技术手册 SHT1x (SHT10, SHT11, SHT15) 数字温湿度传感器 完全标定 数字信号输出 低功耗 卓越的长期稳定性 SMD 封装 – 适于回流焊接 产品概述 NC 1 NC 2 3 4 A5Z NC 11 NC 2.2 MAX NC NC 3.3 ±0.1 2.6 MAX 4.93 ±0.05 0.8 ±0.1 每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标 定，校准系数以程序形式储存在OTP 内存中，用于 内部的信号校准。两线制的串行接口与内部的电压 调整，使外围系统集成变得快速而简单。微小的体 积、极低的功耗，使SHT1x 成为各类应用的首选。 SHT1X 提供表贴LCC 封装，可以使用标准回流焊 接。同样性能的传感器还有插针型封装（SHT7X ） 和柔性PCB封装（SHTA1）。 传感器芯片 此说明书适用于SHT1x-V4。SHT1x-V4 是第四代硅 传感芯片，除了湿度、温度敏感元件以外，还包括 一个放大器，A/D 转换器，OTP 内存和数字接口。 第四代传感器在其顶部印有产品批次号，以字母及 数字表示，如“A5Z”，见图1。 2.5 ±0.1 0.6 ±0.1 sensor opening 5.2 ±0.2 4.2 ±0.1 1.27 ±0.05 1.5 ±0.2 2.0 ±0.1 1.5 ±0.1 1.83 ±0.05 7.47 ±0.05 0.95 ±0.1 SHT1x (包括 SHT10, SHT11 和 SHT15) 属于 Sensirion温湿度传感器家族中的贴片封装系列。 传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微 型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器 采用专利的CMOSens® 技术，确保产品具有极高的 可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个 电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成 的测温元件，并在同一芯片上，与14 位的A/D 转换 器以及串行接口电路实现无缝连接。因此，该产品 具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比 外形尺寸 高等优点。 材质 传感器的核心为CMOS芯片，外围材料顶层采用环氧 LCP ，底层为FR4。传感器符合ROHS 和 WEEE 标准，因此不含Pb, Cd, Hg, Cr(6+), PBB, PBDE。 实验包 图1 SHT1x 传感器尺寸（1mm=0.039inch),“11”表示该传感 器型号为SHT11。 外部接口：1：GND, 2: DATA, 3: SCK, 4: VDD www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 如要进行直接的传感器测量，传感器性能检验或者 温湿度实验(数据记录)，客户可选用 EK-H4，其中 包含 SHT71(与 SHT1x 的芯片相同)传感器，4 路传 感器通道和与电脑配套的软、硬件。更多其他传感 器实验包信息请登录 www.sensirion.com/humidity 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 http://www.efaircn.com/spring/zhjs/ Datasheet SHT1x 传感器性能 相对湿度123 参数 温度45 条件 分辨率 1 min typ max 单位 参数 0.4 8 0.05 12 0.05 12 %RH bit 分辨率 1 精度 2 SHT10 典型值 4.5 最大值 见图 2 精度 2 SHT11 典型值 3.0 最大值 参见图 2 精度 2 SHT15 典型值 2.0 最大值 参见图 2 %RH %RH %RH 重复性 0.1 互换性 可完全互换 1 %RH 原始数据 3 %RH 线性化后 <<1 %RH 8 s 迟滞 非线性 (63%) 响应时间 3 0 工作范围 漂移 100 < 0.5 常规 4 %RH 条件 min typ max 单位 0.04 12 0.01 14 0.01 14 精度 2 SHT10 典型值 0.5 最大值 参见图 3 精度 2 SHT11 典型值 0.4 最大值 参见图 3 精度 2 SHT15 典型值 0.3 最大值 参见图 3 °C °C °C 重复性 0.1 互换性 可完全互换 工作范围 响应时间6 (63%) °C bit °C -40 -40 123.8 254.9 °C °F 5 30 s °C/yr < 0.04 漂移 %RH %RH/yr ± 3.0 ± 10 ± 2.5 SHT10 ± 2.0 ±6 T (°C) RH (%RH) ±8 SHT10 ±4 SHT11 ±2 SHT11 ± 1.5 ± 1.0 ± 0.5 