Texas Instruments HDC302x/HDC302x-Q1數(shù)字濕度傳感器是集成的電容式相對(duì)濕度 (RH) 和溫度傳感器。它采用緊湊的2.5mm x× 2.5mm封裝，在寬電源范圍 (1.62V至5.5V) 內(nèi)提供高精度測(cè)量，并具有超低功耗。該溫度和濕度傳感器在NIST可追溯的生產(chǎn)環(huán)境中100%經(jīng)過(guò)測(cè)試和調(diào)整，并通過(guò)符合ISO/IEC 17025標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：

*附件：HDC302x數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

*附件：HDC302x-Q1數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

偏移誤差校正可降低相對(duì)濕度傳感器因老化、暴露于極端工作環(huán)境和污染物而產(chǎn)生的偏移，從而使器件重新符合精度規(guī)格。自動(dòng)測(cè)量模式和ALERT功能可最大限度地延長(zhǎng)電池物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的MCU睡眠時(shí)間，從而降低系統(tǒng)功耗。四個(gè)不同I^2^C地址支持高達(dá)1MHz速度。提供加熱元件，可消散冷凝和濕氣。

Texas Instruments HDC3020/HDC3020-Q1是一款無(wú)保護(hù)蓋的開(kāi)腔封裝。兩種器件型號(hào)均可提供護(hù)蓋選項(xiàng)，以保護(hù)開(kāi)腔相對(duì)濕度傳感器（HDC3021/HDC3020-Q1和HDC3022/HDC3021-Q1）。HDC3021/HDC 3021-Q1具有可拆卸保護(hù)帶，可實(shí)現(xiàn)保形涂層和PCB沖洗。HDC3022/HDC3022-Q1具有永久IP67濾波器膜，可防塵防水以及實(shí)現(xiàn)PCB沖洗。HDC 3020-Q1器件符合汽車(chē)應(yīng)用類(lèi)AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。

特性

• 符合汽車(chē)應(yīng)用類(lèi)AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
  • 溫度范圍：-40°C至+125°C（1級(jí)）
  • 器件人體模型 (HBM) 靜電放電 (ESD) 分類(lèi)等級(jí)2
  • 器件CDM ESD分類(lèi)等級(jí)C4
• 相對(duì)濕度 (RH) 傳感器
  • 工作范圍：0%至100%
  • 典型精度：±1.5%
  • 漂移校正可降低偏移，使器件重新符合精度規(guī)格。
  • 長(zhǎng)期漂移：0.21%相對(duì)濕度/年
  • 通過(guò)集成加熱器提供冷凝保護(hù)
• 溫度傳感器
  • 工作溫度范圍：-40°C至+125°C
  • 典型精度：±0.1°C
• NIST可追溯性、相對(duì)濕度和溫度
• 低功耗，平均電流為0.4μA
• I^2^C接口兼容性，速度高達(dá)1Mhz
  • 四個(gè)可選I^2^C地址
  • 通過(guò)CRC校驗(yàn)和實(shí)現(xiàn)命令/數(shù)據(jù)保護(hù)
• 電源電壓：1.62V至5.50V
• 平均電源電流：0.9μA（典型值）
• 2.50 mm ^2^ 、WSON-8封裝
• 可提供自動(dòng)測(cè)量模式
• 可編程中斷和 測(cè)量校準(zhǔn)
• 工廠安裝聚酰亞胺膠帶組件蓋和 IP67防護(hù)等級(jí)環(huán)境密封蓋

功能框圖

高精度溫濕度傳感器HDC302x系列技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述與技術(shù)亮點(diǎn)

HDC302x是德州儀器(TI)推出的新一代數(shù)字溫濕度傳感器系列，包含HDC3020(開(kāi)放腔體)、HDC3021(可拆卸保護(hù)膠帶)和HDC3022(IP67永久濾膜)三種型號(hào)。該系列采用2.5mm×2.5mm×0.8mm WSON-8封裝，在超低功耗與高精度之間實(shí)現(xiàn)了卓越平衡。

?核心技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)?：

• ?0.5%RH典型精度?：在10%-50%RH范圍內(nèi)達(dá)到±0.5%RH的行業(yè)領(lǐng)先精度
• ?突破性長(zhǎng)期穩(wěn)定性?：僅0.19%RH/年的濕度漂移，0.03°C/年的溫度漂移
• ?NIST可追溯校準(zhǔn)?：出廠校準(zhǔn)溯源至美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)
• ?智能偏移校正?：自動(dòng)補(bǔ)償因老化或污染導(dǎo)致的傳感器偏移
• ?多層級(jí)防護(hù)設(shè)計(jì)?：提供從基礎(chǔ)防護(hù)到IP67防水防塵的多種封裝選擇

