数字温湿度传感器技术手册

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1、 盛思锐贸易（深圳）有限公司 Tel: 0755-82521500 Fax:0755-82521580 Version 4.1 September 2008 1/11 Datasheet SHT1x (SHT10, SHT11, SHT15) 数字温湿度传感器 完全标定 数字信号输出 低功耗 卓越的长期稳定性 SMD 封装 适于回流焊接 外形尺寸外形尺寸 图1 SHT1x 传感器尺寸（1mm=0.039inch),“11”表示该传感 器型号为SHT11。 外部接口：1：GND, 2: DATA, 3: SCK, 4: VDD 传感器芯片传感器芯片 此说明书适用于SHT1x-V4。SHT1x-V

2、4 是第四代硅 传感芯片，除了湿度、温度敏感元件以外，还包括 一个放大器，A/D 转换器，OTP 内存和数字接口。 第四代传感器在其顶部印有产品批次号，以字母及 数字表示，如“A5Z”，见图1。 材质材质 传感器的核心为CMOS芯片，外围材料顶层采用环氧 LCP ，底层为FR4。传感器符合ROHS 和 WEEE 标准，因此不含Pb, Cd, Hg, Cr(6+), PBB, PBDE。 实验包实验包 如要进行直接的传感器测量，传感器性能检验或者 温湿度实验，客户可选用 EK-H2，其中包括传感器 和与电脑配套的软、硬件。 如需进行更复杂的，要求更高的测量，可选用 EK- H3。它可以同时进行

3、20 个点的温湿度测量。 产品概述产品概述 SHT1x (包括 SHT10, SHT11 和 SHT15) 属于 Sensirion温湿度传感器家族中的贴片封装系列。 传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微 型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器 采用专利的CMOSens 技术，确保产品具有极高 的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个 电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成 的测温元件，并在同一芯片上，与14 位的A/D 转 换器以及串行接口电路实现无缝连接。因此，该产 品具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价 比高等优点。 每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标

4、定，校准系数以程序形式储存在OTP 内存中，用 于内部的信号校准。两线制的串行接口与内部的电 压调整，使外围系统集成变得快速而简单。微小的 体积、极低的功耗，使SHT1x 成为各类应用的首 选。 SHT1X 提供表贴LCC 封装，可以使用标准回流焊 接。同样性能的传感器还有插针型封装 （SHT7X ）和柔性PCB封装（SHTA1）。 A5Z 1 2 NC NC NC NC NC NC 3.3 0.1 4.93 0.05 2.0 0.1 1.5 0.1 7.47 0.05 4.2 0.1 1.27 0.05 1.83 0.05 5.2 0.2 0.6 0.1 sensor opening 2.5

5、 0.1 0.8 0.1 3 4 11 0.95 0.1 1.5 0.2 2.6 MAX 2.2 MAX Datasheet SHT1x 盛思锐贸易（深圳）有限公司 Tel: 0755-82521500 Fax:0755-82521580 Version 4.1 September 2008 2/11 传感器性能传感器性能 相对湿度相对湿度123 参数 条件 min typ max 单位 分辨率 1 0.4 0.05 0.05 %RH 8 12 12 bit 精度 2 SHT10 典型值 4.5 %RH 最大值 见图 2 精度 2 SHT11 典型值 3.0 %RH 最大值 参见图 2 精度

6、2 SHT15 典型值 2.0 %RH 最大值 参见图 2 重复性 0.1 %RH 互换性 可完全互换 迟滞 1 %RH 非线性 原始数据 3 %RH 线性化后 1 %RH 响应时间 3 (63%) 8 s 工作范围 0 100 %RH 漂移 4 常规 0.5 %RH/yr SHT11 SHT15 SHT10 0 2 4 6 8 10 0102030405060708090100 Relative Humidity (%RH) RH (%RH) 图图 2: 25C 时每种型号传感器的相对湿度最大误差 电气特性电气特性 参数 条件 min typ max 单位 供电电压 2.4 3.3 5.5

7、V 功耗 5 休眠状态 2 5 W 测量状态 3 mW 平均 150 W 通讯 2线制数字接口, 参见通讯 存储条件 10 50C (0 125C peak), 20 60%RH 1 传感器默认测量分辨率为温度 14 位，湿度 12 位。可以通过给状态寄存 器发送命令将其降低为温度 12位，湿度 8位。 2 此精度为出厂检验时，传感器在 25C (77F) 和 3.3V. 条件下测试的精度 指标，其不包括迟滞和非线性。 3 在25和1m/s 气流的条件下，达到一阶响应63%所需要的时 间。 温度温度45 参数 条件 min typ max 单位 分辨率 1 0.04 0.01 0.01 C 1

8、2 14 14 bit 精度 2 SHT10 典型值 0.5 C 最大值 参见图 3 精度 2 SHT11 典型值 0.4 C 最大值 参见图 3 精度 2 SHT15 典型值 0.3 C 最大值 参见图 3 重复性 0.1 C 互换性 可完全互换 工作范围 -40 123.8 C -40 254.9 F 响应时间6 (63%) 5 30 s 漂移 0.04 C/yr SHT11 SHT15 SHT10 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 -40-20020406080100 Temperature (C) T (C) 图图 3: 每种型号传感器的温度最大误差每种型号传感器

