摘要：HC2A 系列探头在一个 Ø15 mm 的紧凑探针内同时集成了双路模拟电压输出（0…1 V）和 UART 数字接口（支持 RoASCII 与 MODBUS 双协议），配合 AC3001 服务电缆、E2/E3 无源延长电缆、AC3003 有源放大电缆，可覆盖从 1 m 到 100 m 的布线距离。本文系统梳理 HC2A 的引脚定义、信号映射、输出参数配置与电缆延长方案。

一、7 针连接器的完整引脚定义

HC2A 系列采用 SW14 型 7 针连接器，引脚定义如下（正视探头端面）：

• 双地分离：引脚 2（数字地）与引脚 7（模拟地）在探头内部短接，但在 PCB 上走不同路径，目的是将数字电路开关噪声与模拟测量回路隔离。布线时建议在变送器端将两者单点共地；

• 电源范围很窄：3.3…5 VDC，不能直接接工业常见的 24 VDC，必须通过 HygroFlex/HygroLog 等配套变送器供电，或使用 AC3003 有源电缆的稳压输出——这是 HC2A 现场损坏的最常见原因之一；

• 负载要求：模拟输出负载阻抗需 > 10 kΩ，接入低阻抗采集设备可能导致信号衰减。

二、双路模拟输出：默认映射与自定义缩放

HC2A 默认出厂配置如下：

模拟输出可配置的参数选项（通过 HW4 软件修改）：

• 物理量切换：任一路模拟输出都可以切换为露点（Dew point）或霜点（Frost point），而不仅是温湿度；

• 量程自由缩放：模拟输出的满量程范围可由用户自定义，例如：

• 将湿度输出改为 0…1 V = 20…80 %rh（用于高精度 HVAC 控制场景，提高分辨率）；

• 将温度输出改为 0…1 V = 0…50 ℃（常用室温区间，提高分辨率）；

• 注意：模拟输出始终是 0…1 V 电压信号，不支持 4…20 mA 电流输出——如果需要电流信号，需通过 HygroFlex 系列变送器完成 V/I 转换。

三、UART 数字接口：RoASCII 默认协议与 MODBUS 切换

HC2A 的 UART 接口规格：

• 波特率：19200 baud，固定不可配置；

• 默认协议：RoASCII（Rotronic ASCII 协议）——基于文本命令的交互协议，通过 HW4 软件使用；

• 可切换协议：MODBUS（通过 HW4 设置切换）——标准工业 Modbus RTU 协议，可直接接入 PLC、SCADA 系统。

数字接口相比模拟输出的优势：

• 不受线缆压降、电磁干扰的影响，读数精度无损失；

• 可直接读取露点/霜点计算值（AirChip 3000 板载计算），无需上位机换算；

• 可读取探头序列号、校准状态、报警信息等诊断数据；

• 通过 MODBUS 可实现多个探头挂在同一 RS-485 总线（注意：HC2A 原生 UART 是 TTL 电平，需外接 TTL-485 转换器）。

模拟 vs 数字的选型建议：

• 短距离、简单接入 PLC 模拟量输入模块 → 直接用 0…1 V 模拟量最-方-便；

• 长距离、需要高精度、需要多参数/诊断信息 → 数字接口更可靠，但要解决 TTL 电平转换问题；

• 接入 Rotronic 自家变送器（HF5/HF8/HL-NT/HP 系列）→ 使用厂家配套数字电缆，无需考虑协议细节。

四、上电时序与测量响应

规格书明确的时序参数：

• 首-次测量时间：上电后 1.5 秒输出第一个有效测量值；

• 常规测量间隔：1 秒一次更新；

• 典型功耗：约 5 mA @ 3.3 VDC 供电。

工程提示：

• 如果用于闭环控制（如加湿/除湿控制），1 秒的更新率足以应对大多数 HVAC 与工业过程控制；

• 如果需要更快响应，应优先考虑缩短传感器时间常数（选大孔径过滤器、提高风速），而不是改变电子采样率；

• 低功耗特性使 HC2A 适合电池供电的数据记录器（HygroLog 系列），单节电池可支持长期记录。

五、电缆延长方案：5 m 无源 vs 100 m 有源

HC2A 探头到读数设备之间的距离延长，分为无源延长与有源放大两种方案，两者的距离边界非常明确。

方案一：无源延长电缆（≤5 m）

无源延长直接通过普通多芯电缆连接探头与设备，最长不超过 5 m（受模拟信号抗干扰能力与 UART TTL 电平驱动能力限制）。Rotronic 提供两种颜色的标准化延长电缆：

黑/白颜色区分主要用于多探头部署时的视觉识别（例如：白色探头 = 湿度控制回路，黑色探头 = 温度监测），电气特性完-全相同。

方案二：有源放大电缆 AC3003（≤100 m）

当探头到变送器的距离需要超过 5 m，必须使用 AC3003 信号放大器电缆，将信号放大后通过 Cat.5 标准网线传输，最远距离 100 m。

工程提示：

• AC3003 自带稳压功能，可在长距离末端提供正确的 3.3…5 VDC 探头供电；

• 100 m 是 Cat.5 以太网电缆的标准百米边界，超过这个距离应考虑在中间增加中继或改用分布式 I/O；

• 如果使用数字协议（MODBUS），理论距离取决于总线物理层，AC3003 提供的信号调理同样适用。

六、USB 服务电缆 AC3001 与 HW4 配置软件

AC3001 是 HC2A 探头连接电脑的专用 USB 服务电缆，配合 HW4 软件（Rotronic 官-方配置软件）可以完成以下操作：

• 修改模拟输出的物理量映射（湿度/温度/露点/霜点切换）；

• 自定义模拟输出量程缩放比例；

• 在 RoASCII 与 MODBUS 协议之间切换；

• 执行探头单点/双点校准调整；

• 读取探头固件版本、序列号、校准历史。

重要提醒：模拟输出的参数修改必须通过 AC3001 + HW4 完成，探头本体上没有任何物理按键或拨码开关。这意味着现场部署前，应先在实验室完成输出配置，再赴现场安装；或者携带笔记本与 AC3001 到现场配置。

七、常见接线错误