Die Serien AP3 und AG3 von Fujikura: Hochpräzise MEMS-Drucksensoren mit extrem guten Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)

Die Serien AG3 und AP3 wurde ursprünglich für hochgenaue Blutdruckmessung entwickelt und wird auch mittlerweile in grossen Stückzahlen in professionellen Blutdruckgeräten verbaut. Nun hat sich gezeigt dass der Sensor mit dem extrem rauscharmen analogen Ausgangssignal auch in anderen Anwendungen entscheidende Vorteile bring. Zum Beispiel in Medizintechnik Applikation wie Dialyse oder zur Behandlung von DVT – überall wo eine hohe Auflösung und eine schnelle Abtastrate gefordert ist. Unsere Kunden haben in Ihren Anwendungen gezeigt, dass eine echte 16 Bit Auflösung bei einer fachgerechten AD-Wandlung möglich ist. Alle der 16 Bits sind auswertbar – keine verrauschten Bits – dies ist einzigartig auf dem Markt für Leiterplattenbasierte Drucksensoren in dieser Grösse. Fujikura erreicht dies durch eine einzigartige Signalaufbereitung und Verstärkung die sich wesentlich von den Konkurrenzprodukten abhebt. Durch die hohen Stückzahle und die hoch automatisierte Produktion mit Japanischer Qualität und fast 0% Ausschuss besitzt der Sensor auch ein fast unschlagbares Preis-Leistungs-Verhältnis.    

Bei den beiden analogen Serien AG3 und AP3 handelt es sich jeweils um ein Zwei-Chip-System, bestehend aus einem MEMS-Sensorchip und einem Signalkonditionierungs-Chip. Der Signalkonