溫(wen)濕(shi)度(du)傳感(gan)器(qi)(qi)是(shi)一種對環(huan)境溫(wen)、濕(shi)度(du)進行檢測的(de)(de)(de)(de)(de)傳感(gan)器(qi)(qi)。隨著(zhu)微(wei)處理器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)飛速(su)發展(zhan)，微(wei)處理器(qi)(qi)與傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)組合(he)應用推動了各個產(chan)業(ye)向智能化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)型，溫(wen)濕(shi)度(du)傳感(gan)器(qi)(qi)也在(zai)產(chan)業(ye)改革的(de)(de)(de)(de)(de)浪潮中(zhong)發揮著(zhu)重要的(de)(de)(de)(de)(de)作用，是(shi)各個產(chan)業(ye)邁向智能化(hua)必不可(ke)少的(de)(de)(de)(de)(de)核心元件。
例如，在智能家居應用中，溫濕度傳感器可以實時采集房間內的環境溫、濕度變化，通過傳感器內部電路將采集到的環境信息轉化為電信號向智能家居主控系統傳輸，再由主控系統判斷是否需要進行抽濕、加濕或調溫的操作，進而保證房間內的干濕平衡，為用戶提升更好的生活環境和生活質量。
除了智能家居(ju)外，在工(gong)業設(she)備、汽車、家用(yong)電器、醫(yi)療設(she)備等(deng)應用(yong)中也少(shao)不了溫濕(shi)(shi)度(du)傳感器的(de)身影，工(gong)作(zuo)環境溫、濕(shi)(shi)度(du)異常(chang)會嚴重影響設(she)備工(gong)作(zuo)的(de)穩定性與(yu)安全性，甚(shen)至會對(dui)設(she)備造成不可逆轉的(de)損害，縮短使用(yong)壽(shou)命。
各個(ge)產業(ye)向(xiang)數字化(hua)、自(zi)動(dong)化(hua)以(yi)及高(gao)度集(ji)成化(hua)的發(fa)展已是板上釘(ding)釘(ding)的事(shi)情，那么溫濕度傳感(gan)器(qi)未來又會朝哪個(ge)方向(xiang)發(fa)展呢？
溫濕度傳感器發展趨勢
高精度、數字化(hua)，數字化(hua)轉型已是各個產業發展的(de)(de)大方向，自然(ran)傳(chuan)感(gan)器也不(bu)例(li)外，數字化(hua)的(de)(de)溫(wen)濕度傳(chuan)感(gan)器有利(li)于提高軟硬件(jian)的(de)(de)適配(pei)性，通過軟硬件(jian)的(de)(de)配(pei)合，有利(li)于提升傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)采集精度、自動化(hua)能力(li)，進而提高設(she)備的(de)(de)整體工作效率。
微(wei)型、高度集(ji)成(cheng)化，隨著應用設備(bei)功能(neng)的(de)增(zeng)加，更(geng)多元器(qi)件的(de)引入，讓(rang)原(yuan)本就不富足(zu)的(de)設備(bei)內部空間愈發擁擠，因(yin)此(ci)傳感器(qi)向微(wei)型化、高度集(ji)成(cheng)化已是大勢所趨。
低功耗、無(wu)(wu)源化(hua)，不止于溫濕(shi)度傳感器，目前眾多傳感器都有著朝無(wu)(wu)源化(hua)的發展趨勢(shi)，隨(sui)著各類設備應用場景逐(zhu)漸向戶(hu)外拓展，無(wu)(wu)源傳感器更有利于提(ti)高(gao)設備的續航能(neng)力和電池的使用壽命(ming)。
TI超高精度、低功耗的溫濕度傳感器
此(ci)前，TI正式對外發布(bu)了一款可(ke)抵(di)御(yu)潮濕環境影響，滿足工業(ye)、汽車(che)應用的(de)超高精度(du)、低功耗溫濕度(du)傳感(gan)器HDC3020。該(gai)傳感(gan)器內置了抗(kang)污保護機制，可(ke)隨時應對不斷變化的(de)環境濕度(du)，以保證(zheng)設備應用的(de)可(ke)靠性。
圖源：HDC3020溫濕度傳(chuan)感器
據TI官方(fang)表(biao)示(shi)這款傳感(gan)器具有(you)超(chao)高的(de)(de)(de)檢測(ce)精度(du)(du)(du)和(he)可靠性(xing)，在極端條件下與同類型器件相比精度(du)(du)(du)漂(piao)移更低，并(bing)且保持長期(qi)性(xing)能的(de)(de)(de)一(yi)致性(xing)。每年相對濕度(du)(du)(du)精度(du)(du)(du)漂(piao)移能夠有(you)效控制在0.21%以內，即使連續工作十年檢測(ce)誤(wu)差(cha)精度(du)(du)(du)最多也(ye)(ye)僅僅只是下降(jiang)4%，與同類型傳感(gan)器誤(wu)差(cha)的(de)(de)(de)8%相比，誤(wu)差(cha)也(ye)(ye)降(jiang)低了(le)不(bu)少。對于汽車(che)、工業(ye)設(she)(she)備(bei)等工作壽命超(chao)過10年的(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)來說，較大的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)會(hui)在一(yi)定程度(du)(du)(du)上降(jiang)低設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)運行效率和(he)與設(she)(she)備(bei)預(yu)期(qi)的(de)(de)(de)使用年限。
圖源：測量精(jing)度隨使用年份的變化(hua)
上圖(tu)為HDC3020溫(wen)濕度(du)傳感(gan)器與同類型產(chan)品，隨工作(zuo)年份變(bian)化，相(xiang)對濕度(du)測量(liang)精度(du)漂移曲線(xian)圖(tu)。通(tong)過(guo)二者相(xiang)比(bi)，HDC3020溫(wen)濕度(du)傳感(gan)器的(de)起始漂移精度(du)比(bi)同類型產(chan)品更低，同時，HDC3020的(de)年增長率也相(xiang)對更低。
