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供应DB140螺纹连接温湿度传感器
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供应DB140螺纹连接温湿度传感器

产品报价:询价

更新时间:2014/2/10 16:42:01

地:辽宁

牌:

号: DB171

厂商性质: 生产型,贸易型,

公司名称: 大连北方测控工程有限公司

产品关键词:

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DB140系列数字温湿度传感器探头 V2.0
www.humidity.cn 大连北方测控工程有限公司 1
DB140 数字温湿度传感器探头
数字信号输出
全标定,小尺寸
无需其他外部元件
卓越的长期稳定性
超低能耗,自动休眠






产品概述
DB140 数字温湿度传感器探头是数字温湿度传感器系列中电缆型的传感器。传感器把传感元件和信号处理
集成起来,输出全标定的数字信号。DB140 采用世界先进的温湿度传感器为核心部件,确保产品具有极高的可
靠性与卓越的长期稳定性。传感器内部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、高防护
等级、超快响应、抗干扰能力强、极高的性价比等优点。
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,在标定的
过程中使用。传感器在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。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、极高的防护性能、极低的功耗,使 DB140 系列成为各类应用的首选。

材质
传感器外部不锈钢外壳,加强了探头的耐压、耐温、耐损能力。引线采用四芯导线。

应用领域
本产品可应用在工业现场测量、电信基站、电力控制柜、办公室、超市、档案室、生产车间、仓库、机房、
工地等测量场合。
金属封装形式,螺纹连接,更适合于机箱、管道内安装使用。

外形尺寸 订货型号
DB140-
湿度精度 温度精度
10 ±4.5%RH ±0.5@25℃
11 ±3.0%RH ±0.4@25℃
15 ±2.0%RH ±0.3@25℃
电缆长度
1 1米
Z 自选

图1 DB140 DB140系列数字温湿度传感器探头 V2.0
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传感器性能说明
表 1:相对湿度 温度




















图2 25℃时传感器的最大相对湿度误差 图3 最大温度误差

电气特性







参数 条件 Min. Typ. Max. 单位
分辨率 0.4 0.05 0.05 %RH
8 12 12 Bit
典型值 ±4.5 %RH 精度
DB140-10 最大值 见图 2
典型值 ±3.0 %RH 精度
DB140-11 最大值 见图 2
典型值 ±2.0 %RH 精度
DB140-15 最大值 见图 2
重复性 ±0.1 %RH
互换性 可完全互换
迟滞 ±1 %RH
原始数据 ±3 %RH
非线性度
线性化 <<1 %RH
响应时间 tau (63%) 8 S
量程范围 0 100 %RH
长期稳定性 典型值 < 0.5 %RH/yr
参数 条件 Min. Typ. Max. 单位
0.04 0.01 0.01 °C
分辨率
12 14 14 Bit
典型值 ±0.5 ℃ 精度
DB140-10 最大值 见图 3
典型值 ±0.4 ℃ 精度
DB140-11 最大值 见图 3
典型值 ±0.3 ℃ 精度
DB140-15 最大值 见图 3
重复性 ±0.1 °C
互换性 可完全互换
-40 123.8 °C
量程范围
-40 254.9 °F
响应时间 tau 63% 5 30 s
长期稳定性 <0.04 ℃/yr
参数 条件 min typ max 单位
供电电压 2.4 3.3 5.5 V
休眠 2 5 μW
测量 3 mW
功耗
平均 150 μW
通讯 数字两线接口,参见通讯
存储 10-50℃(0-125℃峰值) ,20-60%RH DB140系列数字温湿度传感器探头 V2.0
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DB140 系列用户指南
1、应用信息
1.1 工作条件
传感器在建议的工作条件下性能正常,即温度范围:-20~+80℃,湿度范围:0~100%RH。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。在非正常条件下的长时间使用,会加速产品的老化。
1.2 贮存条件与操作说明
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内,并且符合以下条件:温度范围 10℃-50℃
(在有限时间内 0-80℃) ;湿度范围 20-60%RH。若传感器没有原包装,则需要存放在 PE-HD 材质的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。
1.3 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,应尽可能保证湿度传感器在同一温度下工
作。在做测试时,应保证两个传感器在同样的温度下,然后比较湿度的读数。DB140的封装设计排除了从焊接点
到传感器的热传递。如果测量频率过高则会导致自动加热效应,详细信息请参考3.3节。
1.4 光线
DB140 对光线不敏感,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。
2、接口说明