SHT15 SHT15 ± 0.0 ±0 0 10 20 30 40 50 60 70 Relative Humidity (%RH) 80 90 -40 100 -20 0 20 40 图 3: 每种型号传感器的温度最大误差 电气特性 包装 min typ max 单位 2.4 3.3 5.5 V 休眠状态 2 5 µW 测量状态 3 mW 150 µW 条件 供电电压 功耗 5 平均 通讯 存储条件 80 100 Temperature (°C) 图 2: 25°C 时每种型号传感器的相对湿度最大误差 参数 60 传感器型号 SHT10 SHT11 2 线制数字接口, 参见通讯 SHT15 10 – 50°C (0 – 125°C peak), 20 – 60%RH 包装 数量 订货号 条带和卷轴 2000 1-100218-04 条带和卷轴 100 1-100051-04 条带和卷轴 400 1-100098-04 条带和卷轴 2000 1-100524-04 条带和卷轴 100 1-100085-04 条带和卷轴 400 1-100093-04 此手册内容如有更改，恕不另行通知。 1 2 3 传感器默认测量分辨率为温度 14 位，湿度 12 位。可以通过给状态寄存 器发送命令将其降低为温度 12 位，湿度 8 位。 此精度为出厂检验时，传感器在 25°C (77°F) 和 3.3V. 条件下测试的精度 指标，其不包括迟滞和非线性，且只适于非冷凝环境。 在25℃和1m/s 气流的条件下，达到一阶响应63%所需要的时 间。 www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 0755-61288164 4 在挥发性有机混合物中数值可能会高一些。见说明书1.3。 5 此数值为 VDD=5.5V 在温度为 25°C 时, 12bit 测量，1 次/秒条件下 6 的平均值 响应时间取决于传感器底层的热容和热阻。 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 Datasheet SHT1x SHT1x 用户指南 1 应用信息 工作条件 注意: 回流焊焊接后，将传感器在>75%RH的环境 下存放至少12小时，以保证聚合物的重新水合。否 则将导致传感器读数的漂移。也可以将传感器放置 在自然环境下（湿度>40%RH）5天以上使其重新水 合。 不论在哪种情况下，无论是手动焊接还是回流焊 结，在焊接后都不允许冲洗电路板。所以建议客户 使用“免洗”型焊锡膏。如果将传感器应用于腐蚀 性气体或会产生冷凝水的环境中（例，高湿环 境），引脚焊盘与PCB 都需要被封装起来（如三防 漆）以避免接触不良或短路。 100 60 40 20 Normal Range 0 -40 -20 0 20 40 60 Temperature (°C) 80 100 120 对于SHT1X 的引脚排列，建议使用图7 的尺寸。传 感器衬底外镀30μm 的铜，5μm 的镍和0.1μm 的 金。 2.47 1.97 1.2 TP 0.80 7.47 焊接说明 可以使用标准的回流焊炉对SHT1x 进行焊接。传感 器完全符合IPC/JEDEC J-STD-020D 焊接标准，在最高 260℃温度下，接触时间应小于40 秒。 tP 图 6: 传感器电极的后面, 俯视图. tL No copper in this field 0.47 TS (max) critical zone Time 0.8 preheating 图 5 ：JEDEC 标准的焊接过程图，Tp<=260℃,tp<40sec， 1.8 无铅焊接。TL<220℃,tl<150sec，焊接时温度上升和下降的 速度应小于5℃/sec。 在蒸气回流焊炉中条件为TP<233℃,tp<60 秒，焊 接时温度上升和下降的速度应小于10℃/秒。手动 焊接，在最高350℃7的温度条件下接触时间须少于 5 秒。 7233℃相当于451℉，260℃相当于500℉，350℃相当于662℉ www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 3.48 7.08 1.27 1.27 1.27 TL 4.61 Temperature Ø0.60 1.38 图 4: 工作条件 1.07 7.50 80 Max. Range Relative Humidity (%) 传感器在建议的工作条件下性能正常，请参阅图 4。超出建议的工作范围可能导致信号暂时性漂移 （60 小时后漂移+3%RH）。当恢复到正常工作条 件后，传感器会缓慢自恢复到校正状态。可参阅 1.4 小节的“恢复处理”以加速恢复进程。在非正 常条件下的长时间使用，会加速产品的老化。 1.27 1.27 1.27 1.1 1.8 图 7: 推荐 SHT1x 引脚尺寸. 单位 mm. 1.3 存储条件与操作说明 湿度传感器不是普通的电子元器件，需要仔细防 护，这一点用户必须重视。长期暴露在高浓度的化 学蒸汽中将会致使传感器的读数产生漂移。 