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可穿戴健身产品中的MEMS气压传感器:实现高精度,应该怎么做?

来源: 中电网
2021-12-07
类别:技术信息
eye 27
文章创建人 拍明

原标题:可穿戴健身产品中的MEMS气压传感器:实现高精度,应该怎么做?

在可穿戴健身产品中,MEMS(微机电系统)气压传感器是实现高精度垂直运动测量的关键组件。为了实现高精度,可以采取以下几个方面的策略:

一、选择合适的MEMS气压传感器

  1. 灵敏度与精度:选择具有高灵敏度和高精度的气压传感器。目前市面上的传感器灵敏度足以检测低至13cm的高度变化,这对于检测楼梯等垂直运动变化至关重要。

  2. 体积与功耗:确保传感器体积小巧、坚固耐用且功耗低,以适应可穿戴设备的设计需求。例如,TE Connectivity Measurement Specialties的MS5840-02BA MEMS压力传感器,其基底面为3.3 x 3.3mm,高度为1.7mm,且待机电流不足0.1µA。

二、优化传感器应用与校准

  1. 温度补偿:由于气压传感器的测量精度受温度影响,因此需要进行温度补偿。MS5840等高精度模块允许对传感器原始读数进行一阶和二阶补偿,以消除器件和温度变化产生的误差。

    • 一阶补偿:通过检索器件的校准参数,对温度和压力进行初步修正。

    • 二阶补偿:在较低温度下,可能需要进行更复杂的二阶补偿以确保测量精度。

  2. 分辨率调整:根据实际需求调整传感器的分辨率。MS5840在最大过采样率(OSR)下,分辨率可达0.016mbar,对应高度差不足13cm,足以满足精细测量的需求。

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三、合理设计可穿戴设备

  1. 传感器位置:在可穿戴设备中,传感器的位置应确保能够准确感知环境气压的变化。同时,应避免传感器被阻塞或受到外部干扰。

  2. 防水与防尘:考虑到可穿戴设备可能面临的环境条件,设计时需要考虑防水和防尘性能。MS5840的设计采用了分层结构,使用不透明凝胶填充以保护传感器,同时防止灰尘和湿气进入电子器件。

四、集成与测试

  1. 系统集成:将MEMS气压传感器与加速度计等其他传感器集成到可穿戴设备中,实现多传感器数据的融合与处理。这有助于提高整体的运动追踪精度。

  2. 全面测试:在设备上市前进行全面的测试,包括不同温度、湿度和气压条件下的性能测试,以确保传感器在不同环境下都能保持高精度。

五、持续更新与优化

  1. 软件升级:随着技术的进步和消费者需求的变化,持续对可穿戴设备中的软件进行升级和优化,以提高传感器的性能和用户体验。

  2. 用户反馈:收集用户反馈并进行分析,了解用户在实际使用中的问题和需求,为后续的产品改进提供依据。

综上所述,通过选择合适的MEMS气压传感器、优化传感器应用与校准、合理设计可穿戴设备、集成与测试以及持续更新与优化等步骤,可以实现可穿戴健身产品中的高精度垂直运动测量。


责任编辑:David

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