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[font='宋体'] 近年来,米家出品了不少智能电子产品,市场反映都还不错,收获了一大批“米粉”。“米家蓝牙温湿度计2”是一款智能互联产品,可以[/font][font=宋体]将设定的温湿度作为触发条件去联动控制接入米家的其他智能设备,如空调、加湿器等。[/font][font=宋体]该温湿度计体积小([/font][font=宋体]4.3[/font][font=Arial]X[/font][font=宋体]4.3[/font][font=Arial]X[/font][font=宋体]1.25[/font][font=宋体]厘米[/font][font=宋体]),重量轻(仅仅[/font][font=宋体]12[/font][font=宋体]克[/font][font=宋体]),使用瑞士盛思锐([/font][font=宋体]Sensirion[/font][font=宋体])公司新一代[/font][font=宋体]数字温度传感器[/font][font=宋体],精度高、稳定性好、电耗极低。[/font][font=宋体]该温湿度计使用一颗[/font][font=宋体]CR2032[/font][font=宋体]锂纽扣电池,厂家称,不连接[font=Arial]APP[/font][font=宋体]情况下,可用一年。[/font][/font][font=宋体][color=#333333][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061341063645_9664_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][/color][/font][color=#333333][font=宋体][font='宋体']有关技术参数如下:[/font][/font][/color][img=,500,386]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061933193656_7131_1807987_3.jpg!w500x386.jpg[/img][color=#333333][font=宋体][font='宋体']根据厂家资料,温湿度计本体可以存储3个月数据,云端可以存储6个月数据,在手机APP上查询浏览十分方便。关键是价格低廉,才14.5元一只包邮。[/font][/font][/color][color=#333333][font=宋体][font='宋体']由于该温湿度计具有记录温湿度数据的功能,那能不能用于实验室要求监视记录室内温度的项目呢?采用多点对比、简易实验如下(注:由于缺高精度湿度计,未作湿度对比实验)。[/font][font='宋体'][b]一、实验器材及场地[/b][/font][font='宋体']1、[/font][font='宋体']米家蓝牙温湿度计2[/font][font='宋体']2、[/font][font='宋体']Fluke 116C 型[/font][font='宋体']数字万用表(作为温度测量对照表)[/font][font='宋体'] [/font][font='宋体']温度量程:-40°C至400°C,K型热电偶[/font][font='宋体'] [/font][font='宋体']分辨率:0.1°C[/font][font='宋体'] [/font][font='宋体']准确度:1 % + 10[2][/font][font='宋体']3、安装有冷暖空调器的房间,辅助电加热器[/font][font='宋体'][b]二、实验方案[/b][/font][font='宋体']1、将米家蓝牙温湿度计2及[/font][font='宋体']Fluke 116C 型[/font][font='宋体']数字万用表(设置温度档)相邻放置于室内。[/font][font='宋体']2、使用室内空调器及辅助电加热器逐步调节控制室内温度。[/font][font='宋体']3、待室温稳定时,[/font][font='宋体']同步记录温湿度计显示的温度数值和万用表显示的温度数值。[/font][b][font='宋体']三、[/font][font='宋体']温度实验数据分析[/font][/b][font='宋体']环境气温26[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体'],[/font][font='宋体']在不同室内温度下,对比测量温度的图片如下(仅列出3张,其余略):[/font][/font][/color][font=宋体][color=#333333][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061341085598_2631_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][/color][/font][font=宋体][color=#333333][font=宋体][/font][/color][/font][font=宋体][color=#333333][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061341073567_2173_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][/color][/font][font=宋体][color=#333333][font=宋体][/font][/color][/font][font=宋体][color=#333333][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061341079885_9003_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][/color][/font][font=宋体][color=#333333][font=宋体]将多点测量温度的数据进行列表:[/font][/color][/font][font=宋体][color=#333333][font=宋体][img=,690,242]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061355458844_557_1807987_3.jpg!w690x242.jpg[/img][/font][/color][/font][color=#333333][font=宋体][font='宋体'] 将[/font][font='宋体']Fluke 116C 型[/font][font='宋体']数字万用表测量的温度数据作为[/font][font='宋体']标准[/font][font='宋体']曲线,根据[/font][font='宋体']米家蓝牙温湿度计2测量温度的数据,在20[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体']附近,无偏差,最大偏差为[/font][font='宋体']+0.3[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体']。说明该温湿度计是以[/font][font='宋体']20[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体']为中心,进行线性设计校准的。