachteilig beeinflussen, was wiederum erlaubt, ein relatives Feuchtigkeitssignal S4, das eine große Linearität aufweist, zu erhalten.

Die Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten 3 enthält eine Impedanzeinstellschaltung 34. Die Impedanzein­ stellschaltung 34 ist parallel zu dem Element mit nicht­ linearer Impedanz 32 geschaltet. Bei dieser Ausführungsform verringert die Impedanzeinstellschaltung 34 die künstliche Impedanz, wenn die Impedanz Zt auf einen zu großen Wert durch das Element mit nichtlinearer Impedanz 33 korrigiert wird, was wiederum ermöglicht, daß die Impedanz Zd des Ele­ ments mit nichtlinearer Impedanz 33 fein eingestellt werden kann.

Bei einer Ausführungsform, bei der die Impedanzeinstell­ schaltung 34 durch einen Kondensator ausgeführt ist, kann die Impedanz Zd des Elements mit nichtlinearer Impedanz 33 fein gemäß der Frequenz des Impulssignals S2 eingestellt werden.

Bei einer Ausführungsform, bei der die Impedanzeinstell­ schaltung 34 durch einen Widerstand (nicht gezeigt) ausge­ führt ist, kann die Impedanz Zd des Elements mit nichtlinea­ rer Impedanz 33 unabhängig von der Frequenz des Impuls­ signals S2 fein eingestellt werden.

Bei einer Ausführungsform, bei der die Impedanzeinstell­ schaltung 34 durch eine Diode ausgeführt ist (nicht ge­ zeigt), kann die Impedanz Zd des Elements mit nichtlinearer Impedanz 33 auf einen Wert eingestellt werden, der gleich dem umgekehrten einer ganzen Zahl ist.

Fig. 9 ist ein bestimmtes Schaltungsdiagramm des Feuchtig­ keitsmessers der Erfindung. Dieses Schaltungsdiagramm ent­ spricht der Ausführungsform, dies in Fig. 4 gezeigt ist. In Fig. 9 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie jene in den Fig. 1 und 4 die gleichen Teile und Bauelemente.

Die z-f Umwandlungsschaltung 2 hat eine Schmitt-Auslöse­ schaltung 21, einen Puffer 22, einen Widerstand 23, einen Widerstand 24, einen Thermistor 25, einen Kondensator 26 und einen Kondensator 27. Der Feuchtigkeitsmeßfühler 1, der Thermistor 25 und der Kondensator 26 sind miteinander in Reihe verbunden; ein Ende des Feuchtigkeitsfühlers 1 ist mit der Eingangsklemme der Schmitt-Auslöseschaltung 21 verbun­ den; und ein Ende des Kondensators 26 ist mit der Ausgangs­ klemme des Kondensators 22 verbunden. Die Schmitt-Auslöse­ schaltung 21 und der Puffer 22 sind als integrierte Schal­ tungen ausgeführt, wie als CMOS und TTL. Der Thermistor 25 gleicht Änderungen aufgrund von Temperaturänderungen bei der Impedanz Zs des Feuchtigkeitsfühlers 1 aus. Der Kondensator 26 sperrt den Gleichstromfluß. Der Puffer 22 verringert die Ausgangsimpedanz der Schmitt-Auslöseschaltung 21 und formt die Wellenformen. Der Widerstand 23 ist in Reihe mit dem Widerstand 24 verbunden, wobei beide Enden dieser Reihen­ schaltung mit der Eingangsklemme der Schmitt-Auslöseschal­ tung 21 bzw. dem Ausgangsanschluß des Puffers 22 verbunden sind. Ein Ende des Kondensators 27 ist mit der Eingangs­ klemme der Schmitt-Auslöseschaltung 21 verbunden. Als ein Ergebnis dieser Ausgestaltung schwingt die z-f Umwandlungs­ schaltung durch die Beziehung zwischen den Impedanzen des Feuchtigkeitsmeßfühlers 1, des Widerstands 23, des Wider­ stands 24, des Thermistors 25 und des Kondensators 26 und der Impedanz des Kondensators 27 und gibt das Impulssignal S1 aus, dessen Frequenz in Übereinstimmung mit Änderungen bei der Impedanz des Feuchtigkeitsmeßfühlers 1 ist.

