Senzor de umiditate și de temperatură SHT 11

1. Introducere

Acest circuit conţine doi microsenzori pentru măsurarea umidităţii relative (RH) şi a temperaturii. Fiecare senzor este calibrat cu ajutorul unei camere de umiditate/temperatură, coeficienţii de calibrare sunt înregistraţi într-o memorie. Aceşti coeficienţi vor fi utilizaţi intern, pe durata măsurării, în vederea calibrării semnalului de ieşire. Semnalele de ieşire ale senzorilor sunt convertiţi analog numeric cu ajutorul unui CAN de 14 biţi. Circuitul este prevăzut cu o interfaţă numerică serială care permite comunicaţia prin doi pini: SCK – intrare de tact, DATA – pin bidirecţional pentru vehicularea datelor. Alimentarea circuitului se realizează prin pinii GND (masa) şi VDD (2.4  5.5V). Domenii de aplicaţii: automatizări, instrumentaţie, încălzire, ventilaţie şi condiţionarea aerului (HVAC – heating, ventilation and air conditioning), aparatură portabilă, etc. Schema bloc a circuitului este prezentată în figura 1.

Principalii parametrii metrologici ai circuitului sunt daţi în tabelele I (pentru măsurarea umidităţii) şi II (pentru măsurarea temperaturii).

Parametrii prezentaţi în tabelele I şi II corespund domeniului normal de operare (vezi figura 16, precizia RH este dată la temperatura de 25 0C.

(2) Nu este inclusă neliniaritatea.

(5) Valoarea minimă - după compensare, valoarea maximă - înainte de compensare.

2. Calcularea umidităţii, temperaturii şi a punctului de rouă

Considerăm SORH - codul numeric generat de senzor pentru RH şi SOT - codul numeric corespunzător temperaturii. RH se poate măsura cu o rezoluţie de 12 sau 8 biţi, temperatura se poate măsura cu o rezoluţie de 14 sau 12 biţi. Dependenţa dintre RH şi SORH este neliniară, vezi figura 3. Determinarea umidităţii se realizează cu relaţia (1). Dacă temperatura diferă cu mult fată de 25 0C atunci trebuie efectuată corecţia cu ajutorul relaţiei (2).

(1)

unde: c1 = -4, c2 = 0.0405, c3 = -2.810-6 pentru SORH reprezentat pe 12 biţi şi c1 = -4, c2 = 0.648, c3 = -7.210-4 pentru SORH reprezentat pe 8 biţi.

(2)

unde: t1 = 0.01, t2 = 0.00008 pentru SORH reprezentat pe 12 biţi şi t1 = 0.01, t2 = 0.00128 pentru SORH reprezentat pe 8 biţi, T este temperatura măsurată în 0C. Corecţia cu relaţia (2) este echivalentă cu 0,12RH/0C pentru RH = 50%.

Utilizarea relaţiei (1) şi eventual (2) presupune efectuarea operaţiilor în virgulă mobilă. Simplificarea calculelor, dar cu preţul creşterii erorii de determinare a RH, se poate realiza prin utilizarea relaţiilor (3) sau (4). În aceste cazuri SORH este exprimat pe 8 biţi, relaţii similare se obţin pentru cazuri SORH este exprimat pe 12 biţi.

(3)

unde c1 = c2 = 0.5.

(4)