9、的温度最大误差 包装包装 4 在挥发性有机混合物中数值可能会高一些。见说明书1.3。 5 此数值为 VDD=5.5V 在温度为 25C时, 12bit 测量，1次/秒条件下 的平均值 6 响应时间取决于传感器底层的热容和热阻。 传感器型号 包装 数量 订货号 SHT10 条带和卷轴 2000 1-100218-04 SHT11 条带和卷轴 100 1-100051-04 条带和卷轴 400 1-100098-04 条带和卷轴 2000 1-100524-04 SHT15 条带和卷轴 100 1-100085-04 条带和卷轴 400 1-100093-04 盛思锐贸易（深圳）有限公司 Tel:

10、 0755-82521500 Fax:0755-82521580 Version 4.1 September 2008 3/11 SHT1x用户指南用户指南 1 应用信息应用信息 1.1 工作条件工作条件 传感器在建议的工作条件下性能正常，请参阅图 4。超出建议的工作范围可能导致信号暂时性漂移 （60 小时后漂移+3%RH）。当恢复到正常工作条 件后，传感器会缓慢自恢复到校正状态。可参阅 1.4 小节的“恢复处理”以加速恢复进程。在非正 常条件下的长时间使用，会加速产品的老化。 Max. Range Normal Range 0 20 40 60 80 100 -40-200204060801

11、00120 Temperature (C) Relative Humidity (%) 图图 4: 工作条件 1.2 焊接说明焊接说明 可以使用标准的回流焊炉对SHT1x 进行焊接。传感 器完全符合IPC/JEDEC J-STD-020C 焊接标准，在 最高260温度下，接触时间应小于40 秒。 图图 5 ：JEDEC 标准的焊接过程图，Tp=260,tp40sec， 无铅焊接。TL220,tl150sec，焊接时温度上升和下降的 速度应小于5/sec。 在蒸气回流焊炉中条件为TP233,tp75%RH的环境 下存放至少12小时，以保证聚合物的重新水合。否 则将导致传感器读数的漂移。 不论在哪

12、种情况下，无论是手动焊接还是回流焊 结，在焊接后都不允许冲洗电路板。所以建议客户 使用“免洗”型焊锡膏。如果将传感器应用于腐蚀 性气体中，引脚焊盘与PCB 都需要被封装起来以避 免接触不良或短路。 对于SHT1X 的引脚排列，建议使用图7 的尺寸。传 感器衬底外镀30m 的铜，5m 的镍和0.1m 的金。 图图 6: Rear side electrodes of sensor, view from top side. 图图 7: 推荐 SHT1x引脚尺寸. 单位 mm. 1.3 存储条件与操作说明存储条件与操作说明 湿度传感器不是普通的电子元器件，需要仔细防 护，这一点用户必须重视。长期暴露

13、在高浓度的化 学蒸汽中将会致使传感器的读数产生漂移。 因此建议将传感器存放于原包装包括封装的ESD 包 内，并且符合以下条件：温度范围10-50（在 有限时间内0-125）；湿度为20-60%RH（没有 ESD 封装的传感器）。若传感器没有原包装，则需 要存放在PE-HD 8的ESD袋中。 1.27 1.97 0.80 1.38 2.47 1.07 0.60 1.27 1.27 7.47 0.8 3.48 0.47 4.61 1.27 1.81.8 7.08 No copper in this field 1.27 1.27 7.50 Temperature Time tP TP TL TS

14、(max) tL preheatingcritical zone Datasheet SHT1x 盛思锐贸易（深圳）有限公司 Tel: 0755-82521500 Fax:0755-82521580 Version 4.1 September 2008 4/11 在生产和运输过程中，要保证传感器远离高浓度的 化学溶剂。要避免使用挥发性胶水、粘性胶带、不 干胶贴纸，或具有挥发性的包装材料，如发泡塑料 袋、泡沫塑料等。生产场合需要保持通风。 详细信息请参考“操作说明”或联系我们。 1.4 恢复处理恢复处理 暴露在极端工作条件或化学蒸汽中的传感器，可通 过如下处理，使其恢复到校准状态。 烘干：在10

15、0-105 和75%RH 的湿度条件下保 持12 小时9。 1.5 温度影响温度影响 气体的相对湿度，在很大程度上依赖于温度。因此 在测量湿度时，应尽可能保证所有测量同一湿度的 传感器在同一温度下工作。在做测试时，应保证被 测试的传感器和参考传感器在同样的温度下，然后 比较湿度的读数。 如果SHT1x与易发热的电子元件在同一个印刷线路 板上，在设计电路时应采取措施尽可能将热传递的 影响减小到最小。如：保持外壳的良好通风， SHT1x与印刷电路板其它部分的铜镀层应尽可能最 小，或在两者之间留出一道缝隙。（见图8） 图图 8: SHT1x俯视图，PCB板的开口可避免导热 此外，如果测量频率过高则会导致传感器自身发 热，详细信息请参考3.3 节。 8例如，3M防静电包，“1910”带拉链 975%RH 的湿度场可以很便利的由NaCl 饱和盐溶液制得， 100-105对应于212-221，20-30对应于68-86。 1.6 光线光线 SHT1x 不受光线影响。但长时间暴露在太阳光下或 强烈的紫外线辐射中，会使外壳老化。 1.7 保护膜保护膜 SHT1x 的敏感元件部位直接与空气接触，没有保 护膜。如果