温湿度传感器SHT11数据手册(中文)版

1、SN5IRION赛世 HI用SHT7x数字温湿度传感器SHTIx/SHT 7x（请以英文为准，译文仅供参考）相对湿度和温度测最兼有露点全部校准数字输出，卓越的长期穏定性无需额外部件超低能耗表面贴片或4引脚安装完全互换超小尺寸（I动休眠SHT1X/SHT7X产品概述SHTxx系列单芯片传感器是一款含冇已校准数字信 号输出的温湿度复介传感器。它应用专利的工业 COMS过程微加工技术（CMOSens®）,确保产品 真仃极高的町靠性与卓越的长期稳泄性。传感器包括 一个电容式聚介体测湿尤件和一个能隙式测温尤件， 丿'i与一个14位的A/D转换器以及串行接11电路在同 一芯片上实现无缝连

2、接。因此，该产品具有品质車 越、超快响应、抗F扰能力强、性价比极高等优点。 每个SHTxx传感器都在极为精确的湿度校验宰中进 行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存 中.传感器内部在检测信号的处理过程屮耍调用这些 校准系数。两线制申行接I I和内部甚准电斥，使系统集成变得简 易快捷。超小的体积.极低的功耗，使其成为各类应 用Jt至最为苛刻的应用场介的最佳选则。产品提供表面贴片LCC （无铅芯片）或4针单排引脚 封装.特殊封装形式可根据用户需求而提供。_腹通空调HVAC_测试及检测设备_汽车数据记录器_消费品自动控制_气彖站_家电_湿度调节器-医疗应用领域_除湿器型号测湿精度 %RH测温精

3、度在 25封装SHT 10±4.5±0.5SMD (LCC)SHT 11±3.0±0.4SMD (LCC)SHT 15±2.0±0.3SMD (LCC)SHI Z1±3.0±0.44-pin单排直插SHT 75±1.8±0.34-pin单排貫插订货信息框图大连北方测控工程有限公司ww.humiditY.cnSHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世 HI啟SN5IRIONth. WBHwrin 口ifwiiArrrV3.01 2007.083/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世 H

4、I啟V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世 HI啟1 传感器性能说明参数厂条件Min.Typ. | Max. | 单位湿度分辨率0.50.030.03%RH81212Bit車复性±0.1%RH精度 不确定性线性化参见图1互换性可完全互换卄线性度原始数据±3%RH线性化«1%RH量程范围0100%RH响应时间1/e (63%) 25 1m*s 空气6810S迟滞±1%RH氏期稳定性典型值<0.5%RH/yr温度分辨率0.040.010.01°C0.070.020.02°F121414Bit重复

5、性±0°C±0.2°F精度參见图1量程范围-40123.8°C-40254.9°F响应时间1/e (63%)530sTemperature accuracy±1 e*F表1 传感器性能说明2 接口说明V3.01 2007.084/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世 HI啟SHT1x(slave)图2 典型应用电路2.1电源引脚SHTxx的供电电压为2.4-5.5Vo传感器上电后，要 等待11ms以越过“休眠”状态。在此期间无石发送 任何指令。电源引脚（VDD, GND）之间可增加一个 100nF的电容，用以去耦滤

6、波。2.2串行接口（两线双向）SHTxx的串行接I I,在传感器信号的读取及电源损耗 方而，都做了优化处理：但与Fc接ii不兼容，详情2.2.1 串行时钟输入（SCK）SCK用J：微处理器与SHTxx之间的通讯同步。由F 接II包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频 率。2.2.2 串行数据（DATA）DATA三态门用J：数据的读取。DATA在SCK时钟卜 降沿Z后改变状态，并仅在SCK时仲上升沿仃效。 数据传输期间，在SCK时钟鳥电半时.DATA必须保 持稳定。为避免信弓冲突，微处理器应驱动DATA在 低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10kQ）将 信号捉拉至高电平（参见图2） o上

7、拉电阻通常己包 含在微处理器的I/O电路屮。详细的IO特性.参见表 5。V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世 HI啟参见FAQ.默认的测量箱度为14bit （淑度）和12bit （湿度）通过状态寄存器可分别降至12bit和8bi仁Bits的冇效数字琵 毎支SHTxx传感器都在25'C （77 T）和3.3V条件下进行过标定并且完全符合粘度指标。V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器9E 世 HI 3BSeNSIRIONV3.01 2007.085/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器9E 世 HI 3BV3.0

