ZHDT006 January 2026 HDC1080 , HDC2010 , HDC2021 , HDC2022 , HDC2080 , HDC3020 , HDC3020-Q1 , HDC3021 , HDC3021-Q1 , HDC3022 , HDC3022-Q1 , HDC3120 , HDC3120-Q1
相对湿度 (RH) 传感器在现代系统中发挥着关键作用。在这些系统中，精确的环境感应是保障性能、安全性和使用寿命的基础。这些传感器可测量空气中是否存在水蒸汽，从而为主机系统提供有关环境条件的关键信息。随着各行各业采用更多技术来保护设备，湿度检测已成为各种应用的基础，例如可以确保数据中心实现出色的热平衡、保护工业自动化中的机械、保护电动汽车中的敏感电池系统、实现弹性智能基础设施等。本产品概述旨在详细介绍 TI 当前的湿度传感器产品系列。所有 TI RH 传感器均包含集成式温度检测和加热器元件。图 1 展示了 TI 电容式 RH 传感器的简化结构，而 图 2 概述了 TI 产品系列中的所有特色 RH 传感器。
图 1 电容式 RH 传感器的简化结构
图 2 特色湿度传感器- HDC3x 器件具有超高的 %RH 长期漂移性能和精度，并可通过 NIST 进行追溯。
- HDC2x 器件具有超低功耗，休眠电流为 50nA，平均电流为 0.55µA。
- HDC2010 是采用 WCSP 封装的高性价比、超小型 RH 传感器，尺寸为 1.5 × 1.5mm。
- HDC3120 是 TI 的首款模拟输出湿度传感器，具有比例式输出电压。
- HDC3x 和 HDC2x 器件提供保护套选项：可拆卸胶带或 IP67 滤膜。
- 车规级 Q100 和功能安全：
- 数字：HDC3020-Q1、HDC3021-Q1（胶带）、HDC3022-Q1 (IP67)
- 模拟：HDC3120-Q1
TI 湿度传感器的主要规格比较
表 1 比较了德州仪器 (TI) 当前提供的所有湿度传感器的主要规格。
| 器件 | 保护盖 | 接口 | %RH 精度（典型值） | RH 响应 τ63% | 温度精度（典型值） | 面积 (x × y) | 电源电压范围 | 平均电流（典型值） | 休眠电流（典型值） | 车规级 Q100 | NIST | 警报引脚 | 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 | 胶带 | 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 | 胶带 | 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 | — | 模拟 | ±1.0%RH | 4s | ±0.1°C | 2.5 × 2.5mm | 1.62V 至 5.5V | 250µA | 50µA | — | 是 | — | — |
| HDC3120-Q1 | — | 模拟 | ±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 | 胶带 | 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 典型范围：20-50%RH | 典型温度：30°C | |||||||||||||
湿度传感器保护盖选项
与大多数 IC 不同，RH 传感器具有空腔，直接将聚合物传感器暴露在环境空气中。由此产生若干特殊考虑事项，包括对传感器进行防护，以避免其受到液体、微粒、工艺化学物质（如助焊剂、保形涂层和灌封化合物）及杂物的损害。保护选项包括：
- 可移除型聚酰亚胺™胶带：在制造和组装过程中保护传感器，通常用于保形涂层、灌封和/或 PCB 清洗步骤。使用前必须撕下胶带。
- IP67 ePTFE 膜：永久性保护 — 在制造（例如 PCB 清洗）和终端应用期间提供保护。该膜可阻挡灰尘、液体和光线，同时允许水蒸气通过，从而保护传感元件。IP67 级防水，最深可达 1 米。不用于保护免受气体污染物的影响。
- 底部传感器：传感器位于器件的底层，通常面向 PCB。这种传感器放置方式可有效减少其暴露于灰尘和碎屑的风险。
所有可用的 TI 保护盖选项的横截面示意图如 图 3 所示。
图 3 湿度传感器：保护盖横截面示意图
湿度和温度精度性能比较
所有特色传感器的典型相对湿度 (RH) 性能如 图 5 所示，最高 RH 性能如 图 6 所示。图 7 展示了 TI 湿度传感器的典型温度精度性能，而 图 8 展示了最高温度精度性能。
图 5 典型 %RH 精度
图 7 典型温度精度
图 6 最高 %RH 精度
图 8 最高温度精度图 9 和 图 10 根据前面图表中提供的典型电压，说明了所有特色数字湿度传感器的电流和功耗。
图 9 平均电流消耗
图 10 平均功耗片上加热器概述
所有 TI 湿度传感器都具有电阻式加热元件。根据湿度传感器型号，所用的加热元件将以短时脉冲、不可编程的连续周期或可编程的连续周期运行。表 2 概述了每个特色湿度传感器的加热元件功能。
了解更多
- 应用手册：如何读取 TI湿度传感器并对其进行编程
- 提供了有关湿度传感器的编程和通信的有用指南。
- 应用手册：如何调试 RH 传感器中的 RH 精度问题
- 提供了有关 RH 精度误差的解释和预防策略。
- 应用手册：基于湿度传感器的汽车电子产品进水监测
- 提供了一种基于湿度传感器的检测方法，利用 HDC3020 传感器快速识别密封或通风电子外壳中的进水情况。
- 用户指南：HDC3x 硅器件用户指南
- HDC3x 系列传感器的有用存储和处理指南。
- 用户指南：HDC2x 硅器件用户指南
- HDC2x 系列传感器的有用存储和处理指南。
- 产品概述：温度和湿度传感器的 NIST 可追溯性
- 重点介绍了 NIST 可追溯器件，并讲解了在现代应用中的重要性。
软件支持
如需使用基于 Arduino® 的控制器进行快速原型设计，请访问 TI 的 GitHub® 环境传感器存储库以开始设计。此存储库提供所有可用湿度传感器的示例代码。
如需更深入的基于 C 语言的驱动程序级支持，请访问 TI 基于 GUI 的代码生成器 ASC Studio 以开始设计。
如需其他帮助，请访问 TI E2E 传感器支持论坛。