ZHDT006 January 2026 HDC1080 , HDC2010 , HDC2021 , HDC2022 , HDC2080 , HDC3020 , HDC3020-Q1 , HDC3021 , HDC3021-Q1 , HDC3022 , HDC3022-Q1 , HDC3120 , HDC3120-Q1
相對濕度 (RH) 傳感器在現(xiàn)代系統(tǒng)中發(fā)揮著關鍵作用。在這些系統(tǒng)中，精確的環(huán)境感應是保障性能、安全性和使用壽命的基礎。這些傳感器可測量空氣中是否存在水蒸汽，從而為主機系統(tǒng)提供有關環(huán)境條件的關鍵信息。隨著各行各業(yè)采用更多技術來保護設備，濕度檢測已成為各種應用的基礎，例如可以確保數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)出色的熱平衡、保護工業(yè)自動化中的機械、保護電動汽車中的敏感電池系統(tǒng)、實現(xiàn)彈性智能基礎設施等。本產品概述旨在詳細介紹 TI 當前的濕度傳感器產品系列。所有 TI RH 傳感器均包含集成式溫度檢測和加熱器元件。圖 1 展示了 TI 電容式 RH 傳感器的簡化結構，而 圖 2 概述了 TI 產品系列中的所有特色 RH 傳感器。
圖 1 電容式 RH 傳感器的簡化結構
圖 2 特色濕度傳感器- HDC3x 器件具有超高的 %RH 長期漂移性能和精度，并可通過 NIST 進行追溯。
- HDC2x 器件具有超低功耗，休眠電流為 50nA，平均電流為 0.55μA。
- HDC2010 是采用 WCSP 封裝的高性價比、超小型 RH 傳感器，尺寸為 1.5 × 1.5mm。
- HDC3120 是 TI 的首款模擬輸出濕度傳感器，具有比例式輸出電壓。
- HDC3x 和 HDC2x 器件提供保護套選項：可拆卸膠帶或 IP67 濾膜。
- 車規(guī)級 Q100 和功能安全：
- 數(shù)字：HDC3020-Q1、HDC3021-Q1（膠帶）、HDC3022-Q1 (IP67)
- 模擬：HDC3120-Q1
TI 濕度傳感器的主要規(guī)格比較
表 1 比較了德州儀器 (TI) 當前提供的所有濕度傳感器的主要規(guī)格。
| 器件 | 保護蓋 | 接口 | %RH 精度（典型值） | RH 響應 τ63% | 溫度精度（典型值） | 面積 (x × y) | 電源電壓范圍 | 平均電流（典型值） | 休眠電流（典型值） | 車規(guī)級 Q100 | NIST | 警報引腳 | CRC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HDC3020 | — | I2C | ±0.5%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 0.9μA | 0.36μA | — | 是 | 是 | 是 |
| HDC3020-Q1 | — | I2C | ±0.5%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 0.9μA | 0.36μA | 是 | 是 | 是 | 是 |
| HDC3021 | 膠帶 | I2C | ±0.5%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 0.9μA | 0.36μA | — | 是 | 是 | 是 |
| HDC3021-Q1 | 膠帶 | I2C | ±0.5%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 0.9μA | 0.36μA | 是 | 是 | 是 | 是 |
| HDC3022 | IP67 | I2C | ±0.5%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 0.9μA | 0.36μA | — | 是 | 是 | 是 |
| HDC3022-Q1 | IP67 | I2C | ±0.5%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 0.9μA | 0.36μA | 是 | 是 | 是 | 是 |
| HDC3120 | — | 模擬 | ±1.0%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 250μA | 50μA | — | 是 | — | — |