因此建议将传感器存放于原包装包括封装的ESD 包 内，并且符合以下条件：温度范围10℃-50℃（在 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 Datasheet SHT1x 有限时间内0-125℃）；湿度为20-60%RH（没有 ESD 封装的传感器）。若传感器没有原包装，则需 8 要存放在内含金属的PE-HD 的ESD袋中。 在生产和运输过程中，要保证传感器远离高浓度的 化学溶剂。要避免使用挥发性胶水、粘性胶带、不 干胶贴纸，或具有挥发性的包装材料，如发泡塑料 袋、泡沫塑料等。生产场合需要保持通风。 详细信息请参考“操作说明”或联系我们。 1.4 恢复处理 暴露在极端工作条件或化学蒸汽中的传感器，可通 过如下处理，使其恢复到校准状态。 1.6 光线 SHT1x 不受光线影响。但长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。 1.7 保护膜 SHT1x 的敏感元件部位直接与空气接触，没有保 护膜。如果在外面加保护膜可防止灰尘和水滴进 入以保护传感器，同时会降低渗入传感器内部的化 学蒸汽的浓度。为了避免加保护膜对响应时间的影 响，保护膜后面的空气体积应尽可能减小。对于 SHT1X 封装系列，Sensirion推荐使用配套的SF1型过 滤罩，达到IP54 保护等级。（若需要更高的防护等 级， 如IP67, SF1 必须用环氧树脂封装在PCB 板 上）。见图9。 烘干：在100-105℃ 和< 5%RH 的湿度条件下保持 10小时； 重新水合：在20-30℃ 和>75%RH 的湿度条件下保 持12 小时9。 1.5 membrane housing SHT1x 温度影响 气体的相对湿度，在很大程度上依赖于温度。因此 在测量湿度时，应尽可能保证所有测量同一湿度的 传感器在同一温度下工作。在做测试时，应保证被 测试的传感器和参考传感器在同样的温度下，然后 比较湿度的读数。 如果SHT1x与易发热的电子元件在同一个印刷线路 板上，在设计电路时应采取措施尽可能将热传递的 影响减小到最小。如：保持外壳的良好通风， SHT1x与印刷电路板其它部分的铜镀层应尽可能最 小，或在两者之间留出一道缝隙。（见图8） PCB Melted plastic pin 图 9: SF1 过滤罩在 PCB 与产品外壳之间的封装 侧 视图。薄膜下面的容积保持最小。 1.8 11 图 8: SHT1x俯视图，PCB板的开口可避免导热 许多材质吸收湿气并将充当缓冲器的角色，这会加 大响应时间和迟滞。因此传感器周边的材质应谨慎 选用。推荐使用的材料有：金属材料, LCP, POM (Delrin),PTFE (Teflon), PE, PEEK，PP, PB, PPS, PSU, PVDF,PVF。 1.9 此外，如果测量频率过高则会导致传感器自身发 热，详细信息请参考3.3 节。 8例如，3M防静电包，“1910”带拉链 975%RH 的湿度场可以很便利的由NaCl 饱和盐溶液制得， 100-105℃对应于212-221℉，20-30℃对应于68-86℉。 盛世物联（深圳）有限公司 用于密封/包装的材质 用于密封和粘合的材质（保守推荐）：推荐使用充 满环氧树脂的方法进行电子元件的封装，或是硅树 脂。这些材料释放的气体也有可能污染SHT7x(见 1.3)。因此，应最后进行传感器的组装，并将其置 于通风良好处，或在50℃的环境中干燥24小时，以 使其在封装前将污染气体释放。 A5Z www.senseiot.com o-ring Tel: 布线规则和信号完整性 如果SCK和DATA信号线相互平行并且非常接近，有 可能导致信号串扰和通讯失败。解决方法是在两个 信号线之间放置VDD和/或GND，将信号线隔开，和 使用屏蔽电缆。此外，降低SCK频率也可能提高信 号传输的完整性。如使用导线，应在电源引脚 （VDD，GND）之间加一个100nF的去藕电容，用于 滤波。此电容应尽量靠近传感器。详情可参阅 “ESD, 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 Datasheet SHT1x 2.3 Latchup and EMC” 应用说明。 DATA 引脚为三态结构，用于读取传感器数据 . 当 向传感器发送命令时, DATA 在 SCK 上升沿有效且 在 SCK 高电平时必须保持稳定。DATA 在 SCK 下 降沿之后改变。为确保通讯安全，DATA 的有效 时间在 SCK 上升沿之前和下降沿之后应该分别延 长至 TSU and THO – 参见图 11。 当从传感器读取数 据时, DATA TV 在 SCK 变低以后有效，且维持到下 一个 SCK 的下降沿 。 1.10 ESD (静电释放) ESD静电释放符合MIL STD 883E 方法 3015标准（人 体模式±2KV）。 电路闭锁测试依据JEDEC78A标准，满足强制电流在 ±100 mA，环境温度Tamb = 80℃条件下不闭锁。详情 可参阅应用说明“ESD、latch-up、EMC”。 