組合式傳感器可節(jié)省電路板空間，并增強(qiáng)可靠性

執(zhí)行多種功能的傳感器-比如提供溫度輸出的壓力傳感器或同時(shí)監(jiān)測溫度和相對濕度的傳感器-可以為各個(gè)行業(yè)的設(shè)計(jì)師提供許多好處。其中，力圖減小設(shè)備尺寸以提高便攜性的醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)師尤其青睞節(jié)省電路板空間這一優(yōu)勢；HVAC暖通空調(diào)設(shè)備的設(shè)計(jì)師則非常歡迎設(shè)備中更少的外部互連（它們是造成性能損失的潛在來源）帶來的更高可靠性。絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)師都喜歡“一個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)原先兩種傳感器的功能”這一設(shè)計(jì)理念，因?yàn)檫@意味著產(chǎn)品的測試和校準(zhǔn)工作量大幅降低。設(shè)計(jì)師們通過設(shè)計(jì)階段的比較，可以確定與兩個(gè)獨(dú)立傳感器相比，一個(gè)組合式傳感器是否具有更大的優(yōu)勢。

設(shè)計(jì)師在判定某個(gè)應(yīng)用是否應(yīng)使用組合式傳感器時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

-電路板尺寸和可用空間

-精度和可靠性

-設(shè)計(jì)和生產(chǎn)總成本

電路板尺寸和可用空間

選擇一個(gè)組合式傳感器來代替兩個(gè)獨(dú)立傳感器的最明顯優(yōu)勢也許就是“在單個(gè)傳感器尺寸的封裝中可以提供更多的功能”。在電路板空間有限的情況下，在一個(gè)SOIC-8SMD封裝中提供兩路輸出（例如霍尼韋爾HumidIcon?數(shù)字溫濕度傳感器）是一個(gè)非常大的優(yōu)勢。但是，如果設(shè)計(jì)師希望在外部測量溫度或相對濕度，一個(gè)SOIC-8SMD封裝是不夠的，還需增加一個(gè)尺寸至少為SOT23的封裝。

借助在整個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)、溫補(bǔ)和放大的傳感器可以減少PCB板上信號(hào)調(diào)理所需要的元件數(shù)量，從而可進(jìn)一步節(jié)省空間并降低重量。通過為傳感器添加一個(gè)數(shù)字接口選件，設(shè)計(jì)師還可以去掉電路板上的外部電阻、電容和放大器。數(shù)字接口可以提供一條從傳感器到微處理器的直接信號(hào)通道，可額外節(jié)省電路板空間，并減少因PCB板上存在多個(gè)信號(hào)調(diào)理元件而可能導(dǎo)致的問題。

但是，并非所有應(yīng)用都適合采用組合式傳感器。比如，濕度傳感器和溫度傳感器并不處于相同的過程溫度下，或進(jìn)行溫度測量的地方和電路板上濕度傳感器所在位置之間有一定的距離，就不適合使用多功能溫度和相對濕度傳感器。在上述兩種情況下，有必要使用兩個(gè)獨(dú)立的傳感器。

精度和可靠性

只要向電路板上增加一個(gè)元件，外部互連個(gè)數(shù)以及潛在信號(hào)故障源就都會(huì)增加，從而降低系統(tǒng)的整體可靠性。而組合式傳感器可以提供比多個(gè)獨(dú)立傳感器更高的可靠性，因?yàn)樗鼈兙哂懈俚目赡軗p壞的零部件和連接點(diǎn)。同樣，如上文所述，使用數(shù)字接口選件可以減少電路板上的元件個(gè)數(shù)以及可能發(fā)生信號(hào)錯(cuò)誤的連接點(diǎn)。

總誤差帶(TEB)是傳感器可靠性的真正度量指標(biāo)。除精度以外，TEB考慮到了決定傳感器可靠性的所有因素。TEB越小，傳感器在避免獨(dú)立傳感器測試和校準(zhǔn)、支持系統(tǒng)精度、優(yōu)化系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間和提供卓越的傳感器互換性方面就越好。作為參考，霍尼韋爾HumidIcon?數(shù)字式溫濕度傳感器具有±5%RH的總誤差帶和±4%RH的精度等級。略高的總誤差帶反映了對精度以外其他因素的考慮。平均無故障時(shí)間(MTTF)也可用來確定傳感器的可靠性。由于傳感器的質(zhì)量、可靠性和精度各不相同，因此設(shè)計(jì)師在選擇組合式傳感器時(shí)，對性能規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量和制造商的聲譽(yù)進(jìn)行詳細(xì)評估是非常重要的。

對于需要最高精度等級的應(yīng)用，如果一個(gè)組合式傳感器無法滿足應(yīng)用的總體精度容差，那么就有必要使用兩個(gè)獨(dú)立的傳感器。單一功能的相對濕度傳感器通常具有±3%RH到±3.5%RH的精度等級。

設(shè)計(jì)和生產(chǎn)總成本

在許多情況下，集成傳感器比多個(gè)獨(dú)立傳感器更加節(jié)省實(shí)際生產(chǎn)成本和應(yīng)用成本。

實(shí)際生產(chǎn)成本的節(jié)省取決于傳感器及其功能、I/O（輸入/輸出）模式。以組合式溫濕度傳感器為例，它可以對相對濕度(RH)測量值進(jìn)行溫度補(bǔ)償并提供第二路獨(dú)立的溫度輸出-為用戶提供兩路輸出。因此在使用集成傳感器來代替兩個(gè)數(shù)字I/O傳感器時(shí)可節(jié)省成本。

組合式傳感器所節(jié)省的應(yīng)用成本可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于節(jié)省的實(shí)際生產(chǎn)成本。在研究、購買、安裝和測試多個(gè)傳感器（這些傳感器可能來自不同的制造商）方面節(jié)省的時(shí)間都有助于提高生產(chǎn)效率。由于無需進(jìn)行補(bǔ)償和校準(zhǔn)，設(shè)計(jì)師通?？梢蕴崆斑M(jìn)行資本密集型測試過程，最終實(shí)現(xiàn)更短的生產(chǎn)周期。另外，生產(chǎn)效率優(yōu)勢也適用于已安裝應(yīng)用，因?yàn)閱蝹€(gè)傳感器具有更少的互連點(diǎn)（潛在的故障源）。

在要求苛刻的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，組合式傳感器是一個(gè)非常有用的工具，既能縮短設(shè)計(jì)、測試和安裝時(shí)間，又能提供可靠的輸出。在電路板空間有限的應(yīng)用中，組合式傳感器的上述優(yōu)勢尤其顯著。

圖片：

睡眠呼吸機(jī)、呼吸器和其他醫(yī)療設(shè)備可以使用組合式傳感器提供精確的相對濕度和溫度測量值，進(jìn)而供應(yīng)溫暖濕潤的空氣，為患者提供更好的舒適度、安全性并提高治療效果。

多輸出傳感器可應(yīng)用于關(guān)鍵過程和實(shí)驗(yàn)，以提供最佳的溫度和相對濕度水平，在預(yù)期氣候條件下提高過程效率。

霍尼韋爾HumidIcon?數(shù)字溫濕度傳感器可用于提供壓縮空氣線路中的精確相對濕度測量值，使系統(tǒng)能夠除去所有冷凝液；干燥的壓縮空氣對于客戶過程控制測量至關(guān)重要。

通信柜與HVAC（暖通空調(diào)）系統(tǒng)中精密的相對濕度和溫度傳感器有助于在柜中維持合適的溫度和濕度水平，從而提供最大的系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間和最高的性能。