溫濕度傳感(gan)器是一(yi)種對環境溫、濕度進行檢測的(de)(de)(de)傳感(gan)器。隨著微處(chu)理器的(de)(de)(de)飛(fei)速發展，微處(chu)理器與傳感(gan)器的(de)(de)(de)組合應用推動了各(ge)(ge)個產(chan)業(ye)向智(zhi)能化的(de)(de)(de)轉型，溫濕度傳感(gan)器也(ye)在產(chan)業(ye)改革(ge)的(de)(de)(de)浪潮中(zhong)發揮著重要的(de)(de)(de)作用，是各(ge)(ge)個產(chan)業(ye)邁(mai)向智(zhi)能化必(bi)不可少的(de)(de)(de)核心元(yuan)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(neng)家居(ju)外，在工業(ye)設備、汽車、家用電器(qi)、醫(yi)療(liao)設備等應(ying)用中也少不(bu)了溫濕(shi)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)身(shen)影，工作環境(jing)溫、濕(shi)度(du)異常會(hui)嚴重影響設備工作的(de)穩定性與安全性，甚至(zhi)會(hui)對設備造成不(bu)可逆轉的(de)損害，縮短(duan)使用壽命。
各個產業向(xiang)(xiang)數字化(hua)、自動化(hua)以及高度集成(cheng)化(hua)的發(fa)展已是板(ban)上釘釘的事情，那么溫濕度傳感(gan)器未來(lai)又會(hui)朝哪(na)個方向(xiang)(xiang)發(fa)展呢(ni)？
溫濕度傳感器發展趨勢
高(gao)精(jing)度、數(shu)(shu)字(zi)化，數(shu)(shu)字(zi)化轉型已(yi)是(shi)各個產業發展(zhan)的(de)(de)大方向(xiang)，自(zi)然(ran)傳感器(qi)也(ye)不例外，數(shu)(shu)字(zi)化的(de)(de)溫濕度傳感器(qi)有利(li)(li)于(yu)提(ti)高(gao)軟硬件的(de)(de)適配(pei)性，通過軟硬件的(de)(de)配(pei)合，有利(li)(li)于(yu)提(ti)升傳感器(qi)的(de)(de)采集精(jing)度、自(zi)動(dong)化能力(li)，進而(er)提(ti)高(gao)設(she)備的(de)(de)整(zheng)體工作效率(lv)。
微型(xing)、高度(du)集成化，隨著應用設備(bei)功能的(de)增加，更(geng)多元(yuan)器件(jian)的(de)引入，讓原本(ben)就不(bu)富(fu)足的(de)設備(bei)內部空間愈發擁擠，因此(ci)傳(chuan)感器向微型(xing)化、高度(du)集成化已(yi)是大勢所(suo)趨(qu)。
低功耗、無源(yuan)(yuan)化(hua)，不止于溫濕度傳(chuan)感器(qi)，目前(qian)眾多傳(chuan)感器(qi)都有著(zhu)朝(chao)無源(yuan)(yuan)化(hua)的發展趨勢(shi)，隨著(zhu)各(ge)類(lei)設備應用場景逐(zhu)漸(jian)向戶(hu)外拓展，無源(yuan)(yuan)傳(chuan)感器(qi)更有利于提高設備的續航能力和電池(chi)的使(shi)用壽命。
TI超高精度、低功耗的溫濕度傳感器
此前，TI正式對(dui)外(wai)發布了一(yi)款(kuan)可抵御(yu)潮濕(shi)環境影(ying)響，滿(man)足工業、汽車應用的(de)超高精度、低功(gong)耗溫濕(shi)度傳感器(qi)(qi)HDC3020。該傳感器(qi)(qi)內置了抗污(wu)保(bao)護機制，可隨時(shi)應對(dui)不斷變化的(de)環境濕(shi)度，以保(bao)證設(she)備應用的(de)可靠性(xing)。
圖源(yuan)：HDC3020溫(wen)濕度傳感器
據TI官(guan)方(fang)表(biao)示這款(kuan)傳(chuan)(chuan)感(gan)器具有超高的檢(jian)(jian)測(ce)精(jing)(jing)度和可靠性(xing)，在極端條件下與(yu)同類(lei)型器件相(xiang)比精(jing)(jing)度漂(piao)(piao)移更低(di)(di)，并且保持(chi)長期性(xing)能的一致性(xing)。每年(nian)相(xiang)對濕度精(jing)(jing)度漂(piao)(piao)移能夠有效控制在0.21%以內，即使連續工(gong)作(zuo)(zuo)十年(nian)檢(jian)(jian)測(ce)誤(wu)差精(jing)(jing)度最多也僅僅只(zhi)是下降4%，與(yu)同類(lei)型傳(chuan)(chuan)感(gan)器誤(wu)差的8%相(xiang)比，誤(wu)差也降低(di)(di)了不少。對于汽(qi)車、工(gong)業設(she)備等工(gong)作(zuo)(zuo)壽命(ming)超過(guo)10年(nian)的設(she)備來說，較(jiao)大的測(ce)量誤(wu)差會(hui)在一定程度上降低(di)(di)設(she)備的運行效率和與(yu)設(she)備預期的使用年(nian)限。
圖源：測量精度隨使用年份的變化
上圖為HDC3020溫(wen)濕(shi)度(du)傳感(gan)器(qi)與同(tong)類型產品(pin)，隨工作年(nian)份(fen)變化，相對濕(shi)度(du)測量精度(du)漂(piao)移曲線圖。通過(guo)二者(zhe)相比(bi)，HDC3020溫(wen)濕(shi)度(du)傳感(gan)器(qi)的起始漂(piao)移精度(du)比(bi)同(tong)類型產品(pin)更低，同(tong)時，HDC3020的年(nian)增(zeng)長率也相對更低。
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。
在產品細節方面(mian)，該(gai)傳感(gan)器具(ju)有(you)濕(shi)度與溫(wen)度兩種檢測功能，相(xiang)對濕(shi)度測量精度為(wei)1.5%RH，溫(wen)度測量精度為(wei)0.1℃，工作(zuo)(zuo)電壓實(shi)現了1.62V至5.5的(de)(de)覆蓋，較寬的(de)(de)工作(zuo)(zuo)電壓有(you)利(li)于提高(gao)該(gai)傳感(gan)器的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)覆蓋率(lv)，滿(man)(man)足不同電壓的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)需(xu)求。同時，HDC3020還可(ke)在－40℃至125℃、10%RH至90%RH等極端溫(wen)濕(shi)環境下保證工作(zuo)(zuo)的(de)(de)穩定性，可(ke)滿(man)(man)足汽(qi)車、工業設備等高(gao)溫(wen)高(gao)濕(shi)或低溫(wen)干燥應(ying)用(yong)(yong)場景(jing)使用(yong)(yong)需(xu)求。
Sensirion數字溫濕度傳感器
上(shang)月，Sensirion正式向市場推出了(le)適(shi)用于工業應(ying)用的數字溫濕(shi)度傳(chuan)感器(qi)SHT4xI系列(lie)，該系列(lie)傳(chuan)感器(qi)是Sensirion第四代產(chan)品(pin)，主要由SHT40I和(he)SHT41I組(zu)成。
圖源：Sensirion
該(gai)系列傳感器均采用(yong)(yong)了(le)經過驗證的(de)CMOSens技術(shu)，以及(ji)無縫(feng)集成的(de)堅(jian)固外殼。非(fei)常(chang)適用(yong)(yong)于工業(ye)應用(yong)(yong)中的(de)惡劣條件下進行溫(wen)濕度(du)測(ce)量。同時片上還(huan)集成了(le)可變(bian)功(gong)率加熱功(gong)能(neng)，以保證在極端天氣環境下設備的(de)正常(chang)運轉。
為提(ti)高傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)測(ce)(ce)量(liang)精(jing)(jing)度，Sensirion還(huan)為該系列傳(chuan)(chuan)感器(qi)加入了(le)I2C快速模式Plus接口，通過該接口可(ke)對傳(chuan)(chuan)感器(qi)進(jin)行(xing)測(ce)(ce)量(liang)精(jing)(jing)度校準，提(ti)高測(ce)(ce)量(liang)精(jing)(jing)度，以(yi)保證應用(yong)載體中長期(qi)工作的(de)可(ke)靠性和更長的(de)使(shi)用(yong)周(zhou)期(qi)。
在(zai)產品細節方面，該系列(lie)傳感(gan)器的(de)相(xiang)(xiang)對濕(shi)度(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)精度(du)為(wei)5%RH，溫(wen)度(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)精度(du)為(wei)0.2℃，與TI HDC3020的(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)精度(du)相(xiang)(xiang)比略遜一籌。同(tong)時該系列(lie)傳感(gan)器可適(shi)用于相(xiang)(xiang)對濕(shi)度(du)在(zai)0%RH至100%RH，溫(wen)度(du)在(zai)－40℃至125℃的(de)工作環境(jing)。不過SHT40I在(zai)端(duan)干燥或潮濕(shi)的(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)，會出(chu)現最高8%RH的(de)精度(du)漂(piao)移(yi)(yi)，在(zai)極端(duan)溫(wen)度(du)的(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)會出(chu)現1℃的(de)精度(du)漂(piao)移(yi)(yi)，SHT41I檢測(ce)(ce)(ce)精度(du)受溫(wen)濕(shi)度(du)影響較小。
結語
在(zai)選擇溫濕度(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)時(shi)不僅要(yao)考慮傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)測量的(de)精(jing)(jing)度(du)問題，還要(yao)看傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)長(chang)時(shi)間使(shi)用時(shi)精(jing)(jing)度(du)漂(piao)移幅度(du)大小(xiao)以及(ji)受環境影(ying)響(xiang)的(de)問題，同時(shi)還要(yao)考慮傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)是否有精(jing)(jing)度(du)漂(piao)移校(xiao)正(zheng)功(gong)能(neng)。在(zai)如汽車工業設備(bei)等(deng)使(shi)用周期長(chang)的(de)設備(bei)中，漂(piao)移校(xiao)正(zheng)功(gong)能(neng)尤為重要(yao)，不僅保證了傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)長(chang)期性能(neng)的(de)一(yi)致性，在(zai)一(yi)定程度(du)上(shang)還降低了設備(bei)的(de)維(wei)護成本和延長(chang)使(shi)用壽(shou)命。