如此小的漂移精度主要得益于TI在該芯片上集成了精度漂移校正技術，該技術能有效應對傳感器自然老化、環境壓力或污染等各種應力造成的精度漂移問題。同時，還能消除傳感器在初始階段的較小的精度漂移問題，以此保證在各種工作環境下數據保存的完整性，提高應用該傳感器載體運行的可靠性。
在(zai)產品細(xi)節方面(mian)，該(gai)傳感(gan)器具(ju)有濕(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)與(yu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)兩種檢測功(gong)能，相對濕(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)測量精(jing)度(du)(du)(du)(du)為1.5%RH，溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)測量精(jing)度(du)(du)(du)(du)為0.1℃，工(gong)(gong)(gong)作電壓(ya)(ya)實現(xian)了1.62V至5.5的(de)(de)覆蓋，較寬(kuan)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作電壓(ya)(ya)有利于提(ti)高該(gai)傳感(gan)器的(de)(de)應用(yong)覆蓋率，滿(man)足(zu)不同電壓(ya)(ya)的(de)(de)應用(yong)需(xu)求。同時(shi)，HDC3020還(huan)可(ke)在(zai)－40℃至125℃、10%RH至90%RH等(deng)極端溫(wen)(wen)(wen)濕(shi)(shi)環境下(xia)保證工(gong)(gong)(gong)作的(de)(de)穩定性，可(ke)滿(man)足(zu)汽車、工(gong)(gong)(gong)業設(she)備等(deng)高溫(wen)(wen)(wen)高濕(shi)(shi)或低溫(wen)(wen)(wen)干燥應用(yong)場景(jing)使用(yong)需(xu)求。
Sensirion數字溫濕度傳感器
上月(yue)，Sensirion正式向市場推出了適用(yong)于工業應用(yong)的數字溫(wen)濕度傳感(gan)器SHT4xI系列(lie)，該系列(lie)傳感(gan)器是Sensirion第(di)四代產品，主(zhu)要(yao)由SHT40I和SHT41I組成。
圖源：Sensirion
該系列傳感器均采用了經過(guo)驗證的CMOSens技術(shu)，以及無(wu)縫集成的堅固外殼(ke)。非常適用于工業應用中的惡劣條件下(xia)進行溫濕度測量。同時片(pian)上還集成了可變功率加(jia)熱功能，以保(bao)證在極端天(tian)氣環(huan)境下(xia)設備的正常運(yun)轉。
為提(ti)高傳感(gan)器的(de)測(ce)量精(jing)(jing)度(du)，Sensirion還為該系列傳感(gan)器加入(ru)了I2C快速模式Plus接口，通過(guo)該接口可對傳感(gan)器進行測(ce)量精(jing)(jing)度(du)校準，提(ti)高測(ce)量精(jing)(jing)度(du)，以保證應(ying)用(yong)(yong)載體(ti)中長期(qi)工作的(de)可靠性和更長的(de)使用(yong)(yong)周期(qi)。
在(zai)產品細節方面，該(gai)系(xi)列傳感器的(de)相對(dui)濕(shi)度(du)(du)測(ce)(ce)量精(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)(du)為5%RH，溫(wen)度(du)(du)測(ce)(ce)量精(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)(du)為0.2℃，與TI HDC3020的(de)測(ce)(ce)量精(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)(du)相比略遜一籌。同時該(gai)系(xi)列傳感器可適用于相對(dui)濕(shi)度(du)(du)在(zai)0%RH至100%RH，溫(wen)度(du)(du)在(zai)－40℃至125℃的(de)工(gong)作環境。不過(guo)SHT40I在(zai)端(duan)干燥或(huo)潮濕(shi)的(de)情況(kuang)下，會(hui)出現最高8%RH的(de)精(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)(du)漂移，在(zai)極端(duan)溫(wen)度(du)(du)的(de)情況(kuang)下會(hui)出現1℃的(de)精(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)(du)漂移，SHT41I檢測(ce)(ce)精(jing)(jing)(jing)(jing)度(du)(du)受(shou)溫(wen)濕(shi)度(du)(du)影(ying)響較小。
結語
在選擇溫濕度(du)(du)傳感器時(shi)不僅(jin)要考(kao)慮傳感器測量(liang)的(de)(de)精(jing)度(du)(du)問(wen)題(ti)，還(huan)要看(kan)傳感器長時(shi)間使用(yong)時(shi)精(jing)度(du)(du)漂移幅度(du)(du)大小(xiao)以及受(shou)環境影響的(de)(de)問(wen)題(ti)，同時(shi)還(huan)要考(kao)慮傳感器是(shi)否有精(jing)度(du)(du)漂移校正功能(neng)。在如(ru)汽車工業設(she)備(bei)等(deng)使用(yong)周期長的(de)(de)設(she)備(bei)中，漂移校正功能(neng)尤為重要，不僅(jin)保證了傳感器長期性能(neng)的(de)(de)一致性，在一定程(cheng)度(du)(du)上還(huan)降低了設(she)備(bei)的(de)(de)維護成本和延長使用(yong)壽命。