Die Wellenform-Formungsschaltung 4 ist durch einen Puffer 41 ausgeführt. Eine integrierte Schaltung, wie eine CMOS oder eine TTL wird als der Puffer 41 verwendet. Der Puffer 41 ko­ diert das differenzierte Signal S2 binär mit einem Schwel­ lenpegel als eine vorbestimmte Spannung und gibt den Impuls­ signalzug S3 aus.

Fig. 10 ist ein anderes bestimmtes Schaltungsdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers der Erfindung. In Fig. 10 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 9 die gleichen Teile und Bauelemente. Ein Ende eines Kondensators 28 ist mit ei­ nem Knoten zwischen dem Widerstand 23 und dem Widerstand 24 verbunden, die in Reihe miteinander verbunden sind, und sein anderes Ende liegt auf Masse. Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Wechselstromkomponente, die in einem Impulssignal enthalten ist, durch den Kondensator 28 umgangen, so daß die Impedanz an beiden Enden der Reihenschaltung, die durch den Widerstand 23 und den Widerstand 24 gebildet ist, auf hohen Werten beibehalten werden kann. Dies verhindert, daß die künstliche Impedanz der Reihenschaltung, die aus dem Wider­ stand 23 und dem Widerstand 24 gebildet ist, die parallel zu dem Feuchtigkeitsmeßfühler 1 verbunden sind, abnimmt, was wiederum ermöglicht, daß die z-f Umwandlungsschaltung 2 eine Änderung bei der Impedanz des Feuchtigkeitsmeßfühlers 1 wirksam in ein Impulssignal S1 umwandelt.

Fig. 11 ist ein noch anderes, besonderes Schaltungsdiagramm eines Feuchtigkeitsmessers der Erfindung. Das Schaltungsdia­ gramm, das in Fig. 11 gezeigt ist, entspricht der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform. In Fig. 11 bezeichnen die glei­ chen Bezugszeichen wie jene in den Fig. 4, 8 und 10 die gleichen Teile und Bauelemente.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann die Erfindung die folgenden Vorteile liefern.

Ein Feuchtigkeitsmesser kann ein linearisiertes Feuchtig­ keitssignal ausgeben.

Ein Feuchtigkeitsmesser kann ein Feuchtigkeitssignal ausge­ ben, das eine hohe Linearität aufweist, nicht nur dadurch, daß ein zuverlässiger Betrieb des spannungsgesteuerten Ele­ ments mit veränderbarer Impedanz in dem niederen Ausgangsbe­ reich sichergestellt wird, sondern auch dadurch, daß Ände­ rungen daran gehindert werden, nachteilig die Arbeitsweise zu beeinflussen.

Ein Feuchtigkeitsmesser kann ein Feuchtigkeitssignal ausge­ ben, das eine hohe Linearität in dem niederen Ausgangsbe­ reich aufweist, indem eine inadäquate Linearität des span­ nungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz korri­ giert wird.

Claims (11)

