ZHCU873C june   2021  – july 2023 HDC3020 , HDC3020-Q1 , HDC3021 , HDC3021-Q1 , HDC3022 , HDC3022-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1HDC302x 器件
    1. 1.1 采用 WSON 封装的 HDC3020
    2. 1.2 采用 WSON 封装的 HDC3021
    3. 1.3 采用 WSON 封装的 HDC3022
  5. 2存储和处理指南
    1. 2.1 暴露于污染物中
    2. 2.2 化学分析
      1. 2.2.1 饱和和恢复测试
      2. 2.2.2 长时间暴露
    3. 2.3 包装和存储
      1. 2.3.1 组装
      2. 2.3.2 在极端环境中的应用
  6. 3对 HDC3020 进行编程
    1. 3.1 按需触发
    2. 3.2 自动测量
    3. 3.3 对 CRC 进行编程
      1. 3.3.1 CRC C 代码
    4. 3.4 凝结消除
    5. 3.5 偏移误差校正
      1. 3.5.1 采用指板的偏移误差校正示例
  7. 4参考文献
  8. 5修订历史记录

偏移误差校正

偏移误差校正算法可以对器件进行校准,并校正该器件因处理不当或接触污染物而出现的任何传感器漂移。在一些情况下,器件因为进行加速老化测试、接触化学品或处理不当而永久地出现了漂移。长时间对湿度传感器进行高温加热(例如,对其进行烘烤)可以消除长期暴露在极端条件下和/或严重污染情况下而产生的漂移,但在很多应用中,在现场安装传感器后此方法并不实用。更换出现此漂移的器件会很昂贵,另外还需要技术人员花费大量的时间来更换相应的系统模块。很多聚合物型传感器容易出现这类漂移,因此迫切地需要寻找一种解决方案来校正此类误差。此算法可以降低成本,并可能有助于延长产品的使用寿命。

本节将介绍校正 HDC3020 中湿度偏移所需的电气设计、机械设计和建议布局。偏移误差校正算法可以对器件进行校准,并校正该器件因处理不当或接触污染物而出现的任何传感器漂移。

此功能应该采用按需触发模式。在该算法完成运行后,用户可以继续以所需的任何其他模式来运行器件。此功能适用于存在正湿度漂移的器件。

此技术采用内置的加热器来消除该漂移。固件例程的触发可以通过多种方式中的任何一种来实现,可供选择的方式包括云连接的手机应用、按钮按压、定期触发或仅在上电复位 (POR) 时发生。实现的确切方式由开发人员决定,同时也取决于具体应用。以下示例中使用了软件中断来触发校准例程的执行。用户可以根据需要多次运行该算法。不过,TI 建议每年运行一次该算法,或者每次怀疑器件受到某些化学品污染时运行一次。

必须在受测器件上打开加热器并观察可实现的最高温度。在这方面,不同的封装和布局都会对加热器性能产生一定的影响。图 3-4 介绍了可在 HDC 器件上实现的不同布局注意事项。带有切口的 EVM 和布局只需更低的电流,即可执行偏移误差校正算法。不过,如果布局只有很小的或几乎没有隔热能力,则需要大得多的电流才能执行此命令。该器件具有 125°C 的建议最高温度,但一些布局无法支持升至该温度。第一步是了解器件可在给定布局下达到的最高温度(如果首先没有切口),然后更改布局(如果可能)来获取最佳结果。

GUID-20210624-CA0I-JD02-MRK4-HSG76L6XQMZR-low.png图 3-4 隔热示例.

HDC3020s 加热器功率设置也可以进行自定义。用户可以根据自有工作电压、布局和整体应用来选择功率设置,并且这可以帮助用户降低功耗。表 3-2 展示了经过测试的一些常见功率设置以及对应的近似功耗。如果用户打算修改加热器配置,则必须使用查找表来生成详尽的功率分析。

表 3-2 推荐的加热器配置
加热器功率设置加热器十六进制代码CRC加热器典型电阻 (Ω)典型值 3.3V VDC 时的电流 (A)典型值3.3V VDC 时的功率 (W)典型值5V VDC 时的电流 (A)典型值5V VDC 时的功率 (W)

25%

0x009F

0x96

150.35

21.95 mA

72.43mW

33.26 mA

166.29mW

50%

0x03FF

0x00

71.04911037

46.45 mA

153.27mW

70.38 mA

351.87mW

100%

0x3FFF

0x06

35.92

91.89 mA

303.22mW

139.22 mA

696.1mW

应当使用特性表或查找表 (LUT) 来为这些器件应用正确的湿度偏移。TI 提供了两个建议布局的 LUT,其中一个建议布局的 LUT 可以在数据表中找到。另一个建议布局可以在本节末尾找到。这些表格的特点是均是使用温度和湿度处理室(例如:TE1007H)和高精度温度和湿度参考(例如:冷镜)得到的,并且测试记录了从初始条件直到器件达到湿度偏移的温度升高情况。下一节中的表 3-2 记录了 10% 至 45%RH 和 15°C 至 30°C 范围内的值。

图 3-5 介绍了使用该 LUT 所需的步骤。运行此算法后获得的湿度值就是必须从器件中减去来校正误差的偏移值。您可以使用偏移寄存器来将此偏移应用到该器件。更多相关信息,请参阅数据表。

GUID-20220401-SS0I-JX6M-M3SK-FQF7DSTWGTV5-low.svg图 3-5 展示偏移误差校正算法的流程图.

您可以在正常工作期间随时执行该算法,每次运行该算法后,都会出现逐次逼近。当偏移较大时,多次运行漂移校正可能有助于降低误差。查找表会在固件执行开始时进行初始化。在读取环境条件数据后,该逻辑会用于挑选要用于加热升温截止温度的行和列位置。图 3-6 展示了一个示例,供快速了解如何从 LUT 选择总温升,以及应该从偏移寄存器中减去什么值。在图 3-6 中,Rx(第一列)表示加热器启动前器件测得的湿度 %RH 设定点。CX(第一行)表示加热器运行前器件测得的温度。

GUID-20220525-SS0I-GKPT-6PMP-B6NHP7NPSCQP-low.png图 3-6 查找表 (LUT) 示例.

下面介绍了基于两个独立布局的查找表。如果您的布局具有相似的厚度、类似切口以及相同的隔热性能,则可以使用这些查找表。