SHT1x/SHT7x温湿度传感器
-相对湿度和温度的传感器
-兼有露点
-完全校准，数字输出
-极好的长期稳定性
-无需外部组件
-超低能耗
-表面贴片或者4引脚完全可互换
-尺寸小
-自动休眠
SHT1x/SHT7x 产品概述
SHTxx 系列产品是包含有已校准数字输出的单芯片温湿度复合传感器。它应用专利的微加工工业CMOS进程（CMOSens?），以确保产品极高的可靠性和极好的长期稳定性。传感器包含一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙测温元件。并且与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一个芯片上无隙耦合。依次该芯片信号优良、响应迅速、抗扰能力强、性价比高。每一个SHTxx 传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数都以程序形式存储在OTP内存中。在传感器测量的时候这些系数在传感器内部调用来修正信号。
两线制串行接口和内部基准电压使系统集成变的简易快捷。它超小的体积、极低的能耗使其成为甚至是最为苛刻的应用场合的最佳选择。
产品提供表面贴片LCC(无铅芯片)或者4针单排可插入式引脚封装。特使封装形式可根据客户的需求提供。
应用
-空调系统HV AC -测试或检验
-汽车-数据记录
-消费品-自动化
-气象站-大型家用电器
-加湿器-医疗
-除湿器
订购信息
型号湿度精度
[%RH] 温度精度
[%RH]
封装
SHT 11 ± 3.0 ±0.4 SMD(LCC) SHT 15 ± 2.0±0.3 SMD(LCC) SHT 71 ± 3.0 ±0.4 4针单排直插SHT 75 ± 1.8 ±0.3 4针单排直插
1 传感器性能说明
参数条件最小典型值最大单位
湿度
分辨率0.5 0.03 0.03 %RH
8 12 12 bit
重复性± 0.1%RH
线性化见图一
精度
不确定性
互换性完全可互换
非线性度原始数据± 3%RH
线性化<<1 %RH
范围0 100 %RH
响应时间1/e（63%）
4 S
缓慢流动的空气
迟滞± 1%RH
长期稳定性典型值<0.5 %RH/yr
温度
分辨率0.04 0.01 0.01 ℃
0.07 0.02 0.02 °F
12 14 14 bit
重复性± 0.1℃
± 0.2°F
精确度见图一
范围-40 123.8 ℃
-40 254.9 °F
响应时间1/e（63%） 5 30 S
表1 传感器性能说明
2 接口说明
2.1 电源引脚
SHTxx的供电电压在2.4 - 5.5V.上电后，传感器需要11ms月过期“休眠”状态。在此期间无需发送任何指令。
电源引脚（VCC,GND）之间可以一个100nF的电容。
2.2 串行接口（两线双向）
SHTxx的串行接口在传感器的读出和能耗方面都做了优化，并且它与I2C接口不兼容，详见FAQ.
2.21 串行时钟输入（SCK）
SCK用于同步微控制器和SHTxx之间的通讯。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频率。
2.22 串行数据（DA TA）
DA TA的三态门引脚用于数据的读取。DA TA在SCK时钟的下降沿状态改变，并且仅在SCK 时钟的上升沿有效。在数据传输期间，在SCK时钟处于高电平时，DA TA必须保持稳定。避免信号冲突，微处理器应该讲DA TA拉低。需要一个外接的上拉电阻（例如10k?）把信号拉至高电平（见图2）。上拉电阻通常包含在微处理器的I/O电路中。详细的I/O特性，参见表格5.