2 接口定义 引脚 名称 描述 NC 1 2 1 GND 地 2 DATA 串行数据, 双向 3 SCK 串行时钟, 输入口 4 VDD 电源 NC NC 必须为空 3 4 A5Z 11 为避免信号冲突，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：10kΩ）将 信号提拉至高电平。上拉电阻通常已包含在微处理 器的I/O 电路中。详细的I/O 特性，参见表2。 NC NC NC NC NC 2.4 电气特性 电气特性，如能耗，高、低电平，输入、输出电压 等，都取决于电源。表2 详细解释了SHT1x 的电气 特性，若没有标明，则表示供电电压为5V。若想与 传感器获得最佳通讯效果，请设计时严格遵照表3 与图11的条件。 表 1: SHT1x 引脚分配, NC 保持悬空. 2.1 串行数据 (DATA) 电源引脚 (VDD, GND) .参数 SHT1x 的供电电压范围为2.4-5.5V, 建议供电电压为 3.3V。在电源引脚（VDD,GND）之间须加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。见图10。 条件 供电电源 DC10 SHT1x 的串行接口，在传感器信号的读取及电源 损耗方面，都做了优化处理；传感器不能按照I2C 协 议编址，但是，如果I2C 总线上没有挂接别的元件， 传感器可以连接到I2C 总线上，但单片机必须按照传 感器的协议工作。 GND SHT1x DATA SCK VDD A5Z 11 GND V 0.55 1 mA 28 µA 1.5 µA 250 mV 低电平输出电压 IOL < 4 mA 0 高电平输出电压 RP < 25 kΩ 90% 100% VDD 低电平输入电压 下降 0% 20% 高电平输入电压 上升 80% 100% VDD 1 µA 4 mA 20 µA 开 三态 (关) 10 VDD 表 2: SHT1x 直流 特性. RP 表示上拉电阻, IOL 指 低电平 输出电流 (Slave) 图 10: 典型应用电路, 包括上拉电阻 RP 和 VDD 与 GND 之间的去藕电容。. 2.2 5.5 0.3 休眠状态 输出电流 100nF 2.4 – 5.5V 2 平均值 11 3.3 焊盘上的输入电流 RP 10kΩ MicroController (Master) 2.4 测量状态 供电电流 VDD 最小 典型 最大 单位 串行时钟输入(SCK) SCK 用于微处理器与SHT1x 之间的通讯同步。由于 接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK 频 率。 VDD 对 GND 的绝对最大值为+7V 和-0.3V 。如果传感 器工作在绝对最大值条件下时间过长，会影响传感 器的稳定性（如：热载流效应 ，氧化）。为保证传 感器的准确通讯，用户在信号设计时，请严格按照 表 3 和图 11 中参数和时序 。 10 11 为保证传感器的最高精度，建议供电电压为3.3V。 最小值基于每秒进行一次8 位精度的测量，不加载OTP。 典型值基于每秒进行一次12 位精度的测量。 www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 Datasheet SHT1x TSCK TSCKH TSCKL TR TF SCK 10% DATA valid write DATA valid read 90% DATA SCK 高/低 时间 TR/TF SCK 上升/下降时间 DATA 下降时间 max 单位 命令 代码 VDD > 4.5V 0 0.1 5 MHz 预留 0000x VDD < 4.5V 0 0.1 1 MHz 温度测量 00011 ns 湿度测量 00101 100 1 200 * ns 读状态寄存器 00111 OL = 5pF 3.5 10 20 ns 写状态寄存器 00110 OL = 100pF 30 40 200 ns 预留 0101x-1110x DATA 上升时间 ** ** ** ns TV DATA 有效时间 200 250 *** ns TSU DATA 设置时间 100 150 *** ns THO DATA 保持时间 10 15 **** ns * TR_max + TF_max = (FSCK)-1 – TSCKH – TSCKL ** TR0 is determined by the RP*Cbus time-constant at DATA line *** TV_max and TSU_max depend on external pull-up resistor (RP) and total bus line capacitance (Cbus) at DATA line **** TH0_max < TV – max (TR0, TF0) 软复位, 接口复位, 状态寄存器复位即恢 11110 复为默认状态.在要发送下一个命令前， 至少等待 11ms. 