一、一个真实的选型场景
客户要测冷库，最低 −25℃。手上一颗 SHT40，量程写着 −40~125℃，看起来完全够。
但翻到精度那一行：±0.2℃ (0 … 60℃, typical)。在 −25℃ 它能测、能出数，只是精度达不到"±0.2℃"了。
p.s. 盛思锐SHT4x系列数据手册中专门提及传感器在建议的正常温度和湿度范围内运行时表现更稳定，温度为5°C到60°C，相对湿度为20%RH到80%RH。长期暴露在超出建议范围的环境下，尤其是在高相对湿度下，可能会暂时影响湿度信号（例如，在超过80%RH的环境中60小时后会偏差3%RH）。
这篇就来讲如何从精度和成本入手，选择一款合适的温湿度传感器。
二、先分清：温度和湿度是两类问题
温湿度常被放在一起说，但两者的选型逻辑完全不同：温度有好几条技术路线可以挑，湿度只有两条。
| 维度 | 温度 | 湿度 |
|---|---|---|
| 测的是什么 | 分子平均动能（℃，绝对量） | 空气中水汽含量（%RH，相对量） |
| 可选路线 | 4 条以上：带隙 / NTC / PT100 / 热电偶 | 电容式；电阻式 |
| 精度量级 | ±0.1℃ ~ ±2℃ | ±1.5 %RH ~ ±5 %RH |
| 价格跨度 | ＜1 元 → 数百元（红外） | ＜1 元 → 十元级 |
| 最易踩的参数 | 精度成立的温区 | 迟滞、响应时间、长期漂移 |
| 典型失效模式 | 精度不达标 | 结露、有机溶剂污染感湿层 |
| 两者的关系 | 温度是湿度补偿的输入 | 必须做温度补偿才准 |
所以下面分开讲，最后再合并回答一个问题——要不要买一体式。
三、温度：四条路线怎么定位
我们先不看型号，来看看常见的应用场景和测量需求；最后一列是这几条路线最本质的差异——补偿与校准由谁完成：
| 应用场景 | 精度要求 | 典型器件 | 价格量级 | 补偿与校准方式 |
|---|---|---|---|---|
| 限温 / 过温保护 | ±1℃ 或更宽 | NTC 热敏电阻 | ＜1 元 | 软件查表或多项式拟合 |
| 常规环境测温 | ±0.2℃ | 数字温度芯片 STS40；温湿度一体 SHT4x | 1~10 元 | 原厂出厂校准，随数字量输出 |
| 精密测量 / 计量参考 | ±0.1℃ 或更严 | PT100 / PT1000 ＋ 电桥（三线 / 四线） | 10~50 元 | 恒流激励、三/四线补偿、逐点校准 |
| 非接触 / 运动体 / 带电体 | ±1~2℃ | 红外测温 | 10~50 元 | 发射率设定、视场角匹配、环境温度补偿 |
| 高温 / 宽温区（工业） | ±1~2℃ | 热电偶 ＋ 冷端补偿 | 数十元 | 冷端补偿、非线性校正 |
表中最需要留意的是最后一列。 这几条路线的价格差异，主要不在敏感元件本身，而在补偿与校准由谁完成：数字芯片把校准做进出厂流程，输出即为已补偿的数字量；NTC、PT100 与热电偶则把这一步留给外部电路与软件，方案的工作量与一致性风险也随之转移到这里。
图注：①带隙（数字芯片）把感温元件、ADC 与校准集成在一颗芯片内，代价是精度区间通常只到 60℃；②NTC 成本最低，但线性化与批次一致性需由外部电路和软件处理；③PT100 把精度做在金属电阻本身，代价是电桥、三线/四线补偿与体积；④热电偶覆盖最宽温区，代价是毫伏级信号与冷端补偿。同为测温元件，价格差异主要来自补偿与校准的实现方式。
1. 半导体带隙：数字芯片的基础
图注：带隙基准源电路
原理简单来说就是：晶体管 PN 结的正向压降随温度线性下降，测两个不同电流密度下的压差 ΔVbe，就能换算出绝对温度。
