ZHCAFX6 October   2025 HDC3020

 

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  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言:为什么 RH 传感器表现为超出规格
    1. 1.1 RH 误差发生在哪里以及何时发生?
    2. 1.2 RH 误差的根本原因是什么?
    3. 1.3 案例研究
  5. 2定义:RH 精度的关键术语
  6. 3初始故障排除步骤
    1. 3.1 初始验证步骤
    2. 3.2 诊断问题
  7. 4RH 误差的常见来源 — 预防和缓解
    1. 4.1 PCB 和外壳设计注意事项
      1. 4.1.1 PCB 到 RH 传感器的热传递
      2. 4.1.2 电源噪声和模拟 RH 传感器
      3. 4.1.3 外壳设计和气流注意事项
    2. 4.2 组装、焊接和制造过程
      1. 4.2.1 组装说明:应当避免
      2. 4.2.2 组装说明:最佳实践
      3. 4.2.3 组装过程中的传感器腔体保护
    3. 4.3 组装后的再水合
      1. 4.3.1 焊接后恢复传感器精度
      2. 4.3.2 再水合程序
    4. 4.4 测试设置和环境
      1. 4.4.1 RH 基准
      2. 4.4.2 设置均匀性:受控环境
      3. 4.4.3 设置均匀性:热梯度
      4. 4.4.4 趋稳时间
    5. 4.5 储存和处理
      1. 4.5.1 存储温度和湿度条件
      2. 4.5.2 存储材料
      3. 4.5.3 MSL 级别与 RH 传感器有什么关系?
      4. 4.5.4 处理最佳实践
    6. 4.6 化学污染
      1. 4.6.1 化学污染如何影响 RH 精度
      2. 4.6.2 化学污染物在何处以及如何引入?
      3. 4.6.3 减轻化学污染的影响:烘烤
      4. 4.6.4 减轻化学污染的影响:清洗
      5. 4.6.5 减轻化学污染的影响:外壳设计
      6. 4.6.6 减轻化学污染的影响:器件选择
      7. 4.6.7 减轻化学污染的影响:组装注意事项
    7. 4.7 运行条件:应用环境条件和影响
      1. 4.7.1 导致 RH 精度误差的环境条件
      2. 4.7.2 RH 偏移缓解和系统级设计
      3. 4.7.3 使用集成式加热器
    8. 4.8 RH 精度调试流程图
  8. 5总结:设计和调试 RH 精度
  9. 6参考资料
  10. 7附录
    1. 7.1 案例研究 1:湿度引起的 RH 正偏移
    2. 7.2 案例研究 2:100%RH 环境下的渐变 RH 精度漂移
    3. 7.3 案例研究 3:组装和热效应综合因素

使用集成式加热器

可以使用集成式加热器定期去除吸收的多余水分,而不必从系统中拆卸 RH 传感器进行外部烘烤。加热器可用于在高湿度环境中恢复 RH 精度,并防止/消除检测表面上的冷凝。典型的程序涉及以 3V 或更高的电压为传感器供电,以最大功率激活加热器几分钟,然后测量 RH 精度。在最大功率下使用加热器,将可在给定电源电压下实现最大的温升。用户应力求使用加热器达到 100°C。为了使用加热器进行 RH 精度校正,请按照以下过程操作:

  1. 通过功率设置激活加热器,以使 RH 传感器达到 100°C(通常是 3.3V VDD 的最大功率)。

  2. 在最终温度下运行加热器至少 1 分钟、最多 5 分钟(或在加热器测试期间监测 RH 读数,确保 RH 读数降至 2%-3%RH 以下)。

  3. 停用加热器,等待至少 1-5 分钟进行冷却(确保温度读数恢复到先前的环境读数)。

  4. 重新测量 RH 并评估 RH 精度,根据需要重复步骤 1-4。

  5. 定期重复步骤 1-4,防止 RH 精度偏离规格限值。加热器环路频率将取决于导致 RH 精度问题的环境条件,加热器效率和功率等级,需要用户进行实验。

加热器性能应在实验室设置中进行表征,该设置应严密复制应用条件以确定最佳设置。PCB 设计会影响加热器效率。将散热焊盘焊接在传感器下方可能会将热量散发到电路板中,减少聚合物表面可获得的热量。为了改善加热,请考虑尽量减少传感器下方的覆铜、使用薄 PCB (< 32 mil) 或柔性 PCB、引入槽切口并使散热焊盘保持未焊接状态。

使用加热器确实需要权衡取舍。在加热器激活期间及之后不久,由于温度快速上升,RH 读数将不准确,导致 RH 读数下降到 0%RH。此外,加热器消耗的电流要大得多。例如,HDC3020 在全功率加热期间可以在 3.3V 下消耗高达 112mA 电流。在电池供电系统中,这可能会限制使用。设计人员必须平衡加热器使用频率与系统功率限制,尤其是在持续潮湿的环境中。加热器也无法帮助消除负 RH 偏移,因为导致这些误差的原因是高温暴露。