表 4: SHT1x 命令集 3.3 温湿度测量 发布一组测量命令（‘00000101’表示相对湿度 RH，‘00000011’表示温度T）后，控制器要等待测 量结束。这个过程需要大约20/80/320ms，分别对应 8/12/14bit 测量。确切的时间随内部晶振速度，最多 可能有-30%的变化。SHT1x 通过下拉DATA 至低电平 并进入空闲模式，表示测量的结束。控制器在再次 触发SCK 时钟前，必须等待这个“数据备妥”信号 来读出数据。检测数据可以先被存储，这样控制器 可以继续执行其它任务在需要时再读出数据。 表 3: SHT1x I/O 信号特性, 在图 11 中出现的 OL 表示输出负 载。 3 传感器的通讯 接着传输2个字节的测量数据和1 个字节的CRC 奇 偶校验（可选择读取）。uC 需要通过下拉DATA 为 低电平，以确认每个字节。所有的数据从MSB 开， 右值有效（例如：对于12bit 数据，从第5个SCK 时 钟起算作MSB；而对于8bit 数据，首字节则无意始 义）。 启动传感器 首先，选择供电电压后将传感器通电，上电速率不 能低于1V/ms。通电后传感器需要11ms 进入休眠状 态，在此之前不允许对传感器发送任何命令。 3.2 后续命令包含三个地址位（目前只支持000”）， 和五个命令位。SHT1x 会以下述方式表示已正确地 接收到指令：在第8 个SCK 时钟的下降沿之后，将 DATA 下拉为低电平（ACK 位）。在第9 个SCK 时钟 的下降沿之后，释放DATA（恢复高电平）。 typ TRO 3.1 图 12: "启动传输" 时序 min 条件 SCK 频率 TSCKx 10% 10% 图 11: 时序图,缩写词在表 3 有注释。 加重的 DATA 线由传感器控制,普通的 DATA 线 由单片机控制. 有效 时间依据 SCK 的时序。请注意 数据读取的有效时间为 前一个切换的下降沿。 参数 90% DATA TRO TFO TV TFO 10% THO TSU FSCK 90% SCK 90% 发送命令 用一组“ 启动传输”时序，来完成数据传输的初 始化。它包括：当SCK 时钟高电平时DATA 翻转为低 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。参见图12。 www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 在收到CRC 的确认位之后，表明通讯结束。如果 不使用CRC-8 校验，控制器可以在测量值LSB 后， 通过保持ACK高电平终止通讯。在测量和通讯完成 后，SHT1x 自动转入休眠模式。 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 Datasheet SHT1x 3.6 状态寄存器 警告: 为确保自身温升小于 0.1°C, SHT1x 的激活时 间应小于测量值的 10% – e.g. 对于 12 位测量，最 多 1 秒 1 次。 通讯复位时序 图 14: 90% 9 TS Transmission Start 0 0 0 0 0 1 1 1 Status Register Checksum 90% DATA 图 15: 10% 图 13: 复位时序 状态寄存器读 LSB 关 于 如 何 计 算 CRC ， 请 参 考 “CRC Checksum Calculation” 。 Transmission Start Address = ‘000’ A2 A1 A0 MSB Checksum ACK 数据传输的可靠性由 CRC-8 的校验来保证. 它确保 可以检测并去除所有错误数据。 如上所述，用户 可选择是否使用 CRC 功能。 Wait for 0 0 DATA ready 0 0 0 Command LSb ACK CRC-8 Checksum 计算 ACK 图 16 和 17 描述了整个通讯过程。 TS 3.5 状态寄存器写 10% ACK 4-8 ACK Bit 7 3 2 Status Register ACK TS SCK 1 0 0 0 0 0 1 1 0 ACK Bit 7 在读状态寄存器或写状态寄存器之后，8 位状态 寄存器的内容将被读出或写入，参阅表 4。通讯 请阅图 14 和图 15-状态寄存器各 bit 请参阅表 5。 如果与SHT1x 通讯中断，可通过下列信号时序复 位：当DATA 保持高电平时，触发SCK 时钟9 次或更 多，参阅图13。接着发送一个“传输启动”时序。 这些时序只复位串口，状态寄存器内容仍然保留。 ACK Bit 7 3.4 SHT1x 的某些高级功能可以通过给状态寄存器发 送指令来实现，如选择测量分辨率，电量不足提 醒，使用 OTP 加载或启动加热功能等。下面的章 节概括介绍了这些功能。详情可参阅应用说明 “状态寄存器”。 图 16: 测量时序. TS = 传输开始, MSB = 高有效字节, LSB =低有效字节, LSb = 低有效位。 