非接觸式、基于電容的相對濕度測量方案

本文講的是一款非接觸式、基于電容的相對濕度(RH)測量解決方案，該方案具有2%相對濕度精度（0% RH至100% RH），并可替代體積龐大、基于濕度計的解決方案。 該電路適合精度、溫度控制、非接觸式濕度測量至關(guān)重要的應用。 電路功能與優(yōu)勢 圖1所示雙芯片電路是一款非接觸式、基于電容的相對濕度(RH)測量解決方案，該方案具有2%相對濕度精度（0% RH至100% RH），并可替代體積龐大、基于濕度計的解決方案。 該電路適合精度、溫度控制、非接觸式濕度測量至關(guān)重要的應用，比如HVAC、電信機柜、嬰兒保溫箱以及其他工業(yè)或醫(yī)療應用。 潮濕導致容性傳感器的介電常數(shù)隨周圍環(huán)境的相對濕度而改變。 例如，本電路中使用的Innovative Sensor Technology P14-W容性傳感器由頂部電極、聚酰亞胺層和底部電極組成，靈敏度為0.25 pF/% RH，線性度為1.5% RH。 濕度傳感器輸出經(jīng)24位、Σ-Δ型電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(CDC) AD7745數(shù)字化處理。 雙線式I2C兼容接口允許訪問內(nèi)部配置寄存器，同時執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 軌到軌放大器AD8615具有極低的失調(diào)電壓(65μV)和寬信號帶寬(>20 MHz)性能，可用作單位增益緩沖器，并為傳感器提供適當?shù)尿?qū)動信號。
電路描述 RH是空氣中水蒸氣的含量，以某一溫度下空氣中最大承受量的百分比表示。 相對濕度是一個重要的指標，因為它將溫度和壓力的效應納入考慮范圍。 濕度計是傳統(tǒng)的RH測量設備，多年來采用了多種形式，包括金屬紙卷、人的頭發(fā)以及雙溫度計部署。 現(xiàn)代電子部署中采用容性元件，可抵抗老化效應、冷凝和快速溫度波動。 當聚合物或金屬氧化層受不同量的水分影響時，容性傳感器的介電常數(shù)也會發(fā)生變化。 大部分容性傳感器需要經(jīng)數(shù)秒才會對濕度變化做出響應。