二、關(guān)鍵性能參數(shù)解析

2.1 濕度測(cè)量性能

• ?測(cè)量范圍?：0-100% RH（非冷凝條件）
• ?精度分級(jí)?：
  • ±0.5% (10-50%RH)
  • ±1.0% (10-80%RH)
  • ±1.5% (10-90%RH)
• ?響應(yīng)時(shí)間?：僅4秒(10-90%RH階躍變化)
• ?重復(fù)性?：±0.02%RH(低噪聲模式)

2.2 溫度測(cè)量性能

• ?測(cè)量范圍?：-40°C至+125°C
• ?精度分級(jí)?：
  • ±0.1°C (0-50°C)
  • ±0.3°C (-40-100°C)
  • ±0.4°C (-40-125°C)

2.3 功耗特性

• ?工作電流?：99μA典型值(測(cè)量模式)
• ?睡眠電流?：0.36μA典型值(觸發(fā)模式)
• ?自動(dòng)測(cè)量模式?：0.9μA平均電流@1次/秒采樣率

三、系統(tǒng)架構(gòu)與創(chuàng)新功能

3.1 集成加熱器設(shè)計(jì)

內(nèi)置可編程加熱器支持三種工作模式：

1. ?全功率模式?(0x3FFF)：249mW@3.3V，快速除濕
2. ?半功率模式?(0x03FF)：137mW@3.3V，平衡功耗與性能
3. ?四分之一功率模式?(0x009F)：67mW@3.3V，維持基礎(chǔ)防護(hù)

加熱器激活后可在5-10秒內(nèi)將傳感器升溫至100°C，有效防止冷凝。特別值得注意的是，HDC3022的IP67濾膜可在加熱過(guò)程中保護(hù)傳感器免受污染物影響。

3.2 智能警報(bào)系統(tǒng)

提供四級(jí)可編程閾值報(bào)警功能：

1. ?高報(bào)警設(shè)定點(diǎn)?：超過(guò)閾值觸發(fā)警報(bào)
2. ?高報(bào)警清除點(diǎn)?：低于閾值解除警報(bào)
3. ?低報(bào)警設(shè)定點(diǎn)?：低于閾值觸發(fā)警報(bào)
4. ?低報(bào)警清除點(diǎn)?：高于閾值解除警報(bào)

通過(guò)16位組合寄存器(7位濕度+9位溫度)配置，支持CRC校驗(yàn)確保通信可靠性。

3.3 自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)

獨(dú)特的偏移校正算法可補(bǔ)償：

• ?濕度偏移?：±24.8%RH可調(diào)，步進(jìn)0.195%RH
• ?溫度偏移?：±21.7°C可調(diào)，步進(jìn)0.17°C
  補(bǔ)償值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，斷電不丟失。

四、典型應(yīng)用方案

4.1 HVAC系統(tǒng)溫控器設(shè)計(jì)

?系統(tǒng)架構(gòu)?：

• 主控：MSP430超低功耗MCU
• 傳感器：HDC3022(IP67防護(hù))
• 通信：I2C接口(支持1MHz速率)
• 電源：1.62-5.5V寬電壓輸入

?優(yōu)化建議?：

1. 傳感器布局遠(yuǎn)離發(fā)熱元件(顯示屏、處理器等)
2. PCB設(shè)計(jì)增加隔熱槽減少熱傳導(dǎo)
3. 采樣率設(shè)置為≤1次/秒避免自發(fā)熱
4. 使用0.1μF X7R陶瓷去耦電容

4.2 冷鏈物流監(jiān)控方案

?核心優(yōu)勢(shì)?：

• NIST溯源滿(mǎn)足醫(yī)藥冷鏈驗(yàn)證要求
• -40°C低溫啟動(dòng)能力
• 0.7μA平均電流(每5秒采樣一次)
• 集成警報(bào)功能減少M(fèi)CU喚醒次數(shù)

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?PCB布局規(guī)范?：
   • 傳感器下方避免鋪銅(GND/VDD)
   • 周邊預(yù)留≥6mm隔離區(qū)
   • SDA/SCL線(xiàn)路需加5kΩ上拉電阻
2. ?回流焊工藝?：
   • 峰值溫度≤260°C
   • 推薦使用免清洗焊膏
   • 焊接后需進(jìn)行5天25°C/50%RH再水合過(guò)程
3. ?異常處理?：
   • 冷凝環(huán)境下優(yōu)先選用HDC3022
   • 長(zhǎng)期暴露惡劣環(huán)境后建議執(zhí)行：
     • 100°C/5%RH烘烤5-10小時(shí)
     • 25°C/50%RH恢復(fù)5天

六、選型對(duì)比指南