Command = ‘00101’ C3 C2 C1 C0 C4 Measurement (80ms for 12bit) ACK SCK DATA A2 Idle Bits 14 13 15 12 MSb 11 A1 10 A0 9 8 C4 C3 C2 C1 ACK C0 12bit Humidity Data ACK 7 6 5 4 Sensor pulls DATA line low after completion of measurement 3 2 1 LSb 0 Skip ACK to end transmission (if no CRC is used) ACK SCK DATA 15 13 14 MSb 7 12 6 5 10 11 9 ACK 8 CRC-8 Checksum 4 3 2 1 LSb 0 ACK 0 ACK 7 6 5 4 Sleep (wait for next measurement) 3 2 1 0 ACK Transmission Start SCK DATA 7 6 5 4 3 2 1 图17: 相对湿度测量时序示例，数值“0000’0100‘0011’0001”=1073=35.50%RH（未包含温度补偿）。DATA 有效时间已标 出，可参见DATA 线。加粗部分的DATA 线由传感器控制，普通的DATA 线由单片机控制。 www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 SORH 12 bit 8 bit 描述 7 预留 0 6 R 电量不足(低电压检测) ‘0’ for VDD > 2.47 ‘1’ for VDD < 2.47 X 5 预留 0 4 预留 0 3 仅供测试 ，用户不要使 用 0 无默认值, 每次 测量后更新 1 R/W 不从 OTP 加载 0 加载 80% 12bit 湿度 14bit 温度 60% 40% 20% 0% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 SORH sensor readout (12bit) 表 5: 状态寄存器位描述 图 18: 从 SORH 到相对湿度的转化 测量分辨率: 默认分辨率 14bit (温度) 和 12bit (湿度) 可以被降低为 12 和 8bit. 尤其适用于要求测量速 度极高或者功耗极低的应用。 4.2 电量不足检测功能： 在电压不足 2.47V 发出警 告。精度为0.05 V。 加热:可通过向状态寄存器内写入命令启动传感器 内部加热器.。加热器可以使传感器的温度高于周 围环境 5 – 10°C12 。功耗大约为 8mA @ 5V 。 例如，加热元件可用于传感器的功能性测试: 加 热前和加热后的温湿度比较. 温度将会上升而湿 度会降低. 露点不变 请注意: 此时测出的温度为传感器本身温度而并 非周围环境温度。因此, 加热器不适于持续使 用。 OTP 加载:开启此功能，标定数据将在每次测量前 被上传到寄存器。如果不开启此功能，可减少大 约 10ms 的测量时间。 湿度信号的温度补偿 由于实际温度与测试参考温度25℃ (~77℉)的显著 不同， 湿度信号需要温度补偿。温度校正粗略对 应于0.12%RH/℃@50%RH，温度补偿系数请参阅表 7。 RH true TC 25 t 1 t 2 SO RH RH linear SORH 12 bit 8 bit t1 0.01 0.01 t2 0.00008 0.00128 表 7: 温度补偿系数 4.3 温度 由能隙材料PTAT (正比于绝对温度) 研发的温度传感 器具有极好的线性。可用如下公式将数字输出(SOT) 转换为温度值，温度转换系数请阅表8： T d1 d 2 SO T 4 信号转换 4.1 c3 -1.5955E-6 -4.0845E-4 100% 0 关 0 c2 0.0367 0.5872 99%以上的湿度已经接近饱和必须经过处理显示 100%RH13. 请注意 湿度传感器对电压无依赖性。 2 R/W 加热器 ’1’ = 8bit 湿度 / 12bit 温 度分辨率 0 R/W ’0’ = 12bit 湿度 / 14bit 温 度.分辨率 c1 -2.0468 -2.0468 表 6: 湿度转换参数 Relative Humidity 位 类型 描述 VDD 5V 4V 3.5V 3V 2.5V 相对湿度 湿度的非线性补偿请参阅图 18 – 为获得精确 的测量数据，建议用以下公式进行信号转换。公 式中的参数见表 6: 2 RH linear c 1 c 2 SO RH c 3 SO RH (%RH) d1 (°C) -40.1 -39.8 -39.7 -39.6 -39.4 d1 (°F) -40.2 -39.6 -39.5 -39.3 -38.9 SOT 14bit 12bit d2 (°C) 0.01 0.04 d2 (°F) 0.018 0.072 13 12 如果湿度较高（传感器表面严重凝露），传感器的输出信 号将会低于100%RH（有的情况下甚至会低于0%RH），当凝 露蒸发后传感器将完全恢复正常。传感器不会因为浸水或凝 露而损坏。 