【導讀】隨著科技的快速進步,智能家居已經(jīng)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(huán)。它能實時檢測到空氣中的溫濕度,并按一定規(guī)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(jiān)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(jiān)測室內(nèi)環(huán)境溫濕度情況,主控系統(tǒng)可根據(jù)溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)進行智能控制,聯(lián)動其他智能產(chǎn)品。比如當室內(nèi)溫度過高或過低時,可智能控制空調(diào)開關來調(diào)節(jié)溫度;如室內(nèi)比較干燥或濕度很重時,可智能控制加濕器開關來調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度。而且在智能家電中,溫濕度傳感器還被用于極具挑戰(zhàn)的環(huán)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(jīng)水流噴射清洗時,溫度和濕度升高,這帶來了獨特的挑戰(zhàn),傳感器必須在生成電氣輸出信號的同時經(jīng)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(nèi)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(jīng)受住升高的烤箱溫度。
這些應用表明,只有最佳的系統(tǒng)性能才能應對惡劣環(huán)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(yè)領域的領導者,TE Connectivity(TE)結合其工程能力和二十多年的經(jīng)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(xù)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(shù)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
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(shù)字型I²C接口,可通過指令修ee改數(shù)字傳感器的分辨率。采用獨特的內(nèi)部漢堡包專利結構設計,使其在高濕環(huán)境下依然能保證優(yōu)秀的精度一致性,具有良好的長期穩(wěn)定性,適合各類應用。
圖2: HTU2x系列參數(shù)規(guī)格
TE的代理商——Excelpoint世健公司產(chǎn)品經(jīng)理邢曉媛表示:“在智能家居、工業(yè)及醫(yī)療領域中,世健基于TE的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品還尤為擅長應對極端的環(huán)境(如高溫、高濕度),在對產(chǎn)品整體性能及長周期使用具有高要求的情境下,其穩(wěn)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(chǎn)品進行參數(shù)對比,不難發(fā)現(xiàn),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(yōu)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(shù)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(zhàn),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(zhàn)。
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(nèi)都具備相同的系統(tǒng)效率,才能獲得可靠的性能。這就要求傳感器在任何外部環(huán)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(xiàn)精確測量。在工業(yè)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(diào)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(diào)系統(tǒng)都能持續(xù)調(diào)控環(huán)境溫度和濕度。這就要求在不同季節(jié)的不同濕度變化階段,暖通空調(diào)系統(tǒng)中的濕度傳感器均保持線性響應,從而讓暖通空調(diào)系統(tǒng)對此進行調(diào)節(jié)。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(huán)境變化并快速作出反應的設計,以提供頂級的整體系統(tǒng)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(guī)模的暴雨系統(tǒng)可能很快引起非常危險的天氣情況。而通過向高空發(fā)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(jiān)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(tǒng)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(nèi)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(diào)系統(tǒng)即使長期暴露在秋季和冬季濕度極高的環(huán)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(fā)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(nèi)壁結霜或形成凍斑。TE濕度沖模結構可提供行業(yè)領先的響應時間-2秒。快速響應使系統(tǒng)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(fā)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(chǎn)品進行創(chuàng)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(chǎn)生消極后果。TE的HTU傳感器支持在完全校準的標準化包內(nèi)進行集成,還支持在印刷電路板上集成,沒有任何約束。
TE Connectivity堅信,技術改進將有助于塑造能源節(jié)約的未來格局,而其濕度和溫度組合傳感器 (HTU20/HTU21) 將為此提供助力。相信,合適的傳感器解決方案將能大大優(yōu)化您的應用。憑借二十多年的經(jīng)驗,TE Connectivity 提供的濕度和溫度組合傳感器具有領先的響應時間、測量精度和持續(xù)性能,即使是極端的變化環(huán)境,也能從容應對。
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