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奥松电子温湿度传感器设计指南
——如何正确使用温湿度传感
前言
湿/
湿湿
使
PCB
PCB湿
关于精度最重要的设计建
测量的精度不仅取决于传感器本身的精度,而且取决于传感系统的设计。传感器是对其直
接环境的温湿度进行采集,因此传感器的局部条件与被测条件的相对性是很重要的。图1至图4
说明了确保良好的传感器性能的最重要的设计建议:接触环境、与壳体内部空气的密封性、
小的死区体积以及与热源隔离。后面页面包含了更深入的内容介绍。
1、传感器与环境接触良
图1:外壳的开口要有良好的与环境接触的通道,使壳体与外界空气交换。
2、传感器与外壳内部死区空间完全隔
图2:传感器与外壳内部死区空气完全隔离,最大限度地减少了外壳内部密闭空气对传感器的影响
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3、传感器周围封闭的死区体积小
图3:小的死区体积使传感器快速适应环境的变化。
4、传感器与热源隔离
图4:传感器与PCB中热源的隔离减少了内部发热对传感器的影响
精度介绍
在使用奥松电子传感器进行测量时,必须避免传感器与环境之间的温度和相对湿度偏
差。通常温度偏差的根本原因是热源,而湿度偏差主要是由温度偏差和响应时间较慢引起
的。请注意,由于湿度对温度的依赖性,每一个温度偏差都会导致湿度偏差——相对湿度,
在90%RH下偏差1℃,将会导致5%RH的湿度偏差。
图5:传感器测量感应元件(RHL;TL)。
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为了实现精准的测量,这种局部的传感器条件(RH
L
;T
L
)
必须与被测的环境条件(RH
E
;T
E
)相
对应。对于环境的每一个温度或者湿度的变化,传感器都需要一定的时间来与新的环境条件
平衡,在此期间,传感器的读数可能滞后于实际值,这个叫做响应时间。为了获得精准的数
据,建议尽可能减少传感器系统的响应时间。如果系统必须对快速变化做出反应,那么足够
快的响应时间是至关重要的。
如何实现一个外壳和PCB的设计,以获得准确的测量与快速的响应时间,将在下面部分进
行描述:
受热。
湿度响应时间。
温度响应时间。
恶劣环境设计,实例。
一、受热
靠近传感器的外部热源将导致温度升高,从而降低RH读数。为避免传感器受热,请考虑
以下几点:
热传导:传感器应与所有热源进行热隔离。
对流/辐射:保护传感器不受热风和热辐射的影响。
1、热传导
传感器局部受热最常见的根本原因是来自附近热源(电力电子、微处理器、显示器等)
的热传导。由于热传导主要通过PCB上的金属发生,因此建议传感器和潜在热源之间用较细的
金属线连接同时保留足够的距离。此外,可以通过镂槽和去除(蚀刻)传感器周围的PCB上所有
不必要的金属来减少热传导(见图6)。另一种可能降低热传导的方法是使用柔性印刷技术将传
感器连接到柔性印刷电路板上(参见图10)。
图6:传感器测量感应元件(RHL;TL)。
a) 细的金属线连接,与热源保留足够的距离,避免了热传导。请注意移除传感器周围PCB上不必要的金属。b)传感器周围的镂槽(白线)降
低了PCB的导热。c)不必要的金属,如厚的金属线连接会增加热源向传感器的传热。d)靠近的热源将加热传感器
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