河南理工大学 2011毕业设计说明书
器的校准数据保证了每一只传感器都有相同的功能,可以实现100%的互换。此外,。该传感器还具有IC 二线串行总线接口,这可使传感器方便的与任何类型的微处理器、微控制器接口相连,为温湿度的微机化测试带来极大的方便,这不仅能减少温湿度测试系统的开发时间,还可节约数字化接口的软硬件成本。
该传感器还有反应迅速、高精度、低功耗等优点。
2
3.2 SHT-11的传感器输出
SHT-11的相对湿度绝对精度、温度精度和25℃露点精度如图3-2(a)～(c)所示[4]。
（a）湿度绝对精度
（b）温度精度
16
河南理工大学 2011毕业设计说明书
（C）25℃露点精度
图3-2 相对湿度、温度和露点的精度曲线
3.2.1 湿度值输出
SHT-11可通过I2C 总线直接输出数字量湿度值,其相对湿度输出特性曲线如图3-2所示。从中可以看出,SHT11 的输出特性呈一定的非线性,为了补偿湿度传感器的非线性以获取准确数据,可按式（3-1）修正湿度值:
?RH?linear=c1?c2SORH2?c3SORH ?3?1?
式中,SORH 表示传感器相对湿度测量值,系数取值分别如下:
,c3??2.8?10?6； 12位时：c1??4,c2?0.04058位时： c1??4,c2?0.648,c3??7.2?10?4。
3.2.2 温度值输出
SHT-11温度传感器的线性非常好,可用下列公式（3-2）将温度数字输出转换成实际温度值T :
T?d1?d2SOT ?3?2?
式中，SOT表示传感器温度测量值。当电源电压为5V，温度传感器的分辨率为14位时，d1??40，d2?0.01；当温度传感器的分辨率为12位时，d1??40，d2?0.04。
17
河南理工大学 2011毕业设计说明书
图3-3 相对湿度输出特性曲线
3.2.3 露点计算
空气的露点值可根据相对湿度和温度值由下面公式计算：
lg?EW???0.66077?7.5T/237.3?T???lg?RH??2? ?3?3?
? ?3?4? DP???0.66077?lg?EW??237.3??/?lg?EW??8.16077式中，?EW?——饱和水蒸气压强（mmHg）
3.2.4 非线性校正及温度补偿
式（3-1）为相对湿度的非线性补偿计算公式,对于单片机系统而言,计算量大而过复杂,下面给出简化的计算方法。
（1）线性 当系统对湿度测量精度要求不高时,可采用以下的线性计算公式。
?RH?simple?c1?c2?SORH ?3?5?
式中，c1?c2?0.5。
（2）2×线性 当系统对湿度测量精度要求较高时,可采用以下的2×线性计算公式,即用最小的计算复杂性来提高精确度。
?RH?real??a?SO?b??256 ?3?6?
式中，SO为8位湿度传感器输出湿度值。
当0?SO?107时，a?143，b?512；当108?SO?255时，a?143，b?512。 （3）温度补偿 上述湿度计算公式是按环境温度为25℃进行计算的,而实际的测量温度值则在一定的范围内变化,所以应考虑湿度传感器的温度系数,可按式?3?5?对环境
18
河南理工大学 2011毕业设计说明书
温度进行补偿。
?RH?ture??T?25??t1?t2SORH???RH?linear ?3?7?
当SORH为12位时，t1?0.01，t2?0.00008；当SORH为8位时，t1?0.01，t2?0.00128。
3.3 SHT-11的特性
3.3.1 SHT-11的特点
SHT-11传感器的特点如下:
1）相对湿度和温度一体测量； 2）精确露点测量；
3）全量程标定，无需重新标定即可互换使用； 4）超快响应时间；
5）两线制数字接口（最简单的系统集成，较低的价格）； 6）超小尺寸（7.5×5×2.5mm）； 7）高可靠性（工业CMOS工业）； 8）优化的长期稳定性； 9）可完全浸没水中；
10）基于请求式测量，因此低能耗； 11）具有湿度传感器元件的自检测能力；
12）传感器元件加热应用，亦可获得极高的精度和稳定性。
3.3.2 SHT的详细规格
1.相对湿度传感器（RH）的性能参数如下： 范围：0—100%RH；
精度：±3%RH（20—80%RH）； 响应时间：≤4s； 复现性：±0.1%RH； 分辨率：0.03%RH；
工作温度：－40℃—＋120℃。 2.温度传感器（T）的性能参数如下：
19
河南理工大学 2011毕业设计说明书
范围：－40℃—＋120℃；
精度：±0.5℃（在25℃时），±0.9℃（在0—40℃时）； 响应时间：≤20s； 复现性：±0.1℃； 分辨率：0.01℃。 3.电器数据
能耗：典型 30uW（@5V，12-bit，测量周期2秒） 典型 1uW（@2.4V,8-bit，测量周期2分）； 供电范围：2.4V—5.5V； 检测电流：0.5mA； 待机电流：0.3uV。
3.4 SHT-11的引脚
SHT-11的引脚图如图3-4所示。
图3-4 SHT-11的引脚图
引脚简介
引脚1—GND接地端；SHT-11的供电电压为0.4～5.5V，传感器上电后要等待11ms以越过“休眠”状态。在此期间无需发送任何指令，电源引脚（VDD,GND）之间可增加一个100uF的电容，用以去耦滤波。
引脚2—DATA双向串行数据线；SHT-11的串行接口，在传感器的读取及电源损耗方面都做了优化处理。DATA三态门用于数据的读取。
20