[/font][font='宋体'] 对于大多数实验室保持房间温度为[/font][font='宋体']20[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体']的要求,米家这款[/font][font='宋体']蓝牙温湿度计2的在这个温度点的测量值[/font][font='宋体']是比较准确地。粗糙地计算,在[/font][font='宋体']20[/font][font='宋体']~[/font][font='宋体']50[/font][font='宋体']℃[/font][font='宋体']范围内,[/font][font='宋体']线性度[/font][font='宋体']δ[/font][font='宋体']=[/font][font='宋体']Δ[/font][font='宋体']Ymax/Y*100% =0.3/30*100% =1%[/font][/font][/color][color=#333333][font=宋体][font='宋体'] 使用有空调的房间作实验,由于空调制冷设计最低为18[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体'],建筑物有散热,本实验房间温度最低达到[/font][font='宋体']19.7[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体'];空调制热设计最高为[/font][font='宋体']32[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体'],当房间温度达到[/font][font='宋体']30[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体']后,应加开电加热器[/font][font='宋体']辅助加热,才能继续提高房间温度。对于0[/font][font='宋体']~[/font][font='宋体']20[/font][font='宋体']℃[/font][font='宋体']范围及湿度,本人未作实验。有这方面要求的,可以自己用高精度仪表进行验证。[/font][/font][/color][font=宋体][font='宋体'][b][font='宋体']四、[/font][font='宋体']APP记录数据显示[/font][/b][/font][/font][color=#333333][font=宋体][font='宋体']下面是实验当天的数据截图,显示每小时中的最高值,24小时循环记录(图中那个50.6[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体']高温数值,是本次实验高温时的数值,不是正常的室温值[/font][font='宋体']):[/font][/font][/color][font=宋体][color=#333333][font=宋体][img=,500,1037]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061341061077_3782_1807987_3.jpg!w500x1037.jpg[/img][/font][/color][/font][font='宋体']下面是月数据截图,显示每天当中的最高最低值,每30天循环记录(图中那个50.6[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体']高温数值,是本次实验高温时的数值,不是正常的室温值[/font][font='宋体']):[/font][font=宋体][color=#333333][font=宋体][img=,500,1038]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061341067287_6394_1807987_3.jpg!w500x1038.jpg[/img][/font][/color][/font][color=#333333][font=宋体][font='宋体']下面是每半年的数据截图(今年8月启用仪器,没有7月以前的数据),显示每月当中的最高最低值,每半年循环记录(图中那个50.6[/font][font='宋体']°C[/font][font='宋体']高温数值,是本次实验高温时的数值,不是正常的室温值[/font][font='宋体']):[/font][/font][/color][font=宋体][color=#333333][font=宋体][img=,500,1038]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110061341066800_2183_1807987_3.jpg!w500x1038.jpg[/img][/font][/color][/font][color=#333333][font=宋体][font='宋体'][b]结语:[/b][/font][font='宋体']米家蓝牙温湿度计2虽然是一款民用产品,经实验,完全可以用于要求不高的商业环境温度监视记录项目,并且,成本低廉、操作简单、效果良好,建议大家一试。结合米家网关使用,可以远程监控实验室的温湿度状况,当出现异常时,及时通知相关人员进行处理。特别是对实验室负责人,对掌管的重要实验室温度状况,多一道监控措施,是一个得力助手。稍有遗憾的是:每天记录时间间隔1小时,只显示其中的最大值,24小时循环;月记录只显示月内某一天的最大最小值;年记录只显示年内某一月的最大最小值;仪器本体只保持3个月数据、云端只保持半年数据。若加大芯片记录内存、缩短记录时间间隔、改进显示及数据导出,出一款商务型,会更加适合商业用户。[/font][/font][/color]
[font='宋体'] 小米进入电子消费品领域,设计上采用新的理念和最新的元件,给人以感官及使用上的冲击,吸引很多人气。这不,前两年众筹的小米蓝牙温湿度计2,在国内民用消费电子产品上,率先使用了MEMS(微机电系统)技术[/font][font='宋体']制造的[/font][font='宋体']温湿度传感器,体积小、温湿度测量准确度高,就收获了一大批米粉。[/font][font='宋体'] 对于我们从事仪表使用的企业人士来说,更多看到的是新元器件的采用,会给分析仪器技术带来不断进步。下面,通过拆解小米蓝牙温湿度计2,来认识它采用的新型传感器。[/font][font='宋体'][b]1、仪表外观[/b][/font][font=宋体] 该仪表是一款智能互联产品,[/font][font=宋体]能记录数据,[/font][font=宋体]可以[/font][font=宋体]将设定的温湿度[/font][font=宋体]作为触发条件去联动控制接入米家的其他智能设备,如空调、加湿器等。[/font][font=宋体]它体积小([/font][font=宋体]4.3X4.3X1.25厘米[/font][font=宋体]),重量轻(仅仅[/font][font=宋体]12克[/font][font=宋体]),使用瑞士盛思锐([/font][font=宋体]Sensirion[/font][font=宋体])公司新一代[/font][font=宋体]数字温[/font][font=宋体]湿度[/font][font=宋体]传感器[/font][font=宋体],测量范围:温度[/font][font=宋体]0~60℃,分辨率0.1℃;湿度0~99%RH,分辨率1%RH。[/font][font=宋体]精度高、稳定性好、电耗极低。