好处是天生适合集成：感温元件、ADC、校准数据可以全塞进一颗芯片，出厂就校准好，I2C 直接读数字量。现在看到的 STS40、TMP117、DS18B20 都属于这种。
· 典型精度：±0.1℃（高端档）~ ±0.2℃（主流档）
· 优势：体积小、功耗低、接口简单
· 局限：精度区间通常有局限，出了区间精度会下降
2. NTC 热敏电阻
陶瓷半导体，电阻值随温度升高呈指数下降，单价通常在 1 元以内，灵敏度高。
代价是：非线性严重，必须标定。需要自己在软件里做查表或 Steinhart-Hart 拟合，还要处理它的离散性（同一批 NTC 的一致性远不如芯片）。
· 适合：限温保护、电热水壶防干烧、充电器过温、家电的开关量控温
· 不适合：直接读数、要长期一致性、要多点组网
3. PT100 / PT1000
铂电阻，0℃ 时对应 100Ω（PT100）或 1000Ω（PT1000），线性好、重复性高、可溯源，工业测温和校准基准都用它。
代价是：信号小、需要自己搭电桥、必须做三线或四线补偿（导线电阻会直接算进结果），而且体积大、成本高。
4. 热电偶与红外
· 热电偶：测两种金属接点的热电势，量程能到上千度，但信号是毫伏级、要冷端补偿，精度不如 PT100。属于"宽温区工业场景"。
· 红外：不接触、测表面或运动体，误差逻辑完全不同（发射率、视场角、环境温度补偿）。
四、湿度：两条路线
湿度的路线选择比温度简单得多，但参数比温度难：
| 应用场景 | 精度要求 | 典型器件 | 价格量级 | 补偿与校准方式 |
| 室内环境监测 / 新风联动 | ±2~3 %RH | 电容式温湿度一体：SHT4x、HTU31D、HDC3020、GXHT40 | 1~10 元 | 原厂逐点标定，出厂即含温度补偿 |
| 低成本趋势 / 家电显示 | ±5 %RH 或更松 | 电阻式模块：DHT11 / DHT22 一类 | ＜1 元 | 简单线性化，长期漂移大，多按耗材对待 |
| 长期无人值守 / 需复校 | ±1.5~2 %RH | 高精度电容式（SHT45 一类） | 10 元级 | 原厂标定 ＋ 定期复校 |
图注：①左图是电容式——水分子进入高分子感湿层，介电常数变化，上下电极之间的电容随之变化，再换算成 %RH；②右图是电阻式——湿敏材料吸附水汽后离子导电增强，电阻下降。前者线性好、稳定、能做得很小，是现在的主流；后者便宜、电路简单，但温漂和长期漂移都明显，只适合"知道个大概"的场合。
能用电容式就用电容式。 市面上叫得上名字的（SHT4x、HTU31D、HDC3020、GXHT40）全是电容式；电阻式的典型代表是 DHT11/DHT22 那一类，便宜但精度和长期稳定性都不在一个档次。
湿度比温度难在两个参数：
1. 迟滞（hysteresis）——同一颗传感器，从干燥到潮湿、和从潮湿变干燥，读数在中途不重合，差个 2~3 %RH 很常见。
2. 长期漂移与高湿暴露——就如第一节 p.s. 所述SHT4x 手册写明，超过 80%RH 的环境里待 60 小时，湿度可能偏差 3%RH。这个数字和它的标称精度是同一量级——也就是说，用错环境，精度指标会直接失效。
再叠加它对污染敏感（有机溶剂、洗板水会损伤感湿层），所以"装在哪"对湿度传感器的意义，比对温度大得多。
五、选择一体式还是分开？
这也是把温度和湿度放在同一篇里的真正原因——"一体式还是分开"这个决定，只有在两个量一起看时才成立：
| 温湿度一体（如SHT 系列） | 纯温度（如STS 系列）＋ 单独的湿度方案 | |
