跨界应用，纳芯微NSHT30温湿度传感器为什么可以做到精准如一？

跨界应用，纳芯微NSHT30温湿度传感器为什么可以做到精准如一？###

随着科技的不断发展，温湿度传感器在各个领域的应用越来越广泛，为人们的生产和生活带来了更多便利和效益。

本视频将重点介绍温湿度传感器的概念、原理、应用以及纳芯微NSHT30温湿度传感器的特点和优势；同时通过实际应用案例，帮助大家更深入了解温湿度传感器在现实中的应用。

请观看视频↓

湿度及其测量

湿度是表征含水量的一个参数，以日常生活为例，可以理解为空气中水蒸气的含量。基于度量方法的不同，可以分为绝对湿度和相对湿度。

绝对湿度表征的是水蒸气的绝对浓度，根据度量方法的不同，可以表述为水蒸气压、绝对湿度（1立方米空气中所包含的水蒸气质量）、水蒸气质量浓度、露点/霜点温度等；相对湿度表征的是水蒸气的相对浓度；该参数相对的对象是当前环境能够吸收水蒸气的最大量；同样，根据浓度度量方法的差异，可以描述为生活中常见的相对湿度（实际蒸汽压与饱和蒸汽压的比例）、蒸气压差（实际蒸气压与饱和蒸汽压的差值、露点温度差值（露点温度与环境温度差值）等。

湿度的定义

湿度可以通过一系列方法进行测量，比如传统的毛发湿度计，通过毛发吸收水蒸气形成一定的收缩来测量相对湿度。在工业温箱中，常会用到干湿球法湿度计，通过蒸发使温度降低，以温度差来度量相对湿度。另外，比较常见的高精度测量方法是露点仪，通过控制镜面温度，以光学测量方法寻找当前空气结霜结露的临界温度点来测量湿度。

测量湿度的方式

随着研究的进一步深入，还出现了一些测量湿度的传感器类产品。相比前面那些方法，这类产品在体积或信号处理方面有了较大的改善，测量装置的体积进一步缩小，集成度也更高。随着MEMS技术的发展，还可以将处理电路和敏感源合二为一，形成集成式温湿度传感器。

例如纳芯微的NSHT30就是基于CMOS MEMS工艺的集成式温湿度传感器，其湿度测量的基本原理是电容式测量。在材料吸收水蒸气后，会使介电常数发生变化，通过测量材料电容的方法即可测量相对湿度的变化。

电容式湿度传感器测量原理

电容式湿度测量的敏感材料，可以大致分为无机敏感材料（例如三氧化二铝）和有机敏感材料（例如醋酸丁酯，聚酰亚胺等）。有机材料相比三氧化二铝，在线性度，温度系数上存在显著优势，逐渐取代无机材料，应用于容式湿度传感器中；其中聚酰亚胺材料因其与CMOS工艺兼容性上的优势，在温湿度集成传感器上已成为主流。

用聚酰亚胺材料检测湿度

温湿度传感器的应用场景很广泛，包括消费类的冰箱、洗衣机、空调；工业领域的应用主要是现场温湿度测量和监控；医疗方面的应用，如监控吸氧通道的湿度，提高人体吸氧的舒适度。车载类应用主要是进气歧管、车内空气/空调以及车窗自动除雾应用。

如何用NSHT30测量湿度和温度？

NSHT30是纳芯微推出的集成了温度传感器和湿度传感器的敏感单元的温湿度传感器，片上还集成了模拟前端（AFE）信号放大和线性化处理单元，以及高速率IIC通信接口，以输出测量到的数据。该器件工作电压范围为2V到5.5V，其封装尺寸为2.5×2.5mm，有LGA和DFN两种形式。

集成了温度和湿度传感器的NSHT30温湿度传感器

NSHT30有两种测量模式：单次触发模式和周期触发模式。当需要温湿度数据时，首先通过I2C发送地址并加写0x88（ADDR引脚接地，7Bits IIC地址0x44），然后发送单次触发指令（0x24 0x00）。芯片收到指令后进行温湿度数据测量，等待20ms完成测量；主机再通过I2C发送读方向地址（0x89），然后读取连读6个字节，最后由主机发送Nack STOP结束通信，完成一次测量。