[/font][font=宋体]使用一颗[/font][font=宋体]CR2032锂纽扣电池,厂家称,不连接APP情况下,可用一年。[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160024488498_2965_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]上部及背部的孔,是传感器通气孔,有利于传感器与环境温湿度平衡:[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160024486897_8935_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160024489855_2276_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][font='宋体'][b]2、拆解[/b][/font][font='宋体']用指甲[/font][font='宋体']轻松[/font][font='宋体']抠开[/font][font='宋体']卡扣结构[/font][font='宋体']背盖[/font][font='宋体'],这种结构便于更换电池[/font][font='宋体']:[/font][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160024496974_1203_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]内部安装一枚[/font][font=宋体]3V的CR2032一次性锂电池:[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160024496350_1269_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]用[/font][font=宋体]T4梅花螺丝刀卸下[/font][font=宋体]内[/font][font=宋体]盖上部两颗固定螺丝:[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160024499894_6022_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]移开内[/font][font=宋体]盖,看见电路板:[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160024501984_2180_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]移走电路板,下面是白色[/font][font=宋体]支[/font][font=宋体]架[/font][font=宋体]框[/font][font=宋体]及液晶显示屏:[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160024501839_4663_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][font=宋体]电路板正面,上方[/font][font=宋体]U1是温湿度传感器,[/font][font=宋体]DFN封装的[/font][font=宋体]尺寸[/font][font=宋体]为2.5[/font][font=宋体]mm[/font][font=宋体] × 2.5[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]mm,[/font][font=宋体]厚[/font][font=宋体]度为0.9 mm[/font][font=宋体],比一粒米[/font][font=宋体]的[/font][font=宋体]体积都要小:[/font][/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160026428966_7915_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]电路板背面,U2([/font][font=宋体]I[/font][font=宋体]ST[/font][font=宋体]3055[/font][font=宋体])[/font][font=宋体]是[/font][font=宋体]MCU(含[/font][font=宋体]液晶显示屏驱动[/font][font=宋体])[/font][font=宋体],[/font][font=宋体]U3([/font][font=宋体]TLSR8251[/font][font=宋体])[/font][font=宋体]是低功耗蓝牙模块,[/font][font=宋体]Y1是24MHz晶振,[/font][font=宋体]天线在右侧[/font][font=宋体]:[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160026430655_9147_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font=宋体]“[/font][font=宋体]全家福[/font][font=宋体]”[/font][font=宋体]图片:[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160026428236_4210_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][font='宋体']采用MEMS(微机电系统)技术制造的新一代温湿度传感器,将[/font][font=宋体][color=#333333]传感器[/color][/font][font=宋体][color=#333333]探头[/color][/font][font=宋体][color=#333333]、信号调理、数字变换、串行数字通信接口、数字校准[/color][/font][font=宋体][color=#333333]电路[/color][/font][font=宋体][color=#333333]全部集成到一个体积极小的芯片当中,[/color][/font][font=宋体][color=#333333]其它电路通过简单的数字接口与芯片相连接,使得该温湿度计内部结构极大的简化。该[/color][/font][font=宋体]仪表电原理方框图如下:[/font][/font][font=宋体][img=,519,321]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160026432931_9547_1807987_3.png!w519x321.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][b][font='宋体']3、[/font][font='宋体']显[/font][font='宋体']微观[/font][font='宋体']看[/font][font='宋体']MEMS温湿度传感器[/font][/b][font='宋体'] 在拆解后,我们看到小米这款蓝牙温湿度计采用瑞士[/font][font=宋体]Sensirion[/font][font=宋体](盛思锐)[/font][font='宋体']公司的温湿度传感器,型号SHTV3,在电路板上标示U1。