关 硕,奚经天,王俊宇

(复旦大学Auto-ID实验室,专用集成电路与系统国家重点实验室,上海 201203)

湿度传感器被广泛应用于农业仓储,工业控制,日常家用,医药治疗,食品卫生监督等众多领域。电子湿度传感器以其优越的精度和方便自动化控制管理正逐步替代传统的机械式湿度计。基于微波技术原理的电子湿度传感器[1-3]和使用软件微机械技术并基于特殊材料的电子湿度传感器[4]是目前电子湿度传感器的主要设计方法,但是其制造费用较高。CMOS电容特性随湿度变化的特性也被应用于湿度传感器的设计[5],然而 CMOS工艺本身的精度随机差异对测量精度影响较大。文献[6]介绍了一种使用普通电子标签作为廉价电子湿度标签的设计方法：对于附着在纸张之上的电子标签而言,纸张的相对介电常数会随着纸张的湿度发生变化[7],而且改变的数值与湿度改变的相对数值有关,这将导致附着在纸张之上的电子标签天线阻抗和辐射方向图也会发生变化,使得标签能够正常工作的最小发射功率就会改变。基于上述变化,可以构造用于湿度测量的电子标签传感器,其基本操作过程如下：(1)系统初始设置在干燥环境下,且读写器与标签的距离固定,将读写器的发射功率调整为刚好使标签工作的最小功率;(2)当湿度改变而工作距离不变时,调整并记录刚好使标签工作的读写器的最小发射功率;(3)通过比较读写器发射功率所需的最小值和初始状态时的最小值之间的差异,建立与湿度变化的关联关系,进而测出湿度。……