Feuchte- und Temperatursensoren

Feuchte- und Temperatur-Sensoren messen die physikalische Temperatur und/oder die atmosphärische Feuchtigkeit und rechnen diese direkt in digitale oder analoge Daten um. Das kapazitive Messprinzip ermöglicht genaue wie zuverlässige Messungen. Hier sind Sensorik und Auswertung auf einem winzigen IC verschmolzen (SENSIRION CMOSens). Die Sensoren sind bereits kalibriert und nach etablierten Qualitätsstandards umfangreich getestet (z.B. AEC-Q100).

Feuchte- und Temperatursensoren von Sensirion mit CMOSens®

Kapazitives Messprinzip
Neben der resistiven Methode hat sich in den vergangenen Jahren vor allem das kapazitive Messprinzip als Standard etabliert und bewährt. Bei diesem Prinzip wird das Sensorelement aus einem Kondensator aufgebaut. Als Dielektrikum dient ein Polymer, welches proportional zur relativen Umgebungsfeuchte Wasser aufnimmt oder abgibt und somit die Kapazität des Kondensators verändert. Diese Kapazitätsänderung kann über eine elektronische Schaltung gemessen und daraus die relative Luftfeuchte ermittelt werden.

Als Kapazität dient bei Feuchtesensoren mit CMOSens® Technologie ein patentiertes "micro-machined" Fingerelektrodensystem, auf das in mehreren Veredelungsschritten verschiedene Schutz- und Polymerdeckschichten appliziert werden, die den Sensor gleichzeitig auf bisher unerreichte Weise vor störenden Einflüssen schützen.

Feuchte, Temperatur und Taupunkt
Der Temperatursensor bildet zusammen mit dem Feuchtesensor eine Einheit. Dies ermöglicht zusätzlich eine präzise und punktgenaue Bestimmung des Taupunktes, ohne Fehler in Kauf nehmen zu müssen, die durch Temperaturgradienten zwischen Feuchte- und Temperatursensor hervorgerufen werden. Auf einer Fläche von wenigen Quadratmillimetern gelingt mit der CMOSens® Technologie die Verknüpfung der Sensorelemente mit der Signalverstärkereinheit, der Analog-Digital-Wandlung, dem Kalibrationsdatenspeicher sowie der digitalen, busfähigen Schnittstelle.

Höchste Stabilität und Performance
Volle Betaubarkeit oder gar Eintauchen in Flüssigkeiten stellen bei Feuchtesensoren mit CMOSens® Technologie keinerlei Schwierigkeiten dar. Eineinhalbjährige Härtetests haben dies bereits gezeigt. Die sensornahe Signalverstärkung ermöglicht es, die sensitive Polymerschicht nicht auf die Signalstärke sondern auf die Langzeitstabilität zu optimieren, welche für eine Vielzahl von Anwendungen entscheidend ist. Die ebenfalls "vor Ort" durchgeführte Analog-Digital-Wandlung macht das Signal äußerst störungsunempfindlich. Ein vom Chip selbst generierte Checksumme sorgt für zusätzliche Sicherheit. Nicht zuletzt garantieren die auf dem Sensorchip abgelegten Kalibrationsdaten, dass Sensirion Feuchtesensoren in ihren Spezifikationen identisch und damit zu 100% austauschbar sind. Weitere Vorteile sind die sehr kurzen Ansprechzeiten (4sec auf 1/e), hohe Präzision (±2% bis ±5% je nach Ausführung) sowie die sehr geringe Stromaufnahme (< 3mA standby).

Digitale Schnittstelle
Feuchtesensoren mit CMOSens® Technologie können mittels der auf dem Chip integrierten, digitalen 2-wire Schnittstelle direkt an beliebige m-Prozessorsysteme angeschlossen werden, was die Systementwicklungszeiten minimiert, Kosten spart und ein entscheidender Vorteil bei hochvolumigen Anwendungen ist.