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Winziger Feuchte- und Temperatursensor

Kritische Umweltdaten sicher erfassen


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Anforderungen an einen Feuchtesensor

Obwohl die genaue Messung von Luftfeuchtigkeit und Temperatur in so vielen Anwendungen entscheidend ist, schränken die Designanforderungen die Möglichkeiten der Entwickler ein, auf einfache Weise effektive Lösungen zu entwickeln. Neben dem Bedarf an hoher Genauigkeit mit sehr geringer Langzeitdrift erfordern viele Anwendungen Sensoren, die eine schnelle Messung und einen stromsparenden Betrieb bei minimalem Platzbedarf bieten, was eine einfachere Platzierung des Sensors am idealen Messpunkt ermöglicht, sei es in einem HLK-Humidostat, einer CPAP-Feuchteregelungseinheit oder einem Präzisions-Umgebungsüberwachungssystem. Der digitale Feuchte- und Temperatursensor HTU31D von TE Connectivity erfüllt die Anforderungen einer wachsenden Liste von Anwendungen, die auf genaue Daten angewiesen sind.

Eine Lösung für kritische Messanforderungen

Mit seinem geringen Platzbedarf und seiner hohen Genauigkeit ist der HTU31D für Anwendungen optimiert, die von Verbraucherprodukten bis hin zu medizinischen und professionellen Überwachungssystemen reichen. Er wird in einem 6-Pin-Gehäuse mit den Abmessungen 2,5 x 2,5 x 0,9 mm geliefert, ist vollständig kalibriert und erfordert keine zusätzliche Feldkalibrierung. Dank seiner kleinen Grundfläche können Entwickler den Sensor an Stellen platzieren, die für frühere Sensorlösungen zu klein sind, und einen entfernt platzierten HTU31D über seine serielle I²C-Schnittstelle mit seinem Host-Controller verbinden, wobei leicht erhältliche I²C-Puffer oder Pegelumsetzer verwendet werden.

Der HTU31D misst die relative Luftfeuchtigkeit RH von 0 bis 100 % mit einer typischen Genauigkeit von ±2 %, einer Hysterese von ±0,7 % RH und einer typischen Langzeitdrift von weniger als 0,25 % RH/Jahr. Der Temperaturmessbereich des Gerätes beträgt -40 bis 125 °C mit einer typischen Genauigkeit von ±0,2 °C und einer typischen Langzeitdrift von 0,04 °C/Jahr. Zur Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit verfügt der Sensor über ein Heizelement zur Vermeidung von Kondensation bei hoher Luftfeuchtigkeit sowie über eine interne Diagnose zur Erkennung von Messfehlern, Heizelementfehlern und internen Speicherfehlern.

Im Grundmodus für die Feuchte- und Temperaturmessung bietet der Sensor eine Auflösung von 0,020 % RH und 0,040 °C bei Wandlungszeiten von 1 ms bzw. 1,6 ms. Für anspruchsvollere Anforderungen bietet das Gerät Betriebsmodi, mit denen Entwickler die Auflösung auf Kosten einer erhöhten Konvertierungszeit erhöhen können. Im Modus der maximalen Auflösung für jeden Sensor kann der HTU31D 0,007 % RH mit einer Wandlungszeit von 7,8 ms und 0,012 °C mit einer Wandlungszeit von 12,1 ms liefern.

Für batteriebetriebene Endprodukte ist die geringe Stromaufnahme der Komponente eine ebenso wichtige Eigenschaft. Bei Betrieb im Grundauflösungsmodus und der Durchführung einer RH- und Temperaturmessung pro Sekunde benötigt das Gerät typischerweise nur 1,04 μA. In nicht aktiven Zeiten kann es in den Schlafmodus versetzt werden, in dem es typischerweise 0,13 μA verbraucht. Natürlich führt der kurzzeitige Einsatz der internen Heizung zum Entfernen von Kondenswasser oder zum Testen der Funktion des Temperatursensors zu einem ebenso kurzen, aber signifikanten Anstieg des Stroms.

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  1. Kritische Umweltdaten sicher erfassen
  2. Anforderungen an einen Feuchtesensor
  3. Einfache Hardware- und Software-Schnittstellen
  4. Rapid Prototyping und beschleunigte Entwicklung

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