摘要：介绍了新一代基于cmosenstm技术的单片全校准数字式相对温湿度传感器，该传感器是一种将coms芯片技术与传感器技术结合在一起构成的高集成度、体积极小的湿度传感器。文中对基于cmosenstm技术的传感器的技术特性，应用特性进行了详细阐述。
关键词：comsenstm 数字式 温湿度传感器
1 概述
当前，在自动化测试与控制领域中，温湿度的测量获得了越来越广泛的应用，而在众多的湿度测量方法中，电容式湿度测量法被普遍采用，电容式湿度测量法的原理是将薄膜电容附在不同材质（如玻璃、陶瓷等）上即可做出传感元件，这种电介质是一个聚合体，它能通过一定比例的水吸收或释放到相对环境温度中来改变电容器的电容量，这种电容量的变化可以通过检测电路来检验，这样就得到了相对空气湿度的数值。但是现有的基于电容式湿度测量的湿度传感器普遍存在着以下的问题。
⑴极低的长期稳定性：由于电容式湿度传感器产品都是被置于大气环境下，必然会受到一定外部环境的影响，由于传感器电容元件的尺寸较大，同时由于聚合体层的老化，使得这些传感器在相同的外部环境下却显示出了完全不同的灵敏度，因此每一年的变化、即传感器的年变化误差已成为评价传感器质量的重要标准，金属电极的老化也会使湿度的测量误差增加；
⑵极复杂的校准过程：使用前，电容式湿度传感器必须经过一段复杂的校准处理过程，为了实现校准，用户必须拥有复杂且价格昂贵的校准及参考系统；
⑶模拟信号处理技术：电容式湿度测量的信号处理是基于模拟测量原理的，模拟测量还与电源电压、环境温度、传感器的精度等因素有关，以上问题的解决均需要通过模拟电子电路来解决，因此不可避免的使成本增加，同时使得传感器的互换性较差。
以上几方面的问题给基于电容式的湿度测量带来了诸多的不便。为了使众多的湿度传感器能够互换使用，同时又能降低成本而不影响传感器的质量，瑞士sensirion公司将cmos芯片技术与传感器技术结合起来，推出了基于智能传感器理念的cmosenstm技术的温湿度传感器。两种技术的结合发挥出了巨大的优势互补作用。
sht15传感器的内部结构如图1所示。
图1 sht15温湿度传感器的内部结构sht15传感器的性能参数见表1。
表1 sht15传感器的性能参数
2 技术特性
2.1基于cmosenstm传感器性能特点
sht15是一款基于cmosenstm技术的由多个传感器模块组成的单片全校准数字输出的相对湿度和温度传感器，它采用了特有的工业化cmos技术确保了极高的可靠性和卓越的长期稳定性，整个芯片包括经校准的相对湿度和温度传感器，它们与一个14位的a/d转换器相连，每一个传感器都是在精确的温室中进行校准的，校准系数预先存在otp内存中，在测量校准的全过程都要用到这些系数，二线串行i2c总线接口支持简单、快速的系统集成。sht15传感器的特点如下：
⑴全校准数字输出，相对湿度、温度传感器；
⑵温度值分辨率为14位，湿度值分辨率为12位，可编程降至12位和8位；
⑶具有露点计算输出功能；
⑷无需外围元件；
⑸小体积（7×5×3mm），可表面贴装；
⑹卓越的长期稳定性；
⑺自动断电功能；
⑻工业标准i2c总线接口；
⑼可靠的crc传输校验。
传感器的相对湿度绝对精度如图2（a）所示，温度精度如图2（b）所示，25℃露点精度如图2（c）所示。
(a) 相对湿度绝对精度
(b) 温度精度
(c) 露点精度
图2 sht15相对湿度、温度和露点精度2.2传感器信号输出
⑴湿度值输出
sht15可通过i2c总线直接输出数字量湿度值，其相对湿度数字输出特性曲线见图3。
图3 sht15传感器相对湿度数字输出特性曲线由图3数字输出特性曲线可以看出，sht15的输出特性呈一定的非线性，为了补偿湿度传感器的非线性以获取准确数据，可按如下公式修正湿度值：
rhlinear=c1＋c2·sorh＋c3·sorh2 (1)
式中sorh为传感器相对湿度测量值，系数取值如下：
12位sorh ： c1=-4 c2=0.0405 c3=-2.8*10-6
8位sorh ： c1=-4 c2=0.648 c3=-7.2*10-4
⑵温度值输出
由设计决定的sht15温度传感器的线性非常好，故可用下列