图 4
2.1 电源引脚 (VDD, GND)
DB140 系列的供电电压为 2.4-5.5V, 建议供电电压为 3.3V。DB140 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 I
2
C协议编址,但是,如果 I
2
C总线上没有挂接别的元件,传感器
可以连接到 I
2
C总线上,但单片机必须按照传感器的协议工作。 DB140系列数字温湿度传感器探头 V2.0
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2.2 串行时钟输入(SCK)
SCK 用于微处理器与 DB140 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。
2.3 串行数据(DATA)
DATA 三态门用于数据的读取。DATA在 SCK 时钟下降沿之后改变状态,并仅在 SCK时钟上升沿有效。
2.4 电气特性
电气特性如能耗,低、高电平,输入、输出电压等,都取决于电源。表 2 详细解释了 DB140 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5 的条件。

参数 条件 min typ max Units
供电 DC 2.4 3.3 5.5 V
测量 0.55 1 mA
平均 2 28 μA
供电电流
休眠 0.3 1.5 μA
低电平输出电压 Iol<4mA 0 250 mV
高电平输出电压 Rp<25kΩ 90% 100% VDD
低电平输入电压 下降沿 0% 20% VDD
高电平输入电压 上升沿 80% 100% VDD
焊盘上的输入电流 1 μA
on 4 mA
输出电流
三态门 (off) 10 20 μA


表2 DB140 DC特性,Rp 代表上拉电阻,Iol 表示低电平输出电流













图5

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* 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)
表3 DB140 I/O 信号特性
3、传感器通讯
3.1 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 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 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。

图6 “启动传输”时序
后续命令包含三个地址位(目前只支持“000” ) ,和五个命令位。DB140 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) 。

参数 条件 Min. Typ. Max. Units
VDD > 4.5V 0 0.1 5 MHz
FSCK SCK 频率
VDD < 4.5V 0 0.1 1 MHz
TSCKx SCK 高/低时间 100 ns
TR/TF SCK 升/降时间 1 200 * ns
OL= 5 pF 3.5 10 20 ns
TFO
DATA 下降时
间 OL= 100 pF 30 40 200 ns
TRO DATA上升时间 ** ** ** ns
TV DATA有效时间 200 250 *** ns
TSU
DATA 设定时

100 150 *** ns
THO DATA保持时间 10 15 **** ns DB140系列数字温湿度传感器探头 V2.0
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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, 复位接口、 清空状态寄存器,
即清空为默认值,下一次命令前等待
至少 11ms
11110
表 4 DB140 命令集
3.3 测量时序(RH, T)
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。DB140 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。接着传输 2个字节的测量数据和 1个字节的 CRC奇偶校验。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开始, 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,首字节则无意义) 。用 CRC数据的确认位,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,通过保持确认位 ack 高电平,来中止通讯。在测量和通讯结束后,DB140 自动转入休眠
模式。
警告:为保证自身温升低于 0.1℃,DB140 的激活时间不要超过 10%(例如,对应 12bit 精度测量,每秒最多进
行 1次测量) 。
3.4 通讯复位时序
如果与 DB140 通讯中断,下列信号时序可复位串口:当 DATA 保持高电平时,触发 SCK 时钟 9次或更多,
参阅图 7。在下一次指令前,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。

图7 通讯复位时序
3.5 CRC-8 校验
数字信号的整个传输过程由 8bit 校验来确保。任何错误数据将被检测到并清除。用户可选择是否做 CRC 校
验。详情可参阅应用说明“CRC-8 校验”。 DB140系列数字温湿度传感器探头 V2.0
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3.6 状态寄存器
DB140 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”。
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 8 和
图 9,状态寄存器位请阅表 5。

图8 状态寄存器写

图9 状态寄存器读
完整的通讯循环请参阅图 10,图11



图10 测量时序





图11 相对湿度测量时序示例,数值“0000’1001‘0011’0001”=2353=75.79%RH(未包含温度补偿) 。DATA有效时间已标出,
可参见DATA 线。传感器控制加粗的DATA线,单片机控制单线的DATA线。


