組合式傳感器可節(jié)省電路板空間和設(shè)計(jì)時(shí)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(cè)溫度和相對(duì)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(shì)；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(lái)源）帶來(lái)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(cè)試和校準(zhǔn)工作量大幅降低。設(shè)計(jì)師們通過(guò)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(shì)。

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(lái)代替兩個(gè)獨(dú)立傳感器的最明顯優(yōu)勢(shì)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-8 SMD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(shì)。但是，如果設(shè)計(jì)師希望在外部測(cè)量溫度或相對(duì)濕度，一個(gè)SOIC-8 SMD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(guò)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(wèn)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(guò)程溫度下，或進(jìn)行溫度測(cè)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(duì)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(cè)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(jí)。略高的總誤差帶反映了對(duì)精度以外其他因素的考慮。平均無(wú)故障時(shí)間（MTTF）也可用來(lái)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(duì)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(píng)估是非常重要的。

對(duì)于需要最高精度等級(jí)的應(yīng)用，如果一個(gè)組合式傳感器無(wú)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(duì)濕度傳感器通常具有±3 %RH到±3.5 %RH的精度等級(jí)。

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(duì)相對(duì)濕度（RH）測(cè)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(lái)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(gòu)買、安裝和測(cè)試多個(gè)傳感器（這些傳感器可能來(lái)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(wú)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(cè)試過(guò)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(shì)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(cè)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(shì)尤其顯著。

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(duì)濕度和溫度測(cè)量值，進(jìn)而供應(yīng)溫暖濕潤(rùn)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(guò)程和實(shí)驗(yàn)，以提供最佳的溫度和相對(duì)濕度水平，在預(yù)期氣候條件下提高過(guò)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(duì)濕度測(cè)量值，使系統(tǒng)能夠除去所有冷凝液；干燥的壓縮空氣對(duì)于客戶過(guò)程控制測(cè)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(duì)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。