【应用】低成本MEMS压力传感器SM5G在无创便携式电子血压计中的应用
便携式电子血压计由于具有重量轻、使用简单方便、便于携带等优点,现已在家庭、医院、药店里使用的越来越多。除了上述优点外,便携式电子血压计能大量普及的原因,还在于其市场价格的逐步降低。而价格的降低,一方面由于市场的扩大,摊薄了前期的成本。另外方面,则是由于采用了性价比更高的电子元器件,同时系统功能尽可能的精简。图一为便携式电子血压计的实物图。
图一:便携式电子血压计的实物图
便携式电子血压计最基本、最重要的功能就是测量人体血压。其基本组成部分都包括人机接口(显示、语音播报、机械或触摸按键),低功耗MCU(集成各种通讯接口如I2C、USB、UART,存储器,LCD驱动,ADC,PWM输出等),压力检测传感器及气泵电机及阀门驱动,电源及电池管理,以及数据传输(通过无线蓝牙到手机或USB接口到电脑端)等。价格更高的血压计,都是由这些组成的,只是它们在人机交互、智能化等方面做得更好。下图二是便携式电子血压计的基本系统框图。
图二:便携式电子血压计系统框图
从便携式电子血压计系统框图上来讲,世强能提供绝大多数的器件,包括Renesas的RL78系列低功耗MCU或Silicon Labs的EFM8 8位MCU,EPSON的晶体(RTC)及LCD驱动(为了做到低成本,可以用内部时钟和集成LCD驱动),理光的DC-DC/LDO,电机及阀门驱动,信号放大器,力特的保护器件,Maxell的电池(国产电池也很多),以及本文要重点介绍的SMI的压力传感器产品。从整体上能够尽可能的降低系统总体成本。
在压力检测实现方面,这里推荐SMI的压力传感器SM5G,加上运放,组成信号检测和调理电路前端,再用MCU的ADC转换为数字信号来实现对血压信号的检测。这样尽管设计难度相对大一些,但可以有更高的成本优势。
SM5G是一款模拟输出的MEMS压力传感器,惠斯通电桥,输出信号典型值90mV,5V供电。采用了SMI新的SM30G MEMS压阻压力检测晶圆,经优化后在SO8小型封装上提供了最高可能的精度。通过精细的电阻布局和机械结构配置以及先进的MEMS工艺,实现最好的性能。SM5G压力传感器带一个气嘴,可以使用O型密封圈,达到良好的气密性。目前有0-5PSI和0-15PSI两种量程的型号可选,前者的过载耐压和破坏压力分别是15PSI和25PSI。后者的过载耐压和破坏压力则达到55PSI和75PSI。下图三为是SM5G的实物图、结构尺寸图。
图三: SM5G的实物图、结构尺寸图
结语:SM5G是SMI推出的一款高精度、模拟输出的中压压力传感器产品,由于其精度高、体积小、使用方便。最重要的一点就是低成本。在消费(器具、运动设备),工业(手持式仪表、气动仪表、压力开关),尤其是医疗电子领域,都有大量的应用。如本文提到的便携式血压计,其他的诸如伤口治疗,健康监测等系统。如需SM5G的数据手册和样品,请通过世强元件电商下载和申请。如果您觉得本文对您有所帮助,请收藏、点赞和分享给更多的朋友,感谢!有问题请留言或电话联系世强400-887-3266。
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