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Bit 类型 说明 默认值
7 预留 0
6 R 电量不足 (低电压检测)
‘0’对应Vdd > 2.47
‘1’对应 Vdd < 2.47
X 无默认值, 此
位仅在测量
结束后更新
5 预留 0
4 预留 0
3 仅供测试, 不使用 0
2 R/W 加热 0 关
1 R/W 不从 OTP加载 0 加载
0 R/W ‘1’= 8bit RH / 12bit T 分辨率
‘0’=12bit RH / 14bit T 分辨率
0 12bit RH
14bit T
表 5 状态寄存器位
测量分辨率:默认的测量分辨率分别为 14bit(温度) 、12bit(湿度) ,也可分别降至 12bit 和 8bit。通常在高速
或超低功耗的应用中采用该功能。

电量不足: “电量不足”功能可监测到 Vdd电压低于 2.47V 的状态。精度为±0.05V。

加热原件:芯片上集成了一个可通断的加热元件。接通后,在环境温度基础上可将 DB140 的温度提高大约 5-10
℃。功耗约增加 8mA @ 5V 供电。
例如,加热元件可用于功能性分析:比较加热前后的温度和湿度值,温度上升的同时,湿度将会降低,露点不变。

注意:加热 DB140 后,读出的温度值并不是环境温度值,而是传感器在加热之后元件本身的温度值。所以,传
感器不适合在启动加热元件的情况下连续使用。
4、输出转换为物理量
4.1 相对湿度
为了补偿湿度传感器的非线性以获取准确数据,请参阅图 12,建议使用如下公式修正读数:
RHlinear=c1+c2·SORH+c3·SORH
2
(%RH)

表6 优化V4 版 湿度转换系数
表 6 中的系数优化了 V4版传感器的满量程精度。在早期版本中的系数 Cx* ,优化了 V3 版的传感器,同样
适用于 V4 传感器,请参阅表 7。

表7 V3版湿度转换系数,同样适用于V4 DB140系列数字温湿度传感器探头 V2.0
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简化的修正算法,可参阅应用说明“相对湿度与温度的非线性补偿” 。对高于 99%的那些测量值则表示空气
已经完全饱和,必须被处理成显示值均为 100%RH。请注意湿度传感器对电压基本上没有依赖性。

图12 从SORH转化到相对湿度
4.2 相对湿度对于温度依赖性的补偿
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8。
linear RH 2 1 C true RH ) SO t (t 25) - (T RH + ? + ? = °

表8 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转换为温
度值,温度转换系数请阅表 9:
T 2 1 SO d d T ? + =

表9 温度转换系数
4.4 露点
DB140 不能直接测量露点,但可由温度和湿度值计算得出露点。由于湿度与温度经由同一块芯片测量,
DB140 系列产品可以同时实现高质量的露点测量。可以使用多种公式进行露点 Td计算,但大多数都很复杂。 对
于温度范围为-40-50℃,如下的近似计算可得出高精度的露点值,系数请参阅表 10: DB140系列数字温湿度传感器探头 V2.0
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表10 露点计算参数
关于露点计算的详细资料,请参看“露点计算” 。
4.5 环境稳定性
若传感器可以在装配或设备中应用,那么应用环境需要和测试传感器相一致。在装置中传感器的响应时间会
变长,所以在测量时要预留出足够的时间。具体信息请参考应用说明“认证指南” 。
5、货号信息
所有 DB140 印有批次号。由产品的批次号可以追溯到产品的生产和测试日期。客户不能直接从批次号上查
到相关信息,所有数据都存储于 DABECO。

ESD静电释放的预防
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。
品质保证
DABECO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DABECO出版的该产品
的技术数据手册为准。
在保质期内,产品被证实有缺陷,DABECO将提供免费的维修或更换,如果用户满足下述条件:
该产品在发现缺陷14天内书面通知DABECO。
该产品缺陷有助于发现DABECO的设计、材料、工艺上的不足。
该产品应由购买者付费寄回到DABECO。
该产品应在保质期内。
DABECO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。
DABECO 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DABECO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。
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