Sensirion湿度/CO2传感器常见问题

作者: Digi-Key 工程师 Erik Brateng

本文将讨论 Sensirion 收到并解答的一些有关湿度/CO2传感器的常见问题。

SCD30 ASC 是一项非常实用的功能,但我们发现的唯一问题是要求最终用户将器件放置在 新鲜空气 中。如果器件始终放置在通风不稳定的办公室里,那我们就无法保证有规律的新鲜空气测试环境。 ASC 能忽视这个要求吗?

经验数据表明,即使通风并不恒定,CO2浓度也会不时地下降到接近400ppm的水平。这通常是在周末观察到的。即使周一早晨的空气似乎并不新鲜,但由于没有人,CO2浓度也接近400ppm。经过优化的SCD30 ASC算法可以找出这些最小值并相应地触发重新校准。内置的自洽检测可确保ASC不会触发错误的重新校准。最后,SCD30借助双通道技术可实现超长稳定性。即使ASC在较长时间内(如2个月)不触发重新校准,CO2输出也是准确的。

规格书中的图表展示了典型的精确度;应该如何解读?

相对于参考的测量偏差可采用平均值和覆盖因子k(k=1在正态分布的情况下等效于标准分布σ)来表征。就某一日志点的典型精度公差而言,Sensirion认为,对于样品(如批次),±2k的平均值在规定限值之内。换句话说,95%的传感器会在此典型限值内进行测量。

有关更多信息,请参阅传感器规格说明应用笔记。

​​ 如何理解 8 秒的 RH 响应时间?是否表示在为传感器通电后必须等待 8 秒才能进行第一次测量?

该时间是指达到63%的阶跃函数所需的时间,在本例中则指,湿度从10% RH阶跃到90% RH。8秒的值只在25°C和1m/s气流的条件下有效。如果温度较低,响应时间就较长;如果温度较高,响应时间就较短。即使没有电源,传感器也能适应环境条件。

接收数据的 LSB 始终显示相同的值 0xFF 。而当我改变湿度时, MSB 会显示不同的值。这会是什么问题?

最有可能的情况是,ACK在MSB发送后丢失。主机必须在第9个时钟将SDA拉低,然后再次释放SDA,以确认成功接收前8位。

什么是修复程序?应在何时进行修复?

极端条件(例如非常低或非常高的湿度或暴露于溶剂中)会抵消传感器功能。修复程序可使传感器恢复到校准状态。请注意,焊接后不需要进行修复。将传感器在50-70% RH下放置若干天,可使传感器恢复到规格要求。不过在焊接之后,以及没有复水的情况下,传感器通常显示约-2%/-3%的偏移。

修复程序包括两个步骤:

烘烤:在100-105°C、RH < 5%的条件下持续10小时

再水化:在20-30°C、RH约为75%的条件下持续12小时

有关更多详情,请参阅Sensirions网站上的操作说明

传感器似乎处于时钟拉伸模式。是否应降低时钟( SCL )频率?

你所看到的很可能是主机等待模式。在测量期间,传感器会将SCL拉低,直至测量完成。要进行更改,可以针对SHT2xSHT3xSHTC1SHTW1发送不同的命令。

我遇到了通信问题,希望降低接口上的时钟频率。最低频率是多少?

由于接口由全静态逻辑组成,因此没有最小时钟(SCL)频率。

我在测试传感器中测量的温度与基准传感器之间存在偏差。这是由什么原因造成的?

如果观察到温度偏差,请注意,超出规格的偏差必须大于被测传感器和基准传感器的指定精度容差之和。此外,应确保基准传感器工作正常。

导致这种情况的可能原因包括传感器靠近加热或冷却元件;后续测量过多(自热);外壳导致响应时间变长;使用电线连接传感器;或VDD和GND之间缺少去耦电容。

可能的解决方案包括在PCB中增加狭缝来断开传感器与加热元件的连接,或者仅通过窄桥将传感器连接到PCB的其余部分。切勿将传感器直接安装在热源或散热器上。减少采样。缩短电缆并且/或者在传感器的VDD和GND引脚之间(尽可能靠近)使用去耦电容(典型值为100nF)。

有关传感器实施的指南,请参阅设计指南

我可以用传感器测量土壤湿度吗?

这些传感器旨在测量空气湿度,而不是土壤湿度。从靠近固体的测量值转换为固体内部的实际湿度在理论上是可能的,但相当复杂。

如何验证我收到的值是在没有错误的情况下传输的?

你可以对相关传感器执行CRC检查,如规格书或应用笔记中所述。要查看这些文档,请访问下载中心

在测量 T RH 后或同时测量两者后, 电池耗尽 标志何时更新?该标志是锁定的还是会在每次 T/RH 转换时更新?

SHT2xSTS21传感器上,电池标志会在每次测量后更新。该标志并未锁定,因此会在每次上电、软复位或OTP重新加载时复位。

所有信息均源自Sensirion下载中心常见问题解答
Digi-key网站上的Sensirion

英文原文链接:Sensirion Humidity/CO2 Sensors FAQ