| HDC3120-Q1 | — | 模擬 | ±1.0%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 250μA | 50μA | 是 | 是 | — | — |
| HDC2080 | — | I2C | ±2.0%RH | 8s | ±0.15°C | 3.0 × 3.0mm | 1.62V 至 3.6V | 0.33μA | 0.05μA | — | — | 是 | — |
| HDC2021 | 膠帶 | I2C | ±2.0%RH | 8s | ±0.15°C | 3.0 × 3.0mm | 1.62V 至 3.6V | 0.33μA | 0.05μA | — | — | 是 | — |
| HDC2022 | IP67 | I2C | ±2.0%RH | 8s | ±0.15°C | 3.0 × 3.0mm | 1.62V 至 3.6V | 0.33μA | 0.05μA | — | — | 是 | — |
| HDC2010 | — | I2C | ±2.0%RH | 8s | ±0.15°C | 1.5 × 1.5mm | 1.62V 至 3.6V | 0.33μA | 0.05μA | — | — | 是 | — |
| HDC1080 | — | I2C | ±2.0%RH | 15s | ±0.15°C | 3.0 × 3.0mm | 2.7V 至 5.5V | 1.3μA | 0.1μA | — | — | — | — |
| RH 典型范圍：20-50%RH | 典型溫度：30°C | |||||||||||||
濕度傳感器保護蓋選項
與大多數(shù) IC 不同，RH 傳感器具有空腔，直接將聚合物傳感器暴露在環(huán)境空氣中。由此產生若干特殊考慮事項，包括對傳感器進行防護，以避免其受到液體、微粒、工藝化學物質（如助焊劑、保形涂層和灌封化合物）及雜物的損害。保護選項包括：
- 可移除型聚酰亞胺?膠帶：在制造和組裝過程中保護傳感器，通常用于保形涂層、灌封和/或 PCB 清洗步驟。使用前必須撕下膠帶。
- IP67 ePTFE 膜：永久性保護 — 在制造（例如 PCB 清洗）和終端應用期間提供保護。該膜可阻擋灰塵、液體和光線，同時允許水蒸氣通過，從而保護傳感元件。IP67 級防水，最深可達 1 米。不用于保護免受氣體污染物的影響。
- 底部傳感器：傳感器位于器件的底層，通常面向 PCB。這種傳感器放置方式可有效減少其暴露于灰塵和碎屑的風險。
所有可用的 TI 保護蓋選項的橫截面示意圖如 圖 3 所示。
圖 3 濕度傳感器：保護蓋橫截面示意圖
濕度和溫度精度性能比較
所有特色傳感器的典型相對濕度 (RH) 性能如 圖 5 所示，最高 RH 性能如 圖 6 所示。圖 7 展示了 TI 濕度傳感器的典型溫度精度性能，而 圖 8 展示了最高溫度精度性能。
圖 5 典型 %RH 精度
圖 7 典型溫度精度
圖 6 最高 %RH 精度
圖 8 最高溫度精度圖 9 和 圖 10 根據(jù)前面圖表中提供的典型電壓，說明了所有特色數(shù)字濕度傳感器的電流和功耗。
圖 9 平均電流消耗
圖 10 平均功耗片上加熱器概述
所有 TI 濕度傳感器都具有電阻式加熱元件。根據(jù)濕度傳感器型號，所用的加熱元件將以短時脈沖、不可編程的連續(xù)周期或可編程的連續(xù)周期運行。表 2 概述了每個特色濕度傳感器的加熱元件功能。
了解更多
- 應用手冊：如何讀取 TI濕度傳感器并對其進行編程
- 提供了有關濕度傳感器的編程和通信的有用指南。
- 應用手冊：如何調試 RH 傳感器中的 RH 精度問題
- 提供了有關 RH 精度誤差的解釋和預防策略。
- 應用手冊：基于濕度傳感器的汽車電子產品進水監(jiān)測
- 提供了一種基于濕度傳感器的檢測方法，利用 HDC3020 傳感器快速識別密封或通風電子外殼中的進水情況。
- 用戶指南：HDC3x 硅器件用戶指南
- HDC3x 系列傳感器的有用存儲和處理指南。
- 用戶指南：HDC2x 硅器件用戶指南
- HDC2x 系列傳感器的有用存儲和處理指南。
- 產品概述：溫度和濕度傳感器的 NIST 可追溯性
- 重點介紹了 NIST 可追溯器件，并講解了在現(xiàn)代應用中的重要性。
軟件支持
如需使用基于 Arduino? 的控制器進行快速原型設計，請訪問 TI 的 GitHub? 環(huán)境傳感器存儲庫以開始設計。此存儲庫提供所有可用濕度傳感器的示例代碼。
如需更深入的基于 C 語言的驅動程序級支持，請訪問 TI 基于 GUI 的代碼生成器 ASC Studio 以開始設計。
如需其他幫助，請訪問 TI E2E 傳感器支持論壇。