8、1 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器9E 世 HI 3B命令代码预留0000x温度测量00011湿度测量00101读状态寄存器00111写状态寄存器00110预留0101X-1110X软复位，复位接|丨、淸空状态寄存 器，.即清空为默认值下一次命令前等待至少11ms11110表2 SHTxx命令集DATATranbmissionlStart2.2.3 发送命令用一组“启动传输”时序，来表示数据传输的初始 化。它包括：当SCK时钟高电平时DATAB转为低电 平.紧接着SCK变为低电平.随后是在SCK时钟高 电平时DATA翻转为高电平。图3启动传输11时序后续命令包含三个

9、地址位（口前只支持“000”），和 五个命令位。SHTxx会以卜述方式表示已正确地接收 到指令：在第8个SCK时钟的卜降沿Z后,将DATA 卜拉为低电平（ACK位）在第9个SCK时钟的卜降 沿Z后，释放DATA （恢复高电平）o2.2.4 测量时序（RH和T）发布一组测量命令（*00000101*表示相对湿度RH,4ooooooir表示温度T）后，控制器耍等待测杲结 束。这个过程需耍人约20/80/320ms .分別対应 8/12/14bit测最。确切的时间随内部晶振速度,最多可 能仃30%的变化。SHTxx通过卜拉DATA至低电平并 进入空闲模式.表示测杲的结束。控制器在再次触发 SCK时钟

10、前,必须等待这个“数据备妥”信号來读出 数据。检测数据町以先被存储.这样控制器可以继续执 行其它任务在需耍时再读出数据。接着传输2个字节的测最数据和1个字节的CRC奇偶 校验。UC需耍通过卜拉DATA为低电平，以确认每个 字节。所有的数据从MSB开始，右值冇效（例如：対 f 12bit数据,从第5个SCK时钟起算作MSB；而对 于8bit数据.首字节则无意义）o用CRC数据的确认位，农明通讯结束。如果不使用 CRC-8校验，控制器可以在测駅值LSB后，通过保持 确认位ack高电平，來中止通讯。在测录和通讯结束后，SHTxx向动转入休眠模式。警告：为保证自身温升低J： O.VC, SHTxx的激

11、活时 间不要超过10%（例如,对应12bit®度测屋，每秒最 多进行2次测鼠）o2.2.5 通讯复位时序如果与SHTxx通讯中断.卜列信兮时序町以复位串 口：半DATA保持高电平时，触发SCK时钟9次或更多。 在卜一次指令前，发送一个“传输启动”时序。这些 时序只复位串II.状态寄存器内容仍然保留。sck 7A777A7TTV7T_图4通讯复位时序''2.2.6 CRC-8 校验数7信号的整个传输过程由8bit校验來确保。任何错 谋数据将被检测到丿卜淸除。详情可参阅应用说明PRC8校验仁V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器9E 世 H

12、I 3BTransesakxi StadDATA /SCK. BAM SHIWiDATA/、1Ptain = uC cnmmte DATA ligV 1C4 O 0 Cl CO aotel/wwwwvAMreaa-WXCommand-WiorMe5uretn?n(-trams lo< 12 tit-2(Xns d 8 MV3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器9E 世 HI 3Bfik<)KiuiTwMfR hDimdhiranjtx lioHn vmi OTa bro or DATASCKV3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿

13、度传感器9E 世 HI 3BV3.01 2007.086/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器9E 世 HI 3BCRC-flDATASCK_/""/ TwWwVvxMsin5btor ne?l meamye*帕“tonanSffH&cn $&aiiV3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器9E 世 HI 3BV3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器9E 世 HI 3B图 5 rh 测呈时序举例：-00001001 ooirooor= 2353 = 75.79%rh度补偿)V3.01 2007.0

14、8#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器產世璃19SeNSIRIONTH. WMWMira CXlfUIP-A*rrWWI *rif ddf.9CfHTwr*iorl图6测量时序概览（TS=启动传输）V3.01 2007.087/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器產世璃19V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器產世璃190 Q 0 01 1 0 o-Ttelalubn 予 目阳111 2.3状态寄存器SHTxx的菜些高级功能可以通过状态寄存器实现。K 面的章节概括介绍了这些功能。详情可参阅应用说明11状态寄存器SCcnmandVJCwnad图8状态寄

15、存器读Bit类型说明默认值706R电最不足（低电压检测）O 对应 Vdd >2.47T对应 Vdd <2.47X无默认值， 此位仅在测屋 结束后更新50403仪供测试.不使用02RW加热0关1RW不从OTP加我0加裁0RWT=8brtRH/12t>ltT 分辨率 0=12txtRH?14t)itT 分構車012MRH14MT表3 状态寄存器位2.3.1 测量分辨率默认的测吊分辨率分别为Mbit （温度）、12bit （湿 度），也可分别降至12bit和8bito通常在高速或超 低功耗的应用中采用该功能。2.3.2 电量不足“电武不足”功能可监测到Vdd电压低J-2.47V的

