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無懼惡劣環境 TE溫濕度測量始終準確無誤

2019-06-17 17:34 來源:TE 編輯:電源網

隨著科技的快速進步,智能家居已經慢慢滲透到我們的日常生活中,給我們的幸福生活提供了更高的舒適性與便捷性。而在智能家居的應用中,溫濕度傳感器是其至關重要的一環。它能實時檢測到空氣中的溫濕度,并按一定規律變換成電信號或其他所需形式,進行信息輸出。溫濕度傳感器應用非常廣泛,可以說,凡是需要對溫度變化和氣體中水蒸氣含量進行監控的地方,都需要溫濕度傳感器。

在智能家居應用中,溫濕度傳感器可實時監測室內環境溫濕度情況,主控系統可根據溫濕度傳感器的數據進行智能控制,聯動其他智能產品。比如當室內溫度過高或過低時,可智能控制空調開關來調節溫度;如室內比較干燥或濕度很重時,可智能控制加濕器開關來調節室內濕度。而且在智能家電中,溫濕度傳感器還被用于極具挑戰的環境下的測量應用。比如,溫濕度傳感器可用于測量洗碗機的濕度及溫度。餐具、餐叉經水流噴射清洗時,溫度和濕度升高,這帶來了獨特的挑戰,傳感器必須在生成電氣輸出信號的同時經受住濕度考驗。又比如我們常用的烤箱,在烹飪食物時,烤箱內須裝有溫度傳感器以確保食物完全煮透,這就需要傳感器及布線能夠經受住升高的烤箱溫度。

這些應用表明,只有最佳的系統性能才能應對惡劣環境以及滿足終端用戶的期望。作為全球連接與傳感解決方案行業領域的領導者,TE Connectivity(TE)結合其工程能力和二十多年的經驗,提供了濕度和溫度組合傳感器,即使在極端變化和苛刻條件下,仍具有領先的響應時間、測量精度和持續性能。TE的濕度傳感器還適用于要求嚴苛的應用,包括汽車、重型卡車、航空航天和家用電器。可提供各種輸出信號,如數字(頻率、I2C)和模擬電壓以及定制和專有輸出信號(包括PWM、PDM、LIN和CAN)。

圖1-溫濕度傳感器應用廣泛

圖1:溫濕度傳感器應用廣泛

談到TE溫濕度傳感器,我們不得不提擁有快速響應,封裝尺寸小,精度高達±2%的HTU2x系列傳感器。HTU2x采用了DFN封裝,體積小,僅有3*3*0.9mm;數字型I2C接口,可通過指令修改數字傳感器的分辨率。采用獨特的內部漢堡包專利結構設計,使其在高濕環境下依然能保證優秀的精度一致性,具有良好的長期穩定性,適合各類應用。

圖2-HTU2x系列參數規格

圖2: HTU2x系列參數規格

TE的代理商——Excelpoint世健公司產品經理邢曉媛表示:“在智能家居、工業及醫療領域中,世健基于TE的產品擁有很多成功案例。在世健自主設計的水電表方案中,該系列產品就得到了很好的應用,許多客戶都對其低功耗的突出特性贊譽有加。除此之外,TE產品還尤為擅長應對極端的環境(如高溫、高濕度),在對產品整體性能及長周期使用具有高要求的情境下,其穩定性及可靠性始終如一,這個特性也得到了很多世健客戶的好評。”

當我們將TE最新溫濕度傳感器HTU2x與同類型的其他品牌產品進行參數對比,不難發現,HTU2x無論在尺寸、響應時間還是電流損耗方面都具有更大的優勢。與競爭對手的解決方案相比,可提供更佳的性能和卓越的價值。事實上,TE在領先傳感器技術引入數字、無線和組合解決方案方面處于領先地位,這些技術有助于使應用更加智能高效。接下來本文將詳細介紹設計工程師面臨的一些最大挑戰,以及TE HTU2x濕度和溫度組合傳感器采用了哪些設計來應對這些挑戰。

一、無論是悶熱、嚴寒、潮濕或干燥,應用需要在所有濕度和溫度范圍內都具備相同的系統效率,才能獲得可靠的性能。這就要求傳感器在任何外部環境條件下,都必須提供最佳性能。傳感器的設計應具備線性響應和最低遲滯,從而實現精確測量。在工業和家用電器等對變化較敏感的應用場景下,線性響應就至關重要。暖通空調應用就是一個很好的例子,無論是炎熱的夏日還是多雨的冬日,暖通空調系統都能持續調控環境溫度和濕度。這就要求在不同季節的不同濕度變化階段,暖通空調系統中的濕度傳感器均保持線性響應,從而讓暖通空調系統對此進行調節。而HTU2x的線性響應曲線就可以做到這一點。

二、某些應用要求采用能感知所有環境變化并快速作出反應的設計,以提供頂級的整體系統性能。我們拿當代氣象預報的主要工具——氣象氣球來舉個例子。眾所周知,不了解高層大氣的情況就幾乎無法預測天氣。這是因為有些時候,盡管海平面陽光明媚、風平浪靜,但在18,000 英尺(5,486 米)的高空,一個小規模的暴雨系統可能很快引起非常危險的天氣情況。而通過向高空發送有序排列的氣球來測量高層大氣的情況,氣象學家就可以監視暴風雨的形成情況,從而及時做出有效的預警。

三、暴露在極端條件下時,系統性能不可以受到影響。低遲滯是一項重要功能。即使在嚴重的冷凝情況后,傳感器仍需保持精確的測量性能。例如,當濕度回到初始點后,家用電器的干燥周期將自動停止;當家用電器內部部件變干時,低遲滯將及時停止干燥周期,避免家用電器損壞。就比如暖通空調系統即使長期暴露在秋季和冬季濕度極高的環境下,仍會在炎熱夏日提供同樣出色的性能。

憑借快速響應,HTU傳感器能準確檢測出不同大氣層的相對濕度。這有助于預測天氣變化和避免任何危險狀況,例如在其穿越云朵時發送錯誤信息。我們再舉一個與家用電器應用有關的例子。在夏季打開冰箱門時,熱空氣進入冰箱,會導致冷凝和相對濕度增加,致使內壁結霜或形成凍斑。TE濕度沖模結構可提供行業領先的響應時間-2秒。快速響應使系統能夠立即做出實時反應以避免此情況。換句話說,這樣可以避免發生凍結,從而縮短除霜周期,提高能源效率。

四、目前,原始設備制造商利用智能解決方案(如傳感器)對其產品進行創新,但他們需要將這些解決方案集成到制造過程中,并且不能產生消極后果。TE的HTU傳感器支持在完全校準的標準化包內進行集成,還支持在印刷電路板上集成,沒有任何約束。

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