1. Feuchtigkeitsmesser, gekennzeichnet durch,
einen Feuchtigkeitsmeßfühler (1), der eine Impedanz aufweist, die sich exponential in bezug auf die relative Feuchtigkeit ändert,
eine Impedanz-Frequenz-Umwandlungsschaltung (2), um ein Impulssignal S1 zu erzeugen, dessen Frequenz der Impe­ danz des Feuchtigkeitsfühlers entspricht,
eine Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstan­ ten (3), die einen Kondensator (31) und ein spannungs­ gesteuertes Element mit veränderbarer Impedanz (32) aufweist, die in Reihe miteinander verbunden sind, wo­ bei das spannungsgesteuerte Element mit veränderbarer Impedanz (32) ein Element mit drei Anschlüssen ein­ schließt, das Hauptelektroden (321, 322) und eine Steu­ erelektrode (323) aufweist, wobei sich die Impedanz (Zt) des spannungsgesteuerten Elements mit veränderba­ rer Impedanz (32) exponential gemäß einer Spannung än­ dert, die an die Steuerelektrode (323) angelegt wird, wobei ein differenziertes Signal S2, das durch Diffe­ renzieren des Impulssignals S1 erhalten wird, an den beiden Anschlüssen der Hauptelektroden (321, 322) aus­ gegeben wird,
eine Wellenform-Formungsschaltung (4), die mit dem Aus­ gang der Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkon­ stanten (3) verbunden ist, um ein Impulssignal S3 zu erzeugen, wenn das differenzierte Signal S2 einen vor­ bestimmten Schwellenpegel überschreitet,
eine Integrationseinrichtung (5), die eine erste Inte­ grierschaltung (51) aufweist, die mit dem Ausgang der Wellenform-Formungsschaltung (4) verbunden ist, um den eingegebenen Impulssignalzug S3 zu integrieren und eine Spannung, die durch die Integration erhalten wird, an die Steuerelektrode (323) des spannungsgesteuerten Ele­ ments mit veränderbarer Impedanz (32) zu liefern, und eine zweite Integrierschaltung (52) aufweist, die mit dem Ausgang der Wellenform-Formungsschaltung (4) ver­ bunden ist, um den Impulssignalzug S3 zu integrieren und eine Spannung, die durch die Integration erhalten wird, als ein Feuchtigkeitssignal S4 auszugeben, und
eine Vorspannungsschaltung (6), um eine Vorspannung an die Steuerelektrode (323) anzulegen.

2. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannungsschaltung (6) durch den Impulssignalzug S3 als dessen Stromversorgung betrieben wird.

3. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsschaltung (6) einen Feldeffekttransistor (61) und eine Widerstand (62) um­ faßt, die zwischen dem Ausgang der Wellenform-Formungs­ schaltung (4) und der Steuerelektrode (323) des span­ nungsgesteuerten Elements mit veränderbarer Impedanz (32) angeordnet sind.

4. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannungsschaltung (6) einen Glät­ tungskondensator (63), einen Feldeffekttransistor (61) und einen Widerstand (62) umfaßt, wobei die Vorspan­ nungsschaltung (6) eine Gleichspannung von einer äuße­ ren Gleichspannungsquelle erhält.

5. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannungsschaltung (6) eine Span­ nungsteilerschaltung enthält, die zwei Widerstände ein­ schließt, um eine Gleichspannung von einer äußeren Gleichspannungsquelle zu unterteilen.

6. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannungsschaltung (6) ferner eine Diode oder einen Widerstand umfaßt, um einen Rückstrom von der ersten Integrierschaltung (51) zu sperren.

7. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Differenzierschaltung (4) mit gesteu­ erter Zeitkonstanten ein Element (33) mit nichtlinearer Impedanz enthält, das zwei Anschlüsse hat, dessen Impe­ danz sich exponential durch eine angelegte Spannung (Vc) ändert, wobei das Element (33) mit nichtlinearer Impedanz mit der Hauptelektrode verbunden ist, die der Hauptelektrode gegenüberliegt, mit der der Kondensator (31) verbunden ist, und daß das differenzierte Signal von beiden Anschlüssen des spannungsgesteuerten Ele­ ments (32) mit veränderbarer Impedanz und dem Element (33) mit nichtlinearer Impedanz ausgeben wird, die in Reihe miteinander verbunden sind.

8. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Differenzierschaltung mit gesteuerter Zeitkonstanten (3) eine Impedanzeinstellschaltung (34) aufweist und die Impedanzeinstellschaltung (34) paral­ lel zu dem Element (33) mit nichtlinearer Impedanz ver­ bunden ist.

9. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impedanzeinstellschaltung (34) einen Kondensator einschließt.

10. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das spannungsgesteuerte Element mit ver­ änderbarer Impedanz (32) durch einen Transistor (320) ausgeführt ist, das Element mit nichtlinearer Impedanz (33) durch eine Diode (311) ausgeführt ist, die Anode der Diode (311) mit dem Emitter des Transistors (320) verbunden ist, der Kondensator (31) mit dem Kollektor des Transistors (320) verbunden ist und die Steuerspan­ nung (Vc) und die Vorspannung an die Basis des Transi­ stors (320) angelegt werden.

11. Feuchtigkeitsmesser gemäß Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impedanzeinstellschaltung (34) einen Kondensator einschließt, der parallel zu dem Element mit nichtlinearer Impedanz (33) verbunden ist.