16、状态。精度为土0.05Vo2.3.3 加热元件芯片上集成了一个可通断的加热元件。接通后，可将 SHTxx的温度提高人约5-15*C （9-27T）。功耗增加 8mA 5Vo应用J：比较加热前后的温度和湿度值，叮以综合验证两个传 感器元件的性能。在高湿度（>95%RH）环境中，加热传感器町防止凝露，同时缩短其响应时间,提高测量粘度。警告：加热后较之加热前，SHTxx将显示温度值略 有升高、相对湿度值稍有降低。2.4电气特性VDD=5V, T = 25r,除非特殊标注参数条件Min.Typ.Max.单位供电DC2.455.5V供电电流测厳550mA平均21312814'mA休眠0.3

17、1.5pA低电平输出电压la <4mA0250mV高电平输出电压Rp<25kQ90%100%Vdd低电平输入电压下降沿020%Vdd高电平输入电爪上升沿80%100%Vdd焊盘匕的输入电流1mA输出峰值电流on4mA三念门（off）1020pA表4 SHTxx DC特性条件MinTyp-Ma单位FsckSCK频率VDD > 4.5 V10MHzVDD<4.5V1MHzTffoDATA下降时间输出负载5 pF3.51020ns输出负载100 pF3040200nsTcuSCK高/低时何100nsTvDATA仃效时250nsTsuDATA设定时100nsThoDATA保持时

18、间010nsTf/TfSCK升/降时间200ns表5 SHTxx I/O信号特性V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器產世璃19V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器產世璃19试样参数周期性抽检但lh 100%检测 由于传感器存3.3V校很 対于要求最高粘度测敞推荐采用2.4-3.6V供电 毎抄进行次Obit衲度的测駅.不加裁OTP伺毎秒进厅一次12brtffi度的测昴V3.01 2007.08#/9SeNSIRION盛世确用SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SOrhClC2C312 bit40.0405-2.8*10-68

19、bit-40.648-7.2 M0-RH.ear = C1 +c2 eSORH+C3 eS0RH2VDDdgdiT5V-40.00-40.004V-39.75-39.553.5V3-39.66-39.393V3-39.60-39.282.5V-39.55-39.19SOtd2©d.T14bit0.010.01812bit0.040.0723输出转换为物理量3.1相对湿度为了补偿湿度传感器的护线性以获取准确数 据，建议使用如下公式I修止输出数值：表6 湿度转换系数 简化的修止算法，可参阅应用说明“相对湿度 与温度的非线性补偿”。对高于99%RH的那些测G值则表示空气已经 完全饱和，必须

20、被处理成显示值均为100% SOrh R示传感器的郴对湿度输出数值（大约范国右963400 2如果传感器过度潮押（传感器农而岀现强冷凝输出信号有时假会低RHo 湿度传感器対电压卑本上没仃依赖性。3.2温度由能隙材料PTAT （止比于绝对温度）研发的温度 传感器1 '仃极好的线性。可用如下公式将数字输 出转换为温度值：Temperature =+d2 SOt表8 温度转换系数 在极端丁作条件下测最温度时，可使用进一步 的补偿算法以获取高梢度。可参阅应用说明“相 对湿度与温度的非线性补偿”。3.3露点山于湿度与温度经由同块芯片测最，SHTxx 系列产品可以同时实现高质量的露点测量。可 参阅

21、应用说明“露点计算”OV3.01 2007.088/9SeNSIRION盛世确用SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器图10从SOrh转换到相对湿度3.1.1 湿度传感器相对湿度的温度补偿实际测最温度与25°C （77下）相左较人时, 应考虑湿度传感器的温度修止系数：RH叫=（Tc.25）e（tB+t2 SOW1）+RHI1_SOrhtit212 bit0.010.000088 bit0.010.00128表7温度补偿系数3 SHTXXV4版伎悠禍改进的度系(d1賦值*对 I 3.5V： di <r)J.5V=39.60/d1(T)_3. 5V=39.28 对 J - 3V：

