《传感器技术与应用》课件-14.3集成湿度传感器

传感器技术与应用14.3集成湿度传感器CONTANTS目录14.1概述0114.2单片智能温度传感器020214.3集成湿度传感器0314.4单片硅压力传感器0414.5集成磁敏传感器0514.3集成湿度传感器01近年来，国内外湿度传感器取得了长足的发展和进步，湿敏传感器从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发湿度/温度测控系统和提高测量技术水平提供了有利条件。

目前，国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品有:Honeywell公司的HIH-36021HIH-36051HIH-3610型;Humirel公司的HM150O\HM1520NHTF32231HF3223型;瑞士Sensiron(森斯瑞)公司的SHT11\SHT15型。这些产品主要分为四种类型:1)线性电压输出式i;2)线性频率输出式;3)频率/温度输出式;4)单片智能化集成温/湿度传感器;HM1500/HM1520传感器内部包含一个由HS1101湿敏电容器构成的桥式振荡器、低通滤波器和放大器，能够输出与相对湿度呈线性关系的直流电压信号，输出阻抗为70Q,适配带ADC的单片机。采用+5V电源供电，工作电流典型值为0.4mA，漏电流<300uA,工作温度范围是-30°℃~+60°C。HM1500属于通用型湿敏传感器，测量范围0～100%RH，输出电压+1V~+4V，相对湿度为55%时的标称输出电压为2.48V。测量精度±3%RH，灵敏度为+25mV/RH，温度系数为+0.1%RH/°C，响应时间10s。HM1500/HM1520结构特征RH(%)101520253035404550Uo/V1.3251.4651.6001.7351.8601.9902.1102.2352.360RH(%)556065707580859095Uo/V2.4802.6052.3702.8602.9903.1253.2603.4053.555元件尺寸为34mm(长)×22mm(宽)×9mm（高);3个引脚分别是:GND;Ucc(电源);Uo(电压输出);相对湿度在(10%~95%）RH范围内，TA=+23℃时，输出电压Uo与相对湿度RH的对应关系如下表:输出电压的计算公式为:HM1500/HM1520器件参数

由HM1500/1520型湿度传感器和单片机构成的智能湿度测量仪电路如图所示。该电路采用5V电源由4只共阴极LED数码管显示整数两位小数两位的湿度。电路中使用了美国微芯片(Microchip)公司生产的PIC16F874单片机，MC1413为达林顿管组成的反相驱动器阵列。

现利用PA0(亦称AIN0)口线接收湿度传感器的输出电压信号;PA1~PA4输出位扫描信号，经过MC1413获得反相后的位驱动信号。RB口中的RBO~RB6输出7段码信号，接LED显示器相应的笔段电极a~g。HM1500/HM1520典型应用HTF3223测量相对湿度的范围10%~95%RH，所对应的输出频率为9560~8030Hz，测量相对湿度的精度为+5%RH，温度系数为±1%RH/°C，相对湿度滞石重刀相刈湿度的±1.5%，响应时间的恢复时间均为10ns。呵应速度火，抗腐蚀性强，不怕水浸。采用+5V电源供电，工作电流为0.1mA（典型值)。HTF3223的集成电路外形结构图如下图所示，4个引出的端口分别为电源Ucc(+5V)频率输出端Fout、接地端GND、负温度系数热敏电阻引出端NTC。

HTF3223的集成电路主要包括四个部分:湿敏电容;由桥式振荡器、低通滤波器和放大器构成的信号调理器;NTC电阻;引出端口。其输出频率与相对湿度的响应曲线有线性关系。SHT10传感器内部包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，在器件的封装上与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

产品提供表面贴片LCC(无铅芯片）或4针单排引脚封装。每个SHTxx传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。

校准系数以程序的形式储存在OTP(一次性可编程)ROM内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中需要调用这些校准系数。1)电源引脚，SHT10电源供电电压为+2.4--V~+5.5V。电源引脚之间可增加-个10OnF的电容，用以去耦滤波。2)串行接口，SHT10的串行接口为两线双向，在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理;3）串行时钟输入(SCK)，用于微处