上述6个字节数据分别为两个字节湿度数据（高字节和低字节）和一个字节湿度CRC。温度也是两个字节数据（高字节和低字节），一个字节温度CRC。为了校验通信的数据是否正确，CRC拿到数据后要先进行校验，将湿度数据和温度数据通过CRC运算与CRC数据进行对比。CRC校验完成后，通过温湿度计算公式将数据转换成具体的温度值和湿度值。

周期触发模式测量首先是通过I2C给芯片发送周期测量指令0x27、0x37。这时，芯片是以固定周期进行自动测量。当需要温湿度数据时，只需发送0xE0 0x00数据获取指令就可以随时拿到数据，之后同样需要进行CRC校验和温湿度数据计算。

NSHT30的测量模式

需要注意的是，根据选用的主机不同，会存在大小端的问题。因此，在发送指令和读取数据时，需要注意字节的顺序。

在装配方面需要注意的是：

1

由于湿度传感器的敏感材料需要暴露在待测环境中才能进行测量，所以温湿度传感器与测量环境之间必须具备物理接触通道。

2

温湿度传感器区域和壳体内部需要进行物理隔离，以提高响应速度，降低壳体内部空气对相对湿度测试值的影响。

3

缩小温湿度传感器与壳体之间的区域体积，可进一步提高对待测环境的响应时间，最大程度保证敏感材料更多地接触待测环境，免受内部环境的影响。

4

如果使用环境比较恶劣，有粉尘或水等溅射的风险，可以在壳体开口处增加防水透气膜，防止传感器受到污染或进水而影响正常使用。

湿度响应时间和保护

在温湿度传感器布局方面，为了保证传感器温度与待测环境温度一致，可以从以下三个方向进行改善。

第一个改善方向是：传感器所在位置应尽量接触需要测量的区域。测量区域与传感器之间应避开发热源，以免待测区域的空气经过发热源而发热，导致传感器区域的相对湿度与测量区域的相对湿度不一致。

第二个改善方向是：降低传感器区域的热惯性，提高对空气温度变化的跟随能力。

以下方法可以改善对空气温度变化的跟随能力：一是降低PCB厚度，尽量不焊接中间的热焊盘，或将焊接焊盘与PCB覆铜隔离开来；二是采用独立的小板，通过插针连接主板；三是采用FPC软板连接主板。

第三个改善方向是：降低其他区域温度对传感器所在位置温度的影响，以下是几个基本方法：

一是装配时温湿度芯片应与主板热源之间形成物理隔离，降低空气热传导及热辐射的影响；二是尽量避免阳光直射传感器，降低经热辐射路径传递的热量，避免温度上升；三是将传感器尽量安装在独立的子板上。如果必须安装在主板芯片位置，应使热源尽量远离主板，并在湿度芯片附近开孔，以降低热源经电路板热传导对芯片温度的影响。

温湿度传感器布局

动手操作演示

从温湿度传感器Demo中可以看到，上面是基于SPC设计的MCU板，下面是温湿度传感器的DUT板。首先将温湿度传感器的MCU USB插入电脑USB口，然后打开上位机可执行文件。

Demo硬件

这时可以看到第一个窗口显示的是温湿度数据，左边是图形界面，右边是数据显示界面，右上角是com口选择。

温湿度数据

第二个界面是温湿度传感器配置界面，左边是单模，有高、中、低三个重复率可以选择。高重复率意味着转换时间更长，转换数据的准确率最高。

温湿度传感器ID

分别选择高、中、低，可以看到下面指令的同步切换。右边是周期触发模式，可以选择采样率。采样率共有5个，从0.5MPs直到10MPs，一个MPs代表1秒采一次，0.5MPs是2秒采一次，最高10MPs，1秒采10次。然后与单模一样设置重复率，三种重复率有5种采样率，组合起来是15个指令，选择后可以看到指令的同步切换。右边是读取所有温湿度寄存器的设置，点击可以获取温湿度传感器寄存器数据。