22、di (1C) _3V=39.50 /d1( T) JV=39.10 对 |2.5V: di (D _2.5V=39.45/d1(TL2.5V=39.01相半于-0.12%RH/*C 50 %RHV3.01 2007.089/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器4应用信息V3.01 2007.0810/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器4.1工作与贮存条件超出建议的工作范围可能导致高达3%RH的临时 性漂移信号。返回止帘工作条件后，传感器会缓慢 地向校准状态恢复。要加速恢复进程可参阅4.3小 节的“恢复处理”。在非

23、止常工作条件下长时间 使用会加速产品的老化过程。4.2暴露在化学物质中电容式湿度传感器的聚介层会受到化学蒸汽的T 扰，化学物质在聚合层中的扩散可能导致测帚:值 漂移和灵敬度下降。在个纯禅的环境中，污染 物质会缓慢地釋放出公。下文所述的恢复处理将 加速实现这过程。岛浓度的化学污染会导致传 感聚合层的彻底损坏。4.3恢复处理迎丁极限工作条件下或化学蒸汽屮的传感器，通过 如卜处理程序，可使梵恢复到校准时的状态。在80-90-C（176-194T）和 5%RH的湿度条件下保持 24小时（烘干）：随后在20-30°C（70-90T）和74%RH的湿度条件下保持48小时以上。（重豹水合）4.4温

24、度影响气体的相对湿度，在很人程度上依赖于温度。因 此在测帚湿度时，应尽可能保证湿度传感器在同 一温度下工作。如果与禅放热届的电了元件共用个卬刷线路 板，在安装时应尽可能将SHTxx远离电犷元件， 并安装在热源下方，同时保持外売的良好通风。为降低热传导，SHT1X与印刷电路板英它部分的 铜镀层应尽可能最小,并在两者之间留出 谴缝 隙（参见图13） o4.5隔膜采用隔膜可防止灰尘进入以保护传感器同时会减 少化学蒸汽的浓度。为获得最佳的响应时间，隔 膜后面的空气体积应减至加小。对于SHT1X封装 系列，盛世瑞恩推荐使用SF1型过滤罩以达到最佳 的IP67保护等级。 温度传博黑通过了所冇的测试.没&q

25、uot;仃何標移.亦100%通过包装及电子测人4.6光线SHTxx对光线不敏感。但反时间暴露在太阳光下或 强烈的紫外线辐射中，会使外壳老化。4.7用于密封和安装的材质许多材质吸收湿气并将充诗缓冲器的角色，这会 加人响臧时间和迟滞。因此传感器周边的材质应 谨慎选用。推荐使用的材料仃：所有的金属，LCP,POM （Delrin）, PTFE （Teflon）, PE, PEEK. PP, PB, PPS, PSU, PVDF, PVF用于密封和粘合的材质（保守推荐）：推荐使用充 満环氧树脂的方法进行电/元件的时装，或是硅 树脂。这些材料秫放的气体也冇可能污染 SHTxx（见4.2）。加I后应将传感

26、器置于通风良好 处，或在50°C的环境中干燥24小时，以使Jt在対裝 前将污染气体释放。4.8配线注意事项与信号传输的完整性使SCK和DATA信号线相互平行以及使它们相互徹 近H距离超过10cm （如使川导线时），有可能导 致信号串扰和通讯失败。解决方法是在两个信号 线之间配置VDD和/或GND线。详情可参阅应用说 明 “ESD、latch-up和EMC”。如使用导线，应在电源引脚（VDD, GND）之间 应跨接-个100nF的电容，用以去耦滤波。4.9产品资质本品经过了广泛的各种环境条件的测试。 请联系Sensirion获取详细信息。环境标准结温度循环JESD22 A104B 40

27、9 /125°C,1000cv符合木于册高温高压蒸煮JESD22-A110-B2.3bar125V5%RH+2 %RH的可逆標 移高温和湿度JESD22-A101-B 85°C 85%RH 1250h+2%RH的可逆漂 移盐雾试验DIN-50021 ss符合本手册冷凝空气符合本于册冷冻循环 完全浸没20/+90°C,100cy30min驻留时间+2%RH的可逆漂 移各种汽车化学品DIN 72300-5符介本于册表9 品质测试（摘录）4.10 ESD （静电释放）ESD静电禅放符合MIL STD 883E标准method 3015 （人 体模式 2KV）电路闭锁测试

28、依据JEDEC17标准, 满足强制电流在±100mA,环境温度Tamb = 80°C条件 下不闭锁。详情可参阅应用说明“ESD、latch叩、 EMC”。V3.01 2007.0811/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世确昂V3.01 2007.0812/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世确昂V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世确昂5包装信息5.1 SHT1x（表面安装）V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世确昂缝隙用以减少來IPCB的热传导ttuPin名称注释1GND接地

