成功应用于国内呼吸机的差压传感器SM7391六大调试经验

时间： 2018-06-12 来源：世强

技术问答

SMI新推出一款内部集成16位MCU的差压传感器 SM7391，其量程为±500pa，典型输出精度为±0.1%FS ，出厂时已经做了温度补偿和压力校准，温度补偿范围为-5℃至65℃，支持I²C和模拟输出。目前已经成功应用在于国内呼吸机产品中，主要通过差压传感器实现呼吸流量的计量。

很多工程师在使用SM7391时候，可能会遇到不同的技术问题，下面是基于某客户实际调试SM7391压力传感器的过程，希望给其他工程师给予借鉴。

首先，差压传感器SM7391可以工作在3V或者5V系统中，支持标准I²C通信，工程师可以采用模拟I²C，也可以使用硬件I2C。很多工程师在询问SM7391的I²C地址，原厂设置为0x36。

其次，差压传感器SM7391的I²C输出值范围为-26214至+26214，而模拟输出对应电压范围10%*VDD至90*VDD，两种方式分别对应量程为-500pa至500pa，所以通过此可以计算出线性直线斜率。

图1、差压传感器SM7391的I²C通信校准曲线

第三，差压传感器SM7391内部集成低通滤波器，通过外置MCU可以设置三种不同的滤波参数：

1、截止频率fc=10hz 时，设置Part numbers 11, 12, 13；

2、截止频率fc=20hz 时，设置Part numbers 21, 22, 23；

3、截止频率fc=50hz 时，设置Part numbers 51, 52, 53；

第四，差压传感器SM7391出厂时温度补偿范围是-5℃至65℃，可以参考下面图片。而实际产品则要求-40℃至85℃，中间没有补偿的温度范围需要工程师自己在外置MCU中进行补偿。补偿方法可以依5℃为梯度进行温度、压力测试，将数据读取之后进行曲线拟合。

图2、差压传感器SM7391的出厂时的温补曲线

第五，差压传感器SM7391的典型电路如下图，很多工程师在询问13脚的作用。此引脚是SMI原厂出厂调试使用的，客户在使用差压传感器SM7391时只需要将该引脚接到GND上即可。

图3、差压传感器SM7391的典型电路

第六，差压传感器SM7391的测量结果存放在一个2字节的结果寄存器中，温度结果寄存器地址为0x2E，压力结果寄存器地址为0x30，状态结果寄存器地址为0x32。很多工程师只是需要压力值，所以MCU只需要读取0x30寄存器的值即可，然后通过与直线斜率计算出当前的压力值。

注意：差压传感器SM7391默认是低字节在前，高字节再后。

Pcounts=256*byte2+ byte1

如果工程师使用差压传感器SM7391为模拟输出，比如在3V系统中，-500pa输出电压为0.33V，500pa输出电压为2.97V，根据此计算出斜率，然后通过下列公式计算出压力值，单位为mbar。

设计工程师可以参考下面的代码，将其移植到MCU中，实现差压传感器SM7391测量压力值转换。

void SM16bit_sensor_read(void)

{

BYTE i; for(i=0;i<trycount;i++)

{

TWI_Start();

TWI_SendByte(slaveID|0x00);

SDAinput();

if(!TWI_WaitAck())

{

SDAoutput();

TWI_Stop();

continue;

}

SDAoutput();

TWI_SendByte(0x30); //数据地址

SDAinput(); if(!TWI_WaitAck())

{

SDAoutput(); TWI_Stop(); continue;

}

SDAoutput();

TWI_Start(); TWI_SendByte(slaveID|0x01); SDAinput();

if(!TWI_WaitAck())

{

SDAoutput();

TWI_Stop();

continue;

}

SDAoutput();

break;

}

if(i==trycount) return; SDAinput();

presslow = TWI_ReceiveByte();

SDAoutput();

TWI_Ack();

SDAinput(); presshigh=TWI_ReceiveByte(); SDAoutput();

TWI_NoAck();

TWI_Stop();

return;

}

希望以上经验可以帮助到每一位工程师，加快压力传感器SM7391的设计进度，更多经验分享可以直接登陆世强元件电商平台上查找。

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Mia Lv8 2019-08-11

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