数字式温湿度传感器sht15及其应用

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1、新器件新技术NEWPRODUCT&TECH※数字式温湿度传感器SHT15及其应用■黑龙江八一农垦大学李敏孟臣TMSHT15是基于CMOSens技术的单片全校准数字式温湿度传感器。该传感器具有高精度、高集成度、2小体积、全互换、反应迅速、低功耗等特点。其工业标准IC总线便于和嵌入式系统接口。文中详摘要细阐述传感器的性能特点、接口时序与命令，并给出该传感器应用于嵌入式系统的接口电路与应用程序。2关键词CMOSensIC总线数字式温湿度传感器嵌入式系统2引言传感器可以直接通过IC总线与任何种类微处理器、微控制器系统接口，从而减少

2、了传感器接口开发时间及温湿度的测量在仓储管理、生产制造、气象观测、降低了硬件成本。此点对嵌入式系统具有重要意义。科学研究及日常生活中被广泛应用；但是湿度的测量却较麻烦，需设计信号调理电路并经过复杂的校准标定过1性能特点程，且测量精度也往往难以得到保证。其原因是由于湿SHT15传感器是一款由多个传感器模块组成的单片敏元件在非线性、稳定性、可靠性、互换性等方面很难全校准数字输出相对湿度和温度的传感器。它采用了特均衡，这就给嵌入式系统中的温湿度测控应用造成诸多有的工业级CMOS技术，保证了极高的可靠性和卓越的不便。而瑞士Sens

3、irion公司推出的新一代基于CMOSens长期稳定性。整个芯片包括校准的相对温度和湿度传感技术的SHT15温湿度传感器，则巧妙地将CMOS芯片技器，它们与1个14位的A/D转换器相连；此外还有1个术与传感器技术结合起来。2IC总线串行接口电路，每一个传感器都是在极为精确首先，具有不同保护下的“微型结构”检测电极系的湿度室中进行校准。校准系数预先存在OTP内存中。统与聚合物覆盖层组成了传感器芯片的电容，除保持电在测量校准的全过程都要用到这些系数。SHT15传感器容式湿敏器件的原有特性外，还可抵御来自外界的影响的特点如下：而

4、对传感器进行保护。即使将传感器浸入到液体中也不◇全校准数字输出，相对温度、湿度传感器；会对传感器造成损害，同时还将温度传感器与湿度传感◇温度值分辨率为14位，湿度值分辨率为12位，可器结合在一起构成了一个单一的个体。这就可使测量精编程降至12位和8位；度提高并且可以精确得出露点值，而不会产生由于温度◇具有露点计算输出功能；与湿度传感器之间随温度梯度变化而引起的误差。◇无需外围元件；其次，将传感器元件、信号放大器、模/数转换器、◇小体积（7mm×5mm×3mm），可表面贴装；2校准数据存储器、IC总线等外围调理电路，全部与温

5、◇卓越的长期稳定性；2湿度传感器集成在了一个只有几mm的芯片上，因此，◇自动断电功能；其优势是显而易见的。由于传感器与信号放大器合为一◇工业标准I2C总线；体，不仅使信号强度增加、抗干扰性能增强，且长期稳◇可靠的CRC传输校验。定性也得到了保证；集成在一起的模/数转换器，可降SHT15数字式温湿度传感器的性能指标见表1。低系统的噪声干扰。尤为重要的是每一只传感器芯片内SHT15可通过I2C总线直接输出数字量湿度值，其相装载的针对该芯片传感器的校准数据，保证了每一只湿对湿度数字输出特性曲线如图1所示。度传感器输出的一致性，使

6、得湿度传感器可以100%地SHT15封装形式为SMD(LCC)贴片封装。引脚GND为互换；同时还具有反应迅速（4sat1/e）、高精度（±接地端；DATA为双向串行数据线；SCK为串行时钟输2%）、低功耗的特点。入；VDD为0.4～5.5V电源端。302003.11NEWPRODUCT&TECH新器件新技术(1)湿度变换表1SHT15传感器性能指示参数条件最小值典型值最大值单位由图1数字输出特性曲线可以看出，SHT15的输出供电电压-2.45.05.5V特性呈一定的非线性。为了补偿湿度传感器的非线性测量-550-μA以获取

7、准确数据，可按如下公式修正湿度值：供电电流平均228-μA2RH=c＋c·SO＋c·SO。linear12RH3RH睡眠-0.31μA式中SO为传感器相对湿度测量值，系数取值为RH湿度12位SO：c=-4，c=0.0405，c=-2.8×10-6。RH1230.50.030.03%RH8位SO：c=-4，c=0.648，c=-7.2×10-4。分辨率-RH12381212bit上述公式对嵌入式系统而言计算量较大。为了避重复性--±0.1-%RH免复杂的计算工作量，可根据系统要求的测量精度分精确度0~90%RH±2%RH-别

8、采用以下小计算量修正算法。非线性10~90%RH-±3-%RH①线性。当系统对湿度测量精度要求不高时，可范围-0-100%RH采用以下线性计算公式：反应时间1/e(63%)-4-sRH=c＋c·SO。滞后时间--±1-%RHsimple12RH这里c=0.5；c=0.5。稳定性典型-<1-%RH12②2