在温湿度传感器ID中，下面是user寄存器、温度传感器报警功能的温度设置，还有湿度高于某个值、湿度高于某个值的报警设置，以及将温湿度值转换成16进制数据，或将16进制数据转换成温湿度值的双向转换。

选中正确的串口打开并开始测试，此时可以看到软件显示的实时温湿度数据。上位机可以保存温湿度数据，点击Excel setting按钮，新建一个Excel表将其命名为DAT。双击DAT，勾选保存按钮，此时采集的温湿度数据会同步保存到设置的Excel文件中。读取完毕打开Excel表，可以看到D列和F列的温度数据和湿度数据，E列和G列也是传感器的温度和湿度数据。

共同探索温湿度传感器应用更多可能性

本文介绍了温湿度传感器的概念、应用、原理以及纳芯微NSHT30温湿度传感器的特点和优势。通过实际应用案例，使用纳芯微的NSHT30进行测量，深入了解了温湿度传感器在实际场景中的应用。此外，还讨论了如何优化温湿度传感器的布局和装配，以提高响应时间和准确性。

凭借高精度、快速响应和集成化设计，纳芯微NSHT30温湿度传感器已成为在市场得到了广泛应用。无论是消费类产品还是工业应用，NSHT30都能提供稳定可靠的温湿度测量，为人们的生活和工作带来极大的便利。

应用在机房温湿度监控系统中的温湿度一体传感芯片

随着计算机技术的不断发展和计算机系统的广泛使用，机房环境必须满足计算机设备对温湿度等技术要求。机房的温度和湿度作为计算机设备正常运行的必要条件，我们必须在机房的合理位置安装温湿度传感芯片，以实现对温度、湿度进行24小时实时监测。

机房环境

无线电温湿度监控系统是由无线温湿度传感器监测到温湿度后，通过无线电的方式上传至无线电环境监控主机，环境监控主机接收到无线电的后，通过网口上传至电脑软件平台，或者是通过以太网、GPRS上传的方式，上传至互联网，由互联网上传至软件平台。

无线电温湿度监控系统具有断点续传功能，若与接收主机通讯失败，设备会缓存数据，待再次与接收主机通讯成功后将缓存数据传给接收主机。如果接收主机与设备通讯正常，可以通过软件将接收主机中的测点的数据上传至相应软件。如果接收主机断电或者设备与接收主机通讯失败，设备会按设定的存储间隔定时缓存数据，再次与接收主机通讯成功时将缓存数据自动传至接收主机。

机房温湿度监测系统的优势：

实时监控温湿度： 机房温湿度监测系统可对机房内外的温湿度情况进行实时监测。当温度、湿度超过预设范围，设备就会发出警报，提醒管理员及时采取措施，避免机房火灾的发生。

智能预测火灾危险： 机房温湿度监测系统不仅可以监测温湿度变化，还能通过数据预测机房火灾危险，为机房管理者提供有用的参考信息。一旦机房进入火灾危险区域，系统会自动预警，使得管理者能够及时采取措施，保障机房设备与人员的安全。

远程监测和管理： 机房温湿度监测系统还可以配合互联网技术，实现远程监测和管理。管理者无需亲自到达机房，只要登录系统即可实时获取监测数据、报警信息，以及进行控制操作，完全避免了人工巡检的不便和风险。

机房作为重要的信息管理中心，其安全问题必须得到高度关注。机房温湿度监测系统作为预防机房火灾的好帮手，在实际应用中发挥了重要作用。随着技术的不断进步和推广，相信机房温湿度监测系统的功能和性能会得到更大的提升，为机房的安全运行提供更加全面、高效的保障。

温湿度传感芯片 - MHT04

这里小编推荐一款由工采网代理的国产品牌MYSENTECH推出的温湿度传感芯片 - MHT04，该芯片是数字单总线输出的工业级温湿度一体传感器，采用防尘防水透气的铂金叠层湿敏探头结合高精度电容调理芯片MDC04架构，数字单总线输出，可长距离串联多个节点，适用于仓储、冷链、畜牧、工农业、医疗等高湿、低温、粉尘、易结露等恶劣环境的温湿度监控。

