非接触式、基于电容的相对湿度测量方案

本文讲的是一款非接触式、基于电容的相对湿度(RH)测量解决方案，该方案具有2%相对湿度精度（0% RH至100% RH），并可替代体积庞大、基于湿度计的解决方案。 该电路适合精度、温度控制、非接触式湿度测量至关重要的应用。 电路功能与优势 图1所示双芯片电路是一款非接触式、基于电容的相对湿度(RH)测量解决方案，该方案具有2%相对湿度精度（0% RH至100% RH），并可替代体积庞大、基于湿度计的解决方案。 该电路适合精度、温度控制、非接触式湿度测量至关重要的应用，比如HVAC、电信机柜、婴儿保温箱以及其他工业或医疗应用。 潮湿导致容性传感器的介电常数随周围环境的相对湿度而改变。 例如，本电路中使用的Innovative Sensor Technology P14-W容性传感器由顶部电极、聚酰亚胺层和底部电极组成，灵敏度为0.25 pF/% RH，线性度为1.5% RH。 湿度传感器输出经24位、Σ-Δ型电容数字转换器(CDC) AD7745数字化处理。 双线式I2C兼容接口允许访问内部配置寄存器，同时执行数据转换。 轨到轨放大器AD8615具有极低的失调电压(65μV)和宽信号带宽(>20 MHz)性能，可用作单位增益缓冲器，并为传感器提供适当的驱动信号。
电路描述 RH是空气中水蒸气的含量，以某一温度下空气中最大承受量的百分比表示。 相对湿度是一个重要的指标，因为它将温度和压力的效应纳入考虑范围。 湿度计是传统的RH测量设备，多年来采用了多种形式，包括金属纸卷、人的头发以及双温度计部署。 现代电子部署中采用容性元件，可抵抗老化效应、冷凝和快速温度波动。 当聚合物或金属氧化层受不同量的水分影响时，容性传感器的介电常数也会发生变化。 大部分容性传感器需要经数秒才会对湿度变化做出响应。