[发明专利]无存储模块的湿度传感器芯片

权利要求书

1.一种无存储模块的湿度传感器芯片，其特征在于：

传感器芯片包括湿度敏感模块、测量电路模块、微处理单元MCU；不含有独立的存储模块；

湿度敏感模块包括湿度敏感材料、衬底、第一电极、第二电极和第三电极；湿度敏感材料、衬底、第一电极、第二电极和第三电极构成三电极结构的湿度敏感型电容-电阻复合结构；

第一电极、第二电极之间构成湿度敏感电阻，第一电极、第三电极之间构成湿度敏感电容，第二电极、第三电极之间也构成湿度敏感电容，且第一电极、第二电极和第三电极互相之间为同一湿度敏感材料；

湿度敏感材料制备在衬底的正面，第一电极、第二电极均位于湿度敏感材料的上面，第三电极位于衬底材料的背面；

第一电极、湿度敏感材料、衬底、第三电极构成电容器结构，湿度敏感材料、衬底为电容器的复合介电层；第二电极、湿度敏感材料、衬底、第三电极也构成电容器结构，湿度敏感材料、衬底为电容器的介电层；第一电极、湿度敏感材料、第二电极构成湿度敏感电阻结构，湿度敏感材料作为湿度敏感电阻的湿度敏感材料；衬底是具备压电效应的晶体材料；

第一电极、第二电极之间设置一个由微处理单元MCU控制的电子开关，在测量湿度敏感模块的谐振频率时，电子开关由微处理单元MCU控制处于导通状态，使得第一电极、第二电极短路连接，其余时间电子开关则保持断开状态。

2.如权利要求1所述的湿度传感器芯片，其特征在于：

湿度敏感材料为疏水性材料。

3.如权利要求1所述的湿度传感器芯片，其特征在于：

第一电极、第二电极为一对互相围绕而不接触的、其间具有湿度敏感材料的双电极；第一电极、第二电极为一对叉指电极，或一对螺旋形电极，或一对回形电极。

4.如权利要求1所述的湿度传感器芯片，其特征在于：

第一电极、第二电极、第三电极为金电极或银电极。

5.如权利要求4所述的湿度传感器芯片，其特征在于：第一电极、第二电极、第三电极均采用蒸镀工艺或溅射工艺制备得到。

6.如权利要求1所述的湿度传感器芯片，其特征在于：湿度敏感材料为有机材料，或无机材料，或有机/无机复合材料。

7.如权利要求1所述的湿度传感器芯片，其特征在于：衬底是石英薄片。

8.如权利要求1所述的湿度传感器芯片，其特征在于：电子开关为一对PMOS/NMOS构成的传输门；传输门的控制端连接至微处理单元MCU。

9.如权利要求1-4任一项所述的湿度传感器芯片，其特征在于：

湿度敏感模块中还集成有温度传感器，温度传感器连接至测量电路模块，测量电路模块将测量得到的湿度敏感材料的温度值传输至微处理单元MCU，微处理单元MCU根据温度值对测量得到的环境空气湿度值进行修正。

10.如权利要求1-4任一项所述的湿度传感器芯片，其特征在于：

测量电路模块用于在测量时执行如下两个测量操作，且两个测量操作的先后次序不作限制：

(1)测量电路模块向湿度敏感模块的第一电极和第三电极施加预设频率范围的、频率变化的交流激励信号，测量湿度敏感模块的谐振频率；或，

测量电路模块向湿度敏感模块的第二电极和第三电极施加预设频率范围的、频率变化的交流激励信号，测量湿度敏感模块的谐振频率；

(2)电子开关由微处理单元MCU控制处于断开状态，使得第一电极、第二电极断开连接，测量电路模块向湿度敏感模块的第一电极和第二电极施加直流电信号，测量湿度敏感模块的湿度敏感电阻值；

谐振频率和湿度敏感电阻值随着湿度敏感材料含水率变化而变化；

测量电路模块将测量得到的测量湿度敏感模块的谐振频率和湿度敏感电阻值传输至微处理单元MCU；

微处理单元MCU根据谐振频率和湿度敏感电阻值分别计算得到两个环境空气湿度参考值，即环境空气湿度参考值a和环境空气湿度参考值b。