SHT40, SHT41 и SHT45 — какой датчик влажности выбрать?

Что общего у всей линейки SHT4x

Диапазон питания от 1,08 В — не опечатка и не маркетинг: он открывает путь к питанию прибора напрямую от элемента или от низковольтной части схемы, где линейный стабилизатор дал бы слишком много потерь. Плата при этом становится чувствительнее к пульсациям по питанию: при 1,1 В допуск на просадку заметно меньше, чем при 3,3 В, и развятка по питанию здесь не формальность.

Корпус 1,5 × 1,5 мм с шагом 0,5 мм — это уже не разъёмный прибор, а элемент, который паяют на плату с особой аккуратностью. Рядом с ним не ставят источник тепла и не оставляют зазора до нагревающих элементов: датчик измеряет температуру воздуха рядом с собой, и всё, что греется в этой зоне, попадает в показание.

Нагреватель стоит понимать правильно. Его задача — не «улучшить показания», а вернуть прибор в рабочее состояние: высушить конденсат после попадания влаги, снять наледь, выполнить проверку работоспособности. Ток нагревателя на порядки выше тока измерения, поэтому прибор в режиме нагрева потребляет заметно больше, и включают его импульсами по короткому времени, а не постоянно.

Чем отличаются друг от друга

Главное, что отличает SHT41 от SHT40, — не типовая точность, а гарантия по худшему случаю и широта диапазона, на который эта гарантия распространяется. При влажности около 50 % типичный SHT40 и SHT41 покажут практически одно и то же значение, и разницу в замере не увидеть. Разница проявится там, где важна худшая граница: при контроле климата, в приборах с поверкой или в серийном производстве, где отклонение партии в пределах гарантии уже недопустимо.

SHT45 — прибор с лучшей точностью из трёх: ±1,0 % RH типично и ±0,1 °C. Выбирают его там, где качество измерения важнее простоты, с оговоркой, что режим повышенной точности потребляет чуть больше тока. При этом производитель заявляет стопроцентный выходной контроль для этой партии, то есть каждый экземпляр проверяется перед отгрузкой, — для серийных изделий это снимает вопрос разброса внутри партии.

Расхождение между пресс-релизом и паспортом — из тех вещей, которые стоит проговорить прямо. В объявлении Sensirion от октября 2021 года для SHT41 и SHT45 указано «типичная точность ±1 % RH и ±0,1 °C». Паспорт даёт для SHT41 типовое значение ±1,8 % RH и предельное ±2,5 %. Для расчёта погрешности системы берут паспортное значение, иначе при поверке или при оценке рисков получится заниженная оценка точности измерения.

Со старыми SHT3x

Переход с SHT30, SHT31 или SHT35 на прибор четвёртого поколения — это смена поколения прибора, а не замена одной детали на другую. Набор команд у SHT4x свой, поэтому драйвер выбирают под то поколение, которое фактически стоит на плате, и библиотеку, написанную под SHT3x, напрямую не переносят.

Меняется и раскладка по питанию: при SHT4x допустимый вход от 1,08 В, и если плата запитана от 5 В, питание датчика придётся заводить через преобразователь или стабилизатор. Если же плата запитана от 3,3 В, то прибор подключается напрямую, и обвязка остаётся прежней.

Отдельно про точность на границах диапазона. У SHT30 и SHT31 гарантия обычно даётся на диапазоне 10–90 % относительной влажности, а у SHT4x — до 0–90 %, то есть включается зона, которая у старых приборов считалась негарантированной. Для систем, где влажность может опускаться почти до нуля в холодном помещении, это существенная разница.

Нагреватель в SHT3x отсутствует, и это тоже бывает решающим: там, где конденсат и обледенение невозможны, прибор без нагревателя проще и дешевле по потреблению, а в местах с повышенной влажностью нагреватель из SHT4x позволяет вернуть датчик в рабочий режим без разборки.

Что проверять при заказе

1. 01 Артикул с точностью и корпусом: SHT40, SHT41 или SHT45, DFN-8 1,5 × 1,5 мм.
2. 02 Нужна ли типовая или гарантированная точность: у SHT41 типовая та же, что у SHT40, но гарантия жёстче.
3. 03 Питание: 1,08–3,6 В — при питании платы от 5 В нужен преобразователь.
4. 04 Разводка под корпус 1,5 × 1,5 мм и отсутствие тепловых источников рядом с датчиком.
5. 05 Нужен ли нагреватель: он потребляет намного больше тока измерения и включается импульсами.
6. 06 Версия драйвера — под конкретное поколение прибора, а не под предыдущее.

Частые вопросы

• Чем отличается SHT41 от SHT40 — гарантированный максимум точности и широта диапазона, а не типовое значение.
• Какой датчик самый точный — SHT45: ±1,0 % RH типично и ±0,1 °C.
• Правда ли, что у SHT41 ±1 % RH — в пресс-релизе заявлено ±1 %, в паспорте типовое ±1,8 %; считают по паспорту.
• Зачем в датчике нагреватель — восстановление после конденсата, борьба с обледенением, самопроверка.
• Можно ли поставить SHT45 вместо SHT31 — функционально да, но это смена поколения: другой набор команд и другая разводка питания.
• Какое питание — 1,08–3,6 В, и это позволяет питать от 3,3 В напрямую.