SM5G压力传感器在便携式电子血压计的应用

2020-7-8 14:46:36 3453 压力传感器电子血压计

0 　　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。 0
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