相对湿度(RH)传感器是专门的传感器，有一个开放的腔来测量空气中的水蒸气。相对湿度是一项关键的测量指标，因为空气中的湿度会对系统可靠性(腐蚀)或产品寿命产生直接影响，因为存储环境中的湿度会对易腐品产生直接影响。
RH传感器的挑战之一是其暴露的传感元件会随着时间的推移而老化。持续暴露在潮湿的空气和环境中的挥发性有机化合物中，如苯或乙二醇沉积在传感器材料上，将导致传感器的精度偏离其规格。这就要求系统退役以更换传感器或校准，这增加了总拥有成本。在本文中，我将讨论相对湿度传感器的精度和长期漂移，以及这些参数如何影响终端设备的性能和寿命。阅读申请说明，“HDC3020湿度传感器家族如何实现行业最低漂移，以了解有关安装相对湿度传感器的详情。
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长期漂移和精度是湿度传感器的一些最重要的规格。在当今的湿度传感器中，特别是基于电容的传感器，2% ~ 3% RH的精度和最大3% ~ 4% RH被认为是标准的。这种精度被称为时间零点精度(在传感器实际投入使用之前)，并且排除了长期漂移。
电容型传感器的长期漂移通常为每年约0.25%至0.5% RH。尽管与电阻式传感器(每年约1% RH)相比，这种漂移非常小，但在10年内仍然会产生5% RH的漂移，并成为一个重要的误差来源，影响到家电或汽车等设备的运行时间超过10年。
图1显示了精度和长期漂移如何在10年内加起来达到8% RH。以冰箱为例，如果漂移导致错误的高湿度读数，压缩机将不必要地打开，导致运行效率降低，更不用说缩短压缩机的寿命。
图1:湿度传感器精度与长期漂移
湿度精度在冷链应用中也变得越来越重要，如易腐食品、生命科学和医药产品的储存和运输。无线电池供电的跟踪器和数据记录器允许传感器连续记录食品运输的温度和湿度信息，此外还有园艺和原料粉末。记录器预测产品寿命，因此需要高度可靠，并具有可追溯到国家标准与技术研究所(NIST)测量标准的准确性，同时符合严格的国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC) 17025法规。
功耗是另一个重要的指标;在电池供电的应用中，如实时数据记录器和环境传感器，功耗意味着使用更大、更昂贵的电池与使用更小、有助于降低成本的电池之间的差异。低功耗使电池供电的应用程序运行时间更长，但随着时间的推移，精度变得更加关键，如果精度发生变化，就需要进行潜在校准。
TI设计了HDC3020 RH传感器，以实现更长的系统寿命，同时降低功耗。其架构提供了全电源电压温度和湿度的准确性:典型RH为1.5%，最大RH为2%，每年长期漂移小于0.21% RH。如图1所示，这些参数有助于延长设备和其他类型系统的使用寿命，在10年后将长期误差减少50%，从8%到4% RH。
HDC3020提供集成漂移校正技术，以减少由自然老化、环境压力或与污染物相互作用引起的漂移。该技术的初步性能可以通过HDC3020 EVM进行评估。有关环境压力的更多信息，请阅读白皮书:85°C/85%加速寿命试验对聚合物相对湿度传感器的影响．
HDC3020还集成了高精度的0.1°C(典型)和0.4°C(最高)温度传感器，具有超低功耗。湿度和温度都是NIST可追踪的，根据NIST的ISO 9001:2015程序进行测试，并符合ISO和IEC 17025政策。可移动胶带和IP67永久过滤器盖选项允许印刷电路板清洗和保形涂层，并分别在恶劣条件下免受灰尘和水的侵害。
结论
在选择湿度传感器时，不仅要考虑精度，还要考虑长期漂移和环境因素，因为湿度传感器上暴露的开放腔会加速传感器老化。NIST对温度和湿度的可追溯性是在系统首次发布时提供精度的好方法，但它不考虑其他方面，如由于老化或污染引起的传感器漂移，因此需要最小的长期漂移和漂移校正，以在传感器的生命周期内保持精度而无需重新校准。选择高可靠的传感器直接转化为更高性能和更可靠的产品。
