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电容式MEMS气压传感器提供高精度压力侦测

电容式MEMS气压传感器提供高精度压力侦测
来源:云汉芯城 时间:2018-10-10

越来越多的便携设备配备气压传感器,以侦测使用者所在位置的高度,并依据气压的变化来计算使用者的运动状况。以下云汉芯城技术人员将为您介绍由英飞凌推出的气压传感器,它将是您在设计相关应用产品时的不二选择。

气压传感器感测您的一举一动

气压是指大气在某个给定点对物体施加的力。气压的波动通常是天气状况变化的标志。气压也会随高度和湿度的变化而改变。静压是指物体不移动或匀速移动时表面所受到的压力。动压则是指物体运动时产生的空气压力。空气在各个方向上对你施加的压力是不同的。由于守恒定律,压力会随着速度的增加而减少。总体气压,包括静压和动压,就是当你面对风时,空气与你的身体碰撞时对你产生的作用。

有许多不同的方法可用来测量空气压力并计算海拔或风速。基于动态气压传感技术,开发了先进的运动监控应用。例如,微电子机械系统(MEMS)技术被用于生产测量空气压力的小型传感器,它可根据压阻效应监测气压。比较空气压迫气膜产生的机械应力和膜片下腔室的参考压力,便可换算出气压值。

这种类型的传感器在便携式气象站市场非常流行,达到mBar等级的气压分辨率就足够了。不过,这种类型的传感器具有非线性的温度响应,因此需要更复杂的校准。此外,由于较高的噪声水平,这些传感器不能涵盖所有要求低压噪声、快速瞬态响应、温度稳定性和低功耗的应用。电容式MEMS技术则提供出色的压力噪声,有非常好的压力准确度和低功耗。

电容式MEMS技术为运动跟踪应用提供好的性能。压力测量是传感和参考单元之间的差分测量,可提供好的温度稳定性和低压噪声。传感器单元的功耗是电阻式传感器单元桥的50%或更少。先进的运动检测应用可以利用电容式传感器技术。仅使用压力传感器就可以检测出行走或攀爬等身体动作。

DPS310是英飞凌推出的环境传感器系列的一部分,可以用来测量空气压力。它适用于测量动压或静压。这使得气压传感器不仅适合用于运动监控,如运动、健身活动,也适用于高度测量,无人机和室内导航。

DPS310是一款基于电容式MEMS技术的数字气压传感器,可在各种环境条件下实现良好的运行。每个传感器都在生产线上单独进行校准,并将校准系数存储在一次性可编程(OTP)存储器中以实现良好的压力噪声性能。

DPS310的架构经过优化,可实现较高的压力测量精度,并提供FIFO型测量数据缓冲区。压力计算公式可以在系统级进行定制。补偿值在主机设备中进行计算,滤波器等算法可以轻松进行修改。DPS310支持的不限脉冲响应(IIR)特性,适用于线性时间不变系统(如大气)。IIR过滤功能使空气压力传感应用能够区分由天气、健身活动等产生的不同类型的空气湍流所造成的差异。IIR过滤可在软件应用程序级别实现,具有简单性、灵活性和定制性等优点。这将使DPS310能够被不同的软件应用程序同时使用,如高度测量、气象站和体育活动。

由于气压传感器的高精度和快速瞬态响应,由自动驾驶仪驱动的无人机变得更流行。现在便可以在市场上找到定点飞行并进行拍照的无人机。DPS310可在每秒32次测量的情况下运行,并在快速瞬态响应和可变环境温度环境下提供10cm高度容差稳定性。

现在可穿戴设备配备了用于监测体育活动的传感器。加速度传感器是常用的步数传感器,它的电流消耗小于1.5mA。但这对专业用户来说,电池寿命可能会是一个问题。DPS310可以感应行走或跑步时人体产生的空气湍流。通过对静态气压以及动态气压进行动态监测,它还可以区分用户是在步行还是向上爬升或向下行走。所有传感活动都可以在传感器电平上低于0.35mA的电流消耗下实现。例如配备了传感器的智能手表,便可用于体育和健身活动追踪。

DPS310可以全速运行于后台模式。不同的软件应用程序将编译读取数据并显示绝对高度、相对高度、起点高度、步数计算等等。此外,如智能衣服、鞋子和其他配件行业,预计将在未来为体育、健身和健康提供更多种新产品。电容式传感技术将可为涉及人体运动的应用提供解决方案。