29、2DATA串行数据，双向3SCK串行时钟，输入4VDD供电 2.4 - 5.5 VDCNC剩余引脚请勿连接5.1.1包装类型表10 SHT1x引脚说明SHT1X采用表而贴装LCC （无铅芯片载体）包装方 式。液品聚合物环氧包覆外壳，标准0.8 mm FR4衬 底。不含铅、侪、汞（完全符合RoHS, WEEE标准要 求）尺寸：7.42X4.88X2.5 mm重星：100毫克SHT1XV3版生产日期用3位门色数字标识于传感器 顶部，格式为“wwy”. （SHT1x V4版：以字母的 形式标注生产该批次传感器的晶圆代码）5.1.2 运输条件SHT1X置T 12mm塑胶盘以100片或400片卷装。（S

30、HT10仅以2000片包装）胶盘以条形码或nJ读标 签分别做标记。批号可口接追踪至生产.校准和测试图12胶带结构利单片包装5.1.3 焊接信息町以便用标准的回流焊炉，操作详见“焊接程序JT-TW接，350°C的温度条件下接触时间须少 于5秒。炸接后，必须将传感器置于74%RH的环境下存放至 少48小时，以保证聚合物的贡新水合。详情可参阅应用说明“焊接规程”。5.1.4 安装举例图13 SHTIxPCB安装举例使用SF1吃隔膜过滤罩可以达到IP67的保护等级。 使用外壳封装，可以保护内部不受环境影响，从而保 证高梢度的湿度测鼠。图14 SHT1X安装举例V3.01 2007.08#/9

31、SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世确昂V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世确昂推存的PCB封装V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世确昂V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器SE世确昂图15 SHT1X尺寸图和引脚尺寸mm （inch）V3.01 2007.0813/9SeNSIRION盛世 ai盟SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器Pin名称注释1SCK串行时钟,输入2VDD供电245.5 V3GND地4DATA串行数据，双向5.2 SHT7x （4-pin 单排引脚）表

32、11 SHT7x引脚说明52.1 包装类型。SHT7X采用4针的单排引脚形式包装。液甜聚合物 环氧包覆外売，标准0.6 mm FR4衬底。不含铅、 倂、汞（完全符合RoHS, WEEE标准要求传感 器头部通过小桥接器实现与引脚的连接，以降低热 传导及响应时间。传感器头部背面的镀金板与 GND引脚相连。在背ifllVDD与GND之间安装了 个100nF的电 容。所有引脚均镀金处理，以防腐蚀。可焊接使 用，也可与1.27 mm （0.05”）的播槽匹配。例如：Preci-dip / Mil-Max 851-93-004-20-001 或 类似产品。总雨最：168 mg,传感器雨疑：73 mgSHT

33、1X V3版 生产H期用3位门色数字标识于传感 器顶部，格式为“wwy”. （SHT1XV4版：批号）V3.01 2007.0814/9SeNSIRION盛世 ai盟SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器V3.01 2007.08#/9SeNSIRION盛世 ai盟SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器5-2.2运输条件SHT7X以32mm胶带卷装运输。毎个比径为13英 寸的标准胶盘町装500片。胶盘以条形码或町渎标 签做单独标记。焊接后，将传感器在74%RH的环境卜存放至少 24小时，以保证聚合物的重新水合。详情可参阅应用说明“焊接规程”OV3.01 2007.08#/9SeNSIRION盛

34、世 ai盟SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器V3.01 2007.08#/9SeNSIRION盛世 ai盟SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器图16胶带结构和单片包装5.2.3 焊接信息可根州抽妹需求捉供兀它包装方式。 大连北方测控工程有限公司地址：大连市高新区学子街2号3-1 -2邮编:116023电话：+86(0)411 39759001/2/3传真：+ 86 (0)411 39759055E*mail : leiWebsite： Website： 使川标准的波绛焊炉，在最高250°C的温度条件下 不超过30秒。干动焊接，在昴爲350°C的温度条件下接触时间须 少于5秒。V3.01 2007.08#/9SHT1x/SHT7x系列温湿度传感器5CN5IRION6 版本日期版本页数（S）变更2002.02初稿1-9首次发布2002.06初稿增加了 SHT7X的内容2003.03定稿V2.01-9重要调整，增加了应用部分说明及齐种小改动V2.011-9打字稿，加入曲线标注2004.06V2.021-9改进了说明书，加入SF1信息，改进了某些用词2005.04V2.031-2加入SHT10信息2005.05V2.041-9修改公司信息2006.0