等价于 9 – 18°F www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 12 月 1/12 Datasheet SHT1x 表 8: 温度转换系数. 4.4 露点 SHT1x 并不直接进行露点测量,，但露点可以通过 温度和湿度读数计算得到.。由于温度和湿度在同 一块集成电路上测量，SHT1x 可测量露点。 露点的计算方法很多，绝大多数都很复杂。 对于 -40 – 50°C 温度范围的测量，通过下面的的公式可 得到较好的精度，参数见表 10： RH m T ln 100% Tn T Td RH, T Tn RH m T m ln 100% Tn T 环境 标准 测试结果 15 HTSL 125°C, 1000 h 在规定范围内 TC 在规定范围内 UHST -50°C - 125°C, 1000 循环 Acc. JESD22-A104-C 130°C / 85%RH/ ≈2.3bar, 在规定范围内 THU 85°C / 85%RH, 1000h 在规定范围内 ESD 抗干扰 MIL STD 883E, method 3015 (人体模式 ±2kV) 性 Latch-up 合格 在 Tamb = 80°C，强加电流 合格 ±100mA, acc. JEDEC 17 acc. JEDEC 17 表 8: 品质测试: HTSL = 高温存储时间, TC = 温度循环, UHST = 高温高湿测试, THU = 温湿度无偏差 6 包装 温度 Tn (°C) m Above water, 0 – 50°C Above ice, -40 – 0°C 243.12 272.62 17.62 22.46 6.1 包装信息 表 7: 露点(Td)计算参数 SHT1x 采用表面贴装LCC（无铅芯片载体）封装方 式。液晶聚合物环氧包覆外壳，标准0.8 mm FR4衬 底。不含铅、铬、汞、镉、PBB、PBDE（完全符合 RoHS，WEEE标准要求）。尺寸：7.47×4.93×2.5 mm 重量：100毫克 请注意公式中的 “ln(…)” 表示自然对数. RH 和 T 应 引用经过线性处理和补偿的数值。 6.2 可跟踪信息 所有SHT1x 头部都印有3 位数字与字母组合的批次 号，如图1 所示“A5Z”。由产品的批次号可以追溯到 产品的生产、标定和测试。客户不能直接从批次号 上查到相关信息，所有数据都在Sensirion保存。 更多的露点计算信息请参阅“introduction to humidity”. 5 环境稳定性 如果传感器用于装备或机械中，要确保用于测量 的传感器与用于参考的传感器感知的是同一条件 的温度和湿度。如果传感器被放置于装备中，反 应时间会延长，因此在程序设计中要保证预留足 够 的 测 量 时 间 。 更 多 信 息 请 参 考 “Qualification Guide”. 图 19 和 20, 是传感器胶盘上的标签信息。 Lot No.: Quantity: RoHS: XX0-NN-YRRRTTTTT RRRR Compliant Lot No. SHT1x传感器依据AECQ100 Rev.G标准进行测试。 传感器通过了AEQ100 温度等级2的标准测试。测 试条件如列 表1016的条件做了测试。传感器在其它 测试条件下的表现，我们不予保证，且不能作为传 感器性能的一部分。尤其是对用户要求的特定场 合，不做任何承诺。 更多信息请 联系 Sensirion。 14 根据 AEC-Q100 温度等级 2，传感器的工作温度为 -40 to 105°C。 www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 图 19: 胶盘上的第一个标签：XX=传感器型号（11 即 SHT11），NN=芯片版本（04表示V4），Y=年份的数字标 识，RRR=胶盘上的传感器数量除以10(通常为200或2000)， TTTTT=追踪代码。 15 0755-61288164 根据第二页的传感器精度和漂移量。 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 Datasheet SHT1x Tape & Reel Tape & Reel SHT15 100 400 1-100085-04 1-100093-04 表 9: 每个传感器型号的包装信息 Device Type: Description: 图21 为包装袋尺寸，包装卷的前480mm 和后300mm小袋中无 传感器。 2.00 ± 0.05 Ø1.50 MIN 1.00 0.30 ± 0.05 12.00 Ø1.50 MIN R0.3 MAX 11 A5Z 5.80 图20: 胶盘上的第二个标签：传感器型号和订货号请参阅表 12，发货日期（日期代码）即包装日期（DD=日，MM=月， YYYY=年），CCCC=订货号。 