見えない環境を、確かなデータに。TE CONNECTIVITYの高性能・高信頼性湿度センサーソリューション
現代社会において、湿度等の物理環境パラメータを測定することは、IOT分野において必要不可欠な要素となっています。その一方で、高精度の湿度情報を提供できる製品は数多くありますが、その測定を行うためのキーデバイスについては情報があまり提供されていません。そこで、TE Connectivity社で提供している湿度センサーの情報を提供しますので、製品設計に活用いただければ幸いです。
商品基礎情報
湿度センサーのニーズ
湿度センサーIC/センサーは、単純な「湿度の測定」から進化し、「環境の精密制御と最適化」という、高度で多角的な要求へと移行しています。主な市場は、IOT、自動車、産業用といった分野が考えられ10%以上の高い成長率で増加していくことが予測されています。
例)IOT、自動車、産業用
湿度センサーの開発動向
湿度センサーICの進化は、高性能化と多機能化が加速しています。
- デジタル化と統合
- センシング要素と信号処理回路を単一のICに統合したセンサーIC(Sensor ICs)が主流となっており、市場の過半数を占める見込みです。これにより、デジタル出力(I2Cなど)が可能になり、外部マイコンとの接続が容易になり、システム設計が簡素化されます。
- 湿度センサー単体ではく、複数のセンサーを組み合わせた多機能センサーが開発されています。
- 小型化と低消費電力化:
- MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)技術の採用により、センサーが小型化され、スマートフォン、ウェアラブル、IoTデバイスといったコンパクトな機器への組み込みが進んでいます。
- 超低消費電力での動作が実現され、バッテリー駆動システム(ワイヤレスセンサーなど)の長時間稼働に貢献しています。
- 高精度と信頼性の向上:
- 高精度を実現するための技術革新が継続的に行われています。
長期的なドリフト(経年劣化による精度のずれ)を低減し、結露や汚染に対する耐性を高める技術が開発され、産業用や車載用といった厳しい環境下での信頼性が向上しています。
TE社湿度センサーのラインアップ
相対湿度センサー Relative humidity sensor
RH(Relative humidity)センサーは、現在1製品(HM1520LM)のみがリリースされています。この製品は、低湿度環境での測定用に設計された相対湿度トランスデューサです。一般には、湿度センサーは低湿度環境が続くと経時変化により精度劣化が発生します。これに対し、HM1520LMは中湿度域 (55% RH)で ±5% RH (Typ.)なのに対し、低湿度域 (1~20% RH):±2% RH (Typ.) / ±3% RH (Max.)と低湿度領域で高い精度が得られるような構成を取っています。これは、TE社独自の堅牢なソリッドポリマー構造(静電容量式)を採用することで、低湿度使用によるドリフト(経時変化)の影響を受けにくいようになる構造を採用しています。
低相対湿度トランスデューサ HM1520LF
多機能湿度センサー Multi-function Humidity Sensor
多機能センサーは、相対湿度と温度の両方を測定するセンサーと相対湿度,温度,圧力の3つのディメンションを測定するセンサーがあります。
相対湿度と温度を測定するセンサーには、最新のタイプは湿度の精度が標準条件で±2%(@25℃),温度の精度が標準条件で±2℃を測定できるものがあります。このICは湿度の長期ドリフトが標準条件で±0.1%/年未満と非常に小さく、長期安定性が求められるようなアプリケーションに向いています。また、AEC-Q100に対応したバージョンもあります。
一方、3つのディメンションを測定するセンサーには、相対湿度,温度,圧力と相対湿度,温度,気圧を測定する2種類のデバイスがあります。まず、相対湿度,温度,圧力を測定するデバイスは過酷な環境での正確な監視および診断を目的として設計されており、主に車載用途や産業機器などの厳しい動作条件が要求される分野向けに最適化されています。測定精度はいずれも標準条件で相対湿度 (RH)±3%,温度 (T)±0.5℃,絶対圧力 (P)±1.5%FSの性能を持っています。相対湿度,温度,気圧を測定するデバイスは主に産業用途で使うことを前提としたデバイスで消費電力を抑えるように設計されています。このため、バッテリー駆動のモバイルアプリケーションでも使用可能です。その測定精度はいずれも標準条件で相対湿度 (RH)±3%,温度 (T)±2.0℃,圧力 (P)±2.0mbarです。
左)気圧・湿度・温度 デジタル複合センサ MS8607 右)相対湿度・温度センサHTU31A
ワイヤレス湿温度センサー Wireless Humidity Sensor
ワイヤレス湿温度センサ 5511N-EX
ワイヤレス湿温度センサーはその名が示す通り、ワイヤレス通信機能を搭載した温湿度センサーです。IP66/IP67 の保護等級に適合しており、防塵・防水性を有しています。また、センサーを動かすために、リチウム一次電池 3.6V / 2.1Ah を内蔵しており、環境条件とデータ伝送間隔によりますが最長8年のバッテリー寿命を実現します。センサー自体の電気的特性としては、相対湿度精度: ±5% RH(25°C、55% RH時)温度精度: ±0.8°C(25°C時)があります。外部との通信は、Bluetooth®もしくはLoRaWAN®を使って行われ、工場エリア等の状態監視や物品輸送中の温湿度監視にシンプルの手段を提供します。
最後に
湿度は、人間の個人的な快適さに直接関係するだけでなく、時には生命や物品に致命的な影響を与える場合もあります。そのため、湿度を正確に制御するためには、その値をセンサーにより数値化して管理することが不可欠です。TE Connectivityの湿度センサーは、この課題に対して高精度で長期安定性のある湿度情報を御提供します。ぜひ、一度ご評価ください。
知見と経験を活かし、
ご要望・課題にお応えします。
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