MHT04模组主要基于MDC04电容传感芯片对电容型高精度湿敏传感头进行电容采集。每个模组出厂前均 进行了温度、湿度校准系数，并将校准系数存入芯片EEPROM，上位机基于拟合系数来补偿湿度数据。模组基于MDC04单总线接口通信，只需要VDD、GND和背面的单总线DQ数字三个引脚与上位机接线，外围电路比较简单，仅需配置一个上拉电阻即可实现长线缆、多节点采集。

温湿度传感芯片 - MHT04的特性：

工作温度范围：-20℃~+85℃

工作电压范围：2.0V~5.5V

平均功耗：8.2mA@3V

湿度测量

- 典型精度：±2.0%RH@30~70%RH

- 湿度分辨率：0.01% RH

- 测量范围：0~100% RH

温度测量

- 典型精度：±0.3℃@0~+50℃

- 分辨率：0.004℃MHT04

数字单总线接口，支持 100 米通信距离，128 个节点串联组网

抗电磁环境干扰，通信系统包含数据传输判错机制

模组尺寸：

无外壳：21.8±0.3*5.1±0.1*1.7±0.2 mm（长*宽*厚）

带白色保护外壳：24.7±0.3*7.0±0.1*3.9±0.1mm（长*宽*厚）

在温湿度传感领域，浙江MYSENTECH便是国产品牌中的佼佼者。了解更多关于浙江MYSENTECH温湿度传感芯片的技术应用，请登录工采网官网进行咨询。

相关问答

数字输出温湿度传感器?

我推荐使用法国Humirel公司产的数字输出温湿度传感器-HTU21D,这是新款数字式温湿度复合传感器HTU21D树立了新的湿度传感器的尺寸和智能化典范:采用适合回流...

【湿度传感器的多少RH什么意思?】作业帮

[最佳回答]那是湿度的单位,意思是相对湿度多少多少,完整的是%RH,%号前面是数值,表示当前所检测的环境的相对湿度是多少.例如36%RH,表示当前的相对湿度是36%...

求推荐好的湿度传感器芯片-一起装修网

一起装修网问答平台为您提供求推荐好的湿度传感器芯片的相关答案,并为您推荐了关于求推荐好的湿度传感器芯片的相关问题,一起装修网问答平台:装修问题,因我而止...

湿度传感器的供电需求是什么?

答:◆和很多种传感器一样,温度传感器也是需要供电的,因为传感器输出的电压一般都比较小,需要用运算放大器进行放大,另外输出的信号可能是直流的,有可能是交...

在座的盆友，请问大家:数字型温湿度传感器哪个好?

[回答]我公司是专门研发,高精度温湿度传感器,湿度误差大于2%温度误差大于0.5.我司的无线防腐温湿度传感器是国内第一家研发的厂家,空缺国内空白!!页面我...

低功耗温湿度传感器如何选配?_土巴兔装修问答

选择湿度传感器时,首先要搞清楚需要什么样的湿度传感器;自己的财力允许选购什么档次的产品,权衡好“需要与可能”的关系,不致于盲目行事。我们从与...

温湿度传感器可应用在哪些领域?-1bqEvIx68的回答-懂得

温湿度传感器作为一款应用领域非常广泛的传感器,消费电子和家电领域:空调、通风管道、楼宇自控、冰箱等,工业领域:发动机和机动车辆、通讯机房、气...

单片机、光耦

1系统总体结构原理粮食在储藏期间,由于受环境、气候和通风条件等因素的变化,粮仓内温度或湿度会发生异常,这极易造成粮食的霉烂、或发生虫害。那么...

湿度传感器坏掉有可能是什么原因?

1.传感器出厂标定精度不够高;2.传感器发生了漂移,需要重新标定;3.湿度偏低,但在精度范围内(这个情况说明传感器没问题)4.你与传感器对比的标准源本身不准...

db506温湿度传感器哪里有售?_土巴兔装修问答

db506温湿度传感器主要在以下地方有售卖:北京威铭首旺电子机械设备有限公司,上海锍铧机电设备有限公司,深圳市尔达盛传感科技有限公司,个人比较推荐...