12.0 ± 0.3 5.50 ± 0.05 1.75 ± 0.10 1-100PPP-NN Humidity & Temperature Sensor SHTxx Part Order No. 1-100PPP-NN or Customer Number Date of Delivery: DD.MM.YYYY Order Code: 45CCCC / 0 R0.5 TYP 2.80 8.20 图 21 : 胶带结构和单片包装，尺寸单位mm （1mm=0.039inch)，图的右侧是胶带前端，左侧是胶带后 部。 6.3 发货包装 SHT1x 以12mm 胶带卷装运输，每个标准胶盘可 装100pcs，400pcs 和2000pcs，详情请参阅图21 和 表12。胶盘以条形码或可读标签做单独标记。 传感器数量 SHT10 SHT11 www.senseiot.com 包装 数量 订货号 Tape & Reel Tape & Reel Tape & Reel Tape & Reel 2000 100 400 2000 1-100218-04 1-100051-04 1-100098-04 1-100524-04 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 Datasheet SHT1x 版本信息 时间 版本 页数 修改 2007 年 3 月 3.0 1 – 10 版本对 SHTxx-V4 和 SHTxx-V3 有效 2007 年 8 月 3.01 1 – 10 添加电气特性, 修改测量时间 2008 年 7 月 4.0 1 – 11 重新修改说明书 2008 年 7 月 4.1 3, 4 调整正常工作范围， 建议使用防静电袋包装 2009 年 4 月 4.2 2,7 修改最下角注释 2，通讯图表（图 17） 2010 年 5 月 4.3 1-11 一些错误更正并添加其他信息 2011 年 12 月 5 1,8,9 删除了 V3 参考传感器 注意事项 警告, 人身伤害 勿将本产品应用于安全保护装置或急停设备上，以 及由于该产品故障可能导致人身伤害的任何其它应 用中。不得应用本产品除非有特别的目的或有使用 授权。在安装、处理、使用或维护该产品前要参考 产品数据表及应用指南。如不遵从此建议，可能导 致死亡和严重的人身伤害。 如果买方将要购买或使用Sensirion的产品而未获得任何应用 许可及授权，买方将承担由此产生的人身 伤害及死亡的所有赔偿，并且免除由此对Sensirion公司管理 者和雇员以及附属子公司、代理商、分销商等可能产生的任 何索赔要求，包括：各种成本费用、赔偿费用、律师费用等 等。 ESD 防护 由于元件的固有设计，导致其对静电的敏感性。为防止静电 导入的伤害或者降低产品性能，在应用本产品时，请采取必 要的防静电措施。 详情可参阅应用说明“ESD、latch-up、EMC”。 品质保证 品的数据手册中的技术规格为标准。如果在保质期内，产品 被证实有缺陷，SENSIRION将提供免费的维修或更换。用户 需满足下述条件： 该产品在发现缺陷14天内书面通知SENSIRION； 该产品缺陷有助于发现SENSIRION的设计、材料、 工艺上的不足； 该产品应由购买者付费寄回到SENSIRION； 该产品应在保质期内。 SENSIRION 只对那些应用在符合该产品技术条件的场合而产 生缺陷的产品负责。 SENSIRION 对其产品应用在那些特殊的应用场合不做任何的 保证、担保或是书面陈述。 同时SENSIRION 对其产品应用到产品或是电路中的可靠性也 不做任何承诺。 版权所有© 2009, SENSIRION . CMOSens® 是SENSIRION 的注册商标 声明 ： 本手册是根据 Sensirion 的 SHT1x 数据手册 Version 4.3 翻译而来，如果用户在阅读过程中遇到任何问题，请 参考原始英文文件。我公司对此不承担任何责任。 SENSIRION对其产品的直接购买者提供为期12个月（1年）的 质量保证（自发货之日起计算），以SENSIRION出版的该产 公司总部 Headquarter SENSIRION AG Laubisruetistr. 50 CH-8712 Staefa ZH Switzerland Phone: + 41 (0)44 306 40 00 Fax: + 41 (0)44 306 40 30 [email protected] http://www.sensirion.com/ 中国分公司 SENSIRION China Co. Ltd. 盛思锐贸易（深圳）有限公司 地址：深圳市福田区金田路3037号金中环大厦2411 电话：0755-82521500 传真：0755-82521580 Email: [email protected] www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12 Datasheet SHT1x Web: http://www.sensirion.com.cn www.senseiot.com 盛世物联（深圳）有限公司 Tel: 0755-61288164 Fax:0755-61288174 Version 5–2011 年 12 月 1/12