2.23 发送命令
用一组“启动传输”时序，来初始化传输。它包括：当SCK时钟处于高电平时DA TA跳转
跳转为高电平。
为低电平，紧接着SCK变为低电平，随后是SCK处于高电平时DA TA
图3“启动传输”时序
后续的命令包含三个地址位（目前支持“000”）和5个命令位。在第8个SCK的下降沿后，将DA TA位（ACK位）拉为低电平就表明SHTxx接受了前一个指令。随后在第9个SCK 时钟的下降沿之后，释放DA TA（恢复高电平）。
命令代码
预留0000x
测温00011
测湿00101
读状态寄存器00111
写状态寄存器00110
预留0101x-1110x
软复位，复位接口，清空状态寄存器，即
11110
清空为默认值
下一次命令前等待至少11ms
表2SHTxx命令表
2.24 测量时序（RH和T）
在发布一组测量命令（0000 0101表示测湿度，0000 0011表示测温）后，控制器要等待测量
结束。这个大致需要11/55/210ms分别对应8/12/14位测量。准确的时间随内部晶振的速度有±15%的变化。SHTxx通过拉DATA至低电平并进入空闲模式，来表示测量结束。控制器再次触发SCK之前必须等待“数据备妥”信号来读出数据。测量数据在读出前先被存储，这样控制器可以继续执行其他任务在需要时再读出数据。
接着传输出2个字节的测量数据和1个字节的CRC和校验。uC必须通过下拉DATA为低电平来确认每个字节。每个数据从最高有效位（MSB）开始，右值合法（例如：对于12位数据第5个SCK是最高有效位，而对于8位数据第一个字节是无意义的）。
用CRC数据的应答位表明通讯结束。如果不用CEC-8校验，控制器可能在测量数据LSB结束后通过保持应答位sck为高，来终止通讯。
在测量和通讯结束之后，设备自动进入休眠模式。
警告：为保证自身温升低于0.1℃，SHTxx的工作时间不要超过10%（例如，对应12位精度，每秒最多两次测量）.
2.25 通讯复位时序
如果SHTxx的通讯中断，可以使用下列信号时序复位串口：
当DATA处于高电平时，触发SCK时钟9次或者更多次数。在传输下一次指令之前，必须发送一个“启动传输”时序。这些时序只能复位串口，状态寄存器内容仍然保留。
图 4 通讯复位时序
2.26 CRC-8校验
整个数字传输由8位校验来确保。能够保证把所有的错误数据检测到并清除。
详情可参阅应用说明“CRC-8校验”
2.3 状态寄存器
SHTxx的某些高级功能可以通过状态寄存器实现。下面部分把这些特色简要的阐述。详情可参阅应用说明“状态寄存器”。
2.31 测量分辨率
默认的测量分辨率14位（温度）和12位（湿度）可分别降至12位和8位。这一般应用在高速或者超低功耗中。
2.32 电量不足
“电量不足”功能可以检测到VDD电压低于2.47V的情况。精度为± 0.05V
2.33 加热元件
芯片上集成了一个可通断的加热元件。他可以是器件升温大概5-15℃（9-27°F）。
功耗提升~8mA @ 5 V.
应用：
比较升温前后的温度和湿度值，可以综合炎症两个传感器元件的性能。
●在湿度较高（》95% RH）的环境下加热元件会防止冷凝，缩短响应时间同时提高精度。警告：加热后SHTxx相比不加热会显示更高的温度和较低的湿度。
3 输出转换为物理量
3.1 相对湿度
为了补偿传感器的非线性以获取精确数据，建议使用下列公式来转换输出：
表6湿度转换系数
3.11 湿度传感器相对湿度的温度补偿
实际的温度与25℃（~77°F）相差较大时，湿度传感器的温度系数需要修正：
表7温度补偿系数
相当于0.12 %RH/℃ @ 50% RH
3.2 温度
由于能隙带材料PTAT(正比于绝对温度)研发的温度传感器具有良好的线性。用以下公式进行数字输出向温度的转换：
表8温度转换系数
在极限工作条件下测温时，可以进一步的补偿算法以提高精度。可参阅应用说明“相对湿度与温度的非线性补偿”。
3.3 露点
由于在一个元件上同时测量湿度与温度，SHTxx可以同时实现高质量的露点测量。可参阅
应用说明“露点计算”。