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敏芯推出微型差压传感器

2022-06-09

近日,苏州纳米城上市企业苏州敏芯微电子技术股份有限公司推出MSPC04-GDS1微型差压传感器,为可穿戴设备进行人体血压测量提供了标杆式解决方案。


据了解,运动中,人体的心率、血压、血氧等是几项重要特征,针对这些数据的采集处理,有助于分析运动行为改善运动方式,取得更好的锻炼效果。其中,血氧、心率通过光学的方式,在可穿戴设备上已有较好的解决方案,如电子手环、手表,如今都配上了led光学模组,用于心率及血氧的监测。而人体血压对于运动员体能分析有重要的参考意义,对于在可穿戴设备上进行血压测量,目前市面上紧凑、微型、便于佩戴的产品仍较为空白。


敏芯股份从2009年开始便开始耕耘传统电子血压计市场,积累了丰富的行业应用经验,传统电子血压计市场头部客户如:九安医疗、鱼跃医疗、乐心医疗等已经批量出货多年,累计出货超过5000万支。

MSPC04-GDS1微型差压传感器是敏芯股份在传统电子血压计应用技术多年积累沉淀的基础上,增加调理电路部分,开发的尺寸小巧紧凑,集成度更高的适用于手表、手环等可穿戴设备的新型传感器。差压器件测量手表表带内的压力相对于大气压力的差值,通过先进的人工智能算法计算出人体的收缩压和舒张压。

器件特征参数

  • 外形封装尺寸:4x4x2 mm

  • 量程范围:0 ~ 300 mmHg

  • 压力绝对精度:± 3 mmHg

  • 噪声特性:< 0.1 mmH

  • I2C/SPI


当运动员在运动时佩戴手环、手表,系统可以定期对血压值进行测量记录,测量过程通过以下的整套流程完成:主控制器控制手表内微泵对表带气囊进行充气,当静态压差加到大约200mmHg时,微泵停止工作,主控制器打开泄气阀门,表带内气体按照设定的泄气速率进行泄气,差压传感器开始测量气囊内的压力大小,并且将测量数据保存在设备内的存储器中;压力数据采集结束后,内置的NPU(Neural-network Process Unit)处理器对存储在存储器里的数据进行分析处理,通过建立好的算法模型进行矩阵运算,从而得到人体的舒张压、收缩压及心率大小。 


此外,差压压力传感器低至1Pa的压力分辨率,高至128Hz的采样速率,可以准确抓取到脉搏跳动的微弱周期信号。在不同运动中,运动行为对压力信号会产生随机干扰,通过对不同运动行为的大数据采集、分析,构建起多运动场景下相对完备的人体血压检测模型,将该模型植入到手表内置的神经网络处理器(NPU),手表就可以快速地计算出舒张压、收缩压及心率大小。


配合手表内的其他传感器器件,比如惯性器件测量运动员的姿态、步伐,血氧传感器测量运动员的血氧浓度,运动手表可以记录运动员锻炼过程中完整的体征数据,给运动锻炼提供更加科学完善的数据支撑,使运动达到更加积极的效果,可以进一步挖掘运动员的潜能。


敏芯股份自2007年成立以来,专注于微电子机械系统传感器的研发设计和产业化,在MEMS传感器芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各环节都拥有了自主研发能力和核心技术,主导构建了本土化MEMS传感器全产业链,聚力打造MEMS平台型企业。


敏芯股份自2019年成功登陆科创板后,始终锐意创新求突破,保持稳中有进的发展态势,目前公司MEMS声学传感器出货量已升至全球第三位,并接连获得最具价值科创板高端装备上市公司、上市公司优秀实践案例、“第一财经”年度创新竞争力企业、中国专利奖优秀奖、投资者关系金奖(2021)• 优秀IR团队等荣誉奖项。