| 测什么 | 温度 + 相对湿度 | 只有温度（湿度另配） |
| 省什么 | 少一颗料、少一次标定、少一组 I2C 地址 | 温度这颗的封装与成本选择更多 |
| 代价 | 湿度感湿层对环境更敏感（怕结露、怕有机溶剂、怕长期高湿） | 需要湿度就得多加一颗，还要自己解决温度补偿 |
| 典型落点 | 暖通、家电、仓储、环境监测 | 设备过热保护、BMS、纯测温点位 |
判断只看：这个场景里"湿度"这个量有没有用？
· 有 → 一体式，省下来的不只是物料，还有自己做温度补偿的工作量；
· 没有 → 纯温度，别为用不到的湿度付钱。
六、参数怎么读？
温湿度除了精度、量程这些通用参数，还要额外看这几处：
· 精度必须看区间，要看是"典型"还是"最大"；
· 湿度多看迟滞、响应时间（标 τ63%，普遍比温度慢得多）和长期漂移；
· 自热：连续测量电流会让自己升温，读数偏高，小封装尤其明显。
七、落到型号：按需求对号入座
| 类别 | 需求 | 该选哪一类 | 代表型号 | 适用人群 |
| 温度 | 常温、只做限温 / 过温保护 | NTC 热敏电阻 | — | 成本敏感，不要求读数准 |
| 数字接口、±0.2℃ 够用 | 半导体数字温度芯片 | STS40、TMP102 | 要小、要省电、直接读数字 | |
| ±0.1℃、要可溯源 | 铂电阻 / 高精度数字 | PT100、STS35 | 实验室、校准基准、精密恒温 | |
| 宽温区、工业现场 | 热电偶 / PT100 ＋ 变送器 | — | 高温、长距离、4-20mA 组网 | |
| 不能接触、测表面 | 红外 | MLX90614 一类 | 运动物体、带电体、远距离 | |
| 湿度 | 要温 + 湿、常规环境 | 温湿度一体（电容式） | SHT30 / 40、HTU31D、HDC3020、GXHT40 | 环境监测、暖通、仓储 |
| 只要趋势、成本极敏感 | 电阻式模块 | DHT11 / DHT22 一类 | 玩具、家电显示，多按耗材对待 |
八、三个坑
1. 拿"量程"当"精度区间"用。 开头那个冷库例子就是：−25℃ 在量程内，但不在精度温区里，也不在推荐工作范围内。选型先看精度温区，再看推荐工作范围，最后才看量程。
2. 忽略迟滞和响应时间。 湿度传感器的读数有迟滞，做新风联动、除湿控制时，拿它的瞬时值去做 PID，很容易震荡——这类场景要么加滤波，要么选响应更快的型号。
3. 把传感器焊在发热源旁边，或者放在会结露的位置。 MCU、LDO、DC-DC 都是热源，贴板测温差 1℃ 是常态；而感湿层长期泡在高湿里读数会漂。这两个误差都不在任何数据手册的"参数表"里，而在你的布局里。
九、选型三问
1. 只测温，还是温湿度都要？ ——决定走"四条温度路线"还是"电容式一体"；
2. 测什么区间、要多准？ ——温度看精度温区，湿度看迟滞与长期漂移；
3. 装在哪、有没有凝露和污染？ ——感湿层怕结露、怕有机溶剂、不能抽真空存储。
十、小结
· 温度有四种选择：NTC 成本最低但需自行线性化、数字芯片省心但要看清精度温区、PT100 精度上限更高但需自建电桥与三/四线补偿、热电偶覆盖最宽温区但需冷端补偿；
· 湿度主流就一种：电容式，但必须多看迟滞、长期漂移和"高湿暴露后的偏差"；
· 一体 vs 分开只问一句：这个场景里湿度有没有用；
· 不管哪一类，顺序都是：先精度温区，再推荐工作范围，然后量程，最后才看型号和价格。
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