不过在该公司网站上暂时没查到其资料,只有公开的SHT3×系列资料,不知道这是不是小米订购代号。[/font][font=宋体][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160026436945_9699_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font='宋体']可参考的[/font][font=宋体]SHT3x[/font][font='宋体']-ARP[/font][font='宋体']简要资料如下:[/font][font=宋体][img=,690,341]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160026435668_8328_1807987_3.png!w690x341.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font='宋体']内部结构示意图及典型应用电路见下图:[/font][font=宋体][img=,690,382]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160026436039_6526_1807987_3.png!w690x382.jpg[/img][/font][font=宋体][font='宋体']透过传感器圆形窗口,在150倍生物光学显微镜下观察(侧光)。据资料介绍,芯片中心区域[/font][font='宋体'](在照射光下泛蓝光)[/font][font='宋体'],传感器探头分别由1个电容式聚合体测湿单元和1个[/font][font='宋体']能[/font][font='宋体']隙式测温单元构成,其他部分是其余电路:[/font][/font][font=宋体][img=,690,522]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160028315356_8361_1807987_3.jpg!w690x522.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font='宋体']在20X20倍金相光学显微镜下观察:[/font][font=宋体][img=,690,485]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160029102580_5834_1807987_3.jpg!w690x485.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font='宋体']根据显微镜测微尺的情况,中心的传感器探头敏感区域光斑直径约0.1mm[/font][font='宋体'],可见半导体CMOS技术的厉害:[/font][font=宋体][img=,690,717]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111160029238569_3887_1807987_3.jpg!w690x717.jpg[/img][/font][font=宋体][/font][font='宋体'][b]结语:[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]采用[/font][font='宋体']MEMS[/font][font=宋体]技术[/font][font=宋体]的[/font][font=宋体]新型数字[/font][font=宋体]温[/font][font=宋体]湿度传感器SHT3x系列[/font][font=宋体]芯片[/font][font=宋体],[/font][font=宋体]是[/font][font=宋体]建立在全新和优化的CMOSens芯片之上,产品可靠性和精度[/font][font=宋体]进一步提高[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体]该[/font][font=宋体]系列[/font][font=宋体]芯片还[/font][font=宋体]提供[/font][font=宋体]许多[/font][font=宋体]新功能,[/font][font=宋体]例[/font][font=宋体]如增强信号处理、两个独特和用户可选I2C地址、一个可编程温湿度极限的报警模式[/font][font=宋体]、[/font][font=宋体]以及高达1 MHz的通信速度。[/font][font=宋体]同时,它还具有[/font][font=宋体]各种接口(I2C、模拟电压输出)[/font][font=宋体]、[/font][font=宋体]2.4至5.5 V[/font][font=宋体]的[/font][font=宋体]宽工作电压,适合各类应用。将传感器技术提升到了一个新水平。[/font][font=宋体]可以预见,[/font][font='宋体']MEMS技术在传感器制造上的[/font][font='宋体']深入[/font][font='宋体']运用,将会给分析仪器领域带来飞跃的进步。[/font][font=宋体][/font][font=宋体]附注:什么是[/font][font=宋体]CMOSens [/font][font=宋体] [/font][font=宋体][color=#333333] [/color][/font][font=宋体]CMOSens[/font][font=宋体]是[/font][font=宋体][color=#333333]将半导体[/color][/font][font=宋体][color=#333333]COMS[/color][/font][font=宋体][color=#333333]芯片[/color][/font][font=宋体][color=#333333]技术与传感器[/color][/font][font=宋体][color=#333333]([/color][/font][font=宋体][color=#333333]Sensor[/color][/font][font=宋体][color=#333333])[/color][/font][font=宋体][color=#333333]技术结合在一起构成的高集成度、体积极小的传感器芯片[/color][/font][font=宋体][color=#333333]解决方案。[/color][/font][font=宋体][color=#333333] 该技术是一种全新的基于智能传感器设计理念的新技术[/color][/font][font=宋体][color=#333333]。[/color][/font][font=宋体][color=#333333]该技术将传感器[/color][/font][font=宋体][color=#333333]探头[/color][/font][font=宋体][color=#333333]、信号调理、数字变换、串行数字通信接口、数字校准全部集成到一个体积极小的芯片当中,[/color][/font][font=宋体][color=#333333]芯片可以通过简单的数字接口与其他电路相连接。[/color][/font][font=宋体][/font]
之前实验室考虑到原来一批数显式电子温湿度计在外校过程中实验室没有多余的温度计使用,就买了一批机械式温湿度计,然后送外检,发现湿度偏差很大,有的上面 是50%,实际是65%,数显式电子温湿度计和机械式温湿度计校准结果有区别吗?