Consensic低功耗板级压力传感器应用在智能安全帽，基于气压方式实现稳定精确海拔高度测量

时间： 2024-06-26 来源：Consensic

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安全帽是施工现场使用最多的一个安全防护工具。随着工业发展，工业用品趋向于智能化，传统的安全帽已经无法满足工业需求，因此有了传统安全帽的高科技升级版—智能安全帽。传统安全帽仅具备单一的保护人员头部安全的功能，为适应施工现场多样化的需求，智能安全帽除了包含帽壳、帽衬、下颌带等基础组件，还新增了智能电子模块，具有考勤、求救、语音视频对讲、温湿度监测以及海拔高度测量等核心功能，配合后端智慧工地管理平台，为企业降本增效。

海拔高度的测量方法，一般常用的有两种方式，一是通过GPS全球定位系统，二是通过测出大气压，然后根据气压值计算出海拔高度。由于受到技术和其它方面原因的限制，GPS计算海拔高度一般误差都会有十米左右，而如果在树林里或者是在悬崖下面时，有时候甚至接收不到GPS卫星信号，对于建筑工地来说，在很厚的楼宇内施工会导致内置GPS可能会失去卫星的信号，所以无法识别用户的地理位置，并且无法感知垂直高度。而气压的方式可选择的范围会广些，而且可以把成本可以控制在比较低的水平。本文主要讲的是康森斯克的板级压力传感器 CPS121/CPS122/CPS123应用于智能安全帽海拔高度的精确测量。

CPS121框图

CPS121性能参数如下：

·工厂校准的压力和温度传感器

·电源电压：2V至5.5V（典型电压为3V）

·平均电流消耗：<5μA（一次测量）

·睡眠状态电流消耗：<200nA（25°C）

·工作温度范围：-40°C至+85°C

·压力绝对精度：±0。1 kPa（±1.0mbar）@0°Cto50°C，95 kPa至105 kPa

·压力相对精度：±0.01kPa（<1m）

·温度精度：±1.0°C

·小外形系数，3 x 5 x 1.2mm（wxl xh）

·LGA包，8铅

·顶部侧感测端口

CPS122性能参数如下：

·工厂校准的压力和温度传感器

·电源电压：2V至5.5V（典型电压为3V）

·平均电流消耗：<5μA（一次测量）

·睡眠状态电流消耗：<200nA（25°C）

·工作温度范围：-40°C至+85°C

·压力绝对精度：±0。1 kPa（±1.0mbar）@0°Cto50°C，95 kPa至105 kPa

·压力相对精度：±0.01kPa（<1m）

·温度精度：±1.0°C

·小外形系数，3 x 3 x 1.2mm（wxl xh）

·LGA包，8铅

·顶部侧感测端口

CPS122PIN总成及机械拉图

CPS123性能参数如下：

·工厂校准的压力和温度传感器

·电源电压：2V至5.5V

·当前消耗量：<5μA

·睡眠状态电流：<200nA（25°C）

·工作温度范围：-40°C至+85°C

·压力精度：<±0。2kPa (<±2.0mbar) @ 25°C

·温度精度：±1.0°C

在活动模式下的高度分辨率高于1.0米（50厘米）

· 小外形系数，2.5 x 2 x 1mm（w x l x h）

· LGA包，8铅

· 顶部侧感测端口

CPS123框图

CPS121/CPS122/CPS123是款超小型的气压高度传感器，海平面处高度分辨率为13cm，功耗极低，待机功耗为0.1μA，节能省电，封装尺寸占用空间小，非常适合智能安全帽的应用。另外提供高精度的24位压力和数字输出，客户可以根据应用需要配置转换速度和功耗。高分辨率的温度输出可以同时实现温度计的功能。CPS121/CPS122/CPS123可以与所有形式的微控器配合，通讯协议非常简单，无需修改内部寄存器。这组传感器基于先进的MEMS技术，并受益于MEAS过去十几年来在研发和批量生产气压/高度计方面的经验，因此压力和温度信号的迟滞都非常小，而且稳定性非常好。

通过以上参数性能描述，Consensic的这组CPS121/CPS122/CPS123传感器在低功耗、测量精度和封装尺寸占比空间上都表现优秀，完美契合智能安全帽的海拔高度测量应用。

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