传感技术:集成湿度传感器IH3605及其应用

摘要：集成湿度传感器IH3605在片内可完成信号的调整，且精度高，线性好。本文介绍了它的性能及结构特点，并给出了IH3605的典型应用实例。
关键词：湿度传感器；集成电路； IH3605

湿度测量在工业生产的诸多领域得到广泛的应用，HONEYWELL公司生产的集成湿度传感器IH3605采用集成电路技术，可在集成电路内部完成对信号的调整。由于其具有精度高、线性好、互换性强等诸多优点，因此得到广泛的应用。

1. IH3605结构及引脚介绍
    由于IH3605内部的两个热化聚合体层之间形成的平板电容器电容量的大小可随湿度的不同发生变化，从而可完成对湿度信号的采集。热化聚合体层同时具有防御污垢、灰尘、油及其它有害物质的功能。IH3605的结构及引脚定义分别如图1和2所示。IH3605采用SIP封装形.

2. IH3605的主要技术指标
　　              ●电源电压：4～5.8V；
　　●供电电流： 200μA（5VDC）；
　　●湿度范围：0～100％RH
　　●精度：±2％RH（0～100％RH、25℃、V=5VDC）；
　　●互换性：±5％RH（0～60％RH）;±8％RH（90％RH）；
　　●线性度：±0.5％RH（典型）；
　　●重复性：±0.5％RH；
　　●稳定度：±1％RH（50％RH 、5年内）；
　　●响应时间：15s（25℃及空气缓慢流动环境下）；
　　●工作温度：－40℃～85℃；

3. IH3605的电压输出特性
    IH3605的输出电压是供电电压、湿度及温度的函数。电源电压升高，输出电压将成比例升高，在实际应用中，通过以下两个步骤可计算出实际的相对湿度值。
　(1)首先根据下述计算公式，计算出25℃温度条件下相对湿度值RH0。
　　 VOUT=VDC(0.0062RH0＋0.16)
　　其中VOUT为IH3605的电压输出值，VDC为IH3605的供电电压值，RH0为25℃时的相对湿度值。
　　(2) 进行温度补偿，计算出当前温度下的实际相对湿度值RH。
　　RH=RH0/（1.0546－0.00216t)
　其中RH为实际的相对湿度值，t为当前的温度值，单位为℃
　　IH3605的输出电压与相对湿度的关系曲线如图3所示。

4. 典型应用
    由于IH3605的输出电压较高且线性较好，因此电路无需进行信号放大及信号调整。可以将IH3605的输出信号直接接到A/D转换器上，完成模拟量到数字量的转换。由于IH3605的输出信号范围为0.8～3.9V（25℃时），所以在选择A/D转换器时应选择具有设定最小值和最大值功能的A/D转换器（比如TLC1549）。

    IH3605的典型应用电路如图4所示，其核心器件采用AT89C2051单片机，A/D转换器采用TI公司的TLC1549十位串行A/D转换器，R1、R2、R6设定A/D转换器的最大输入电压，R3、R4、R7设置A/D转换器的最小输入电压，温度探头D2采用DALLAS公司的全数字式测温集成电路DS1820，由P10口读入温度值，在单片机内将读到的湿度值进行温度校正，得到实际的相对湿度值。

    该电路图无显示及通讯部分，读者可根据自己的需要，增加相关电路。

5. 应用注意事项
    带CP后缀的器件，出厂时给出了25℃环境下的标定值，用户在使用时可根据标定值，计算该传感器的最大输出电压和最小输出电压，并在电路中进行设置。
    该器件对ESD较为敏感，为防止器件损坏，应采取相应的ESD防护措施。在使用时要防止强光直接照射传感器。