【应用】精度达1%的MEMS压力传感器，为CPAP呼吸机提供精准的流量及气压反馈
睡眠呼吸中止症是一种影响数百万人的睡眠障碍，其特点是患者在睡眠期间肌肉过于放松导致压迫气道，使得呼吸异常暂停或者呼吸频率异常低。治疗这一疾病通常会用到持续气道正压通气机（CPAP）。CPAP呼吸机持续监控系统压力，将得到的反馈用于控制电机来保持恒定的气流，通过持续施加一定的正向压力，使患者的气道保持打开的状态，维持正常的呼吸方式。
图1：CPAP呼吸机
气压和流量是衡量一款CPAP呼吸机品质的两个重要参数。由于每个患者自身条件不同，所需的压力也不相同，通常需要专业的医护人员结合多项指标才能得到适合病人的压力。因此，CPAP呼吸机应该具备精确的压力检测及调节能力。另外，流量也是在使用CPAP呼吸机时要注意的一项指标。同样由于个体差异，患者在呼吸时所需的气流量也不同，当流量不匹配时，患者可能会出现呼吸急促等症状。
SMI提供多款医用级传感器。SM933X是一款适合用于测量CPAP呼吸机软管中气流量的低压力高精度传感器，精度达1%。此系列出色的传感器采用先进的压力变送技术和CMOS混合信号处理技术，具备温度补偿功能，可以产生高质量全调节多阶数字压力温度补偿信号，采用16位I2C数字接口，全数字输出。
SMI提供两种差压压力传感器的配置：压力传感范围±125Pa的SM9333，压力传感范围±250Pa的SM9336，装配到板上且经过系统级自动校零后在-20℃~+85℃的温度补偿范围里精度可达1%FS，16位数字输出可以支持解析精度达0.0038Pa的信号。出色的暖启动和长期稳定性更进一步确保器件在使用终身都能保持预期的性能。得益于MEMS传感器自身的特性，SM9333和SM9336具备良好的稳健性，可承担较高的爆破压力，并且几乎没有贴装方向或震动敏感性，而且集成的ASIC架构和高阶滤波器可以提供低噪声以及低EMI敏感度。
图2：SM933X差压压力传感器，采用符合JEDEC标准的小尺寸双垂直端口SOIC-16封装
在CPAP呼吸机中应用SM933X进行流量监测是一个极佳的选择。SM933X的工作性能不受管道长度及气流中微小颗粒的影响，同时，对安装方向不敏感以及极高分辨率、低噪声、低电磁敏感等特性让SM933X十分贴合CPAP呼吸机的工作环境，并能极大方便开发人员的设计过程。
SM933X的其他特点：
·基于微电机系统（MEMS）的压力传感器
·高灵敏度，出色的抗爆破压力
·出色可靠性，具备长期的稳定性
·低震动及位置敏感性
·小尺寸SOIC封装
·启动快速，功耗低
·压力校准功能与被测媒介无关
压力传感器
推荐使用SMI的SM6221及SM6291表压压力传感器作为CPAP呼吸机的压力传感器。SM6221和SM6291同样采用先进的压力变送器技术和CMOS混合信号处理技术，具备压力和温度补偿功能。SM6221采用14位I2C数字输出，SM6291支持模拟及16位I2C或SPI输出。
图3：SM6221和SM6291表压压力传感器，采用符合JEDEC标准的单垂直端口SOIC-16封装
SM6221和SM6291的压力测量范围均达21~56cmH2O，精度达1%（SM6291模拟输出达1.5%）。SM6221和SM6291隶属于SMI的AccuStable产品线，精度误差低于1%，输出偏移量低于1%，具有极高的可靠性和长期稳定性。传感器已经集成信号调节ASIC，可以直接安装在标准PCB板上，开发人员只需直接从I2C接口读取数据，无需定包含定制校正算法的补偿网络或微处理器。
SM6221和SM6291的其他主要特点：
·市面上最小的CPAP传感器，方便设计
·基于MEMS的压力传感器
·在潮湿环境中也具备出色的稳定性
·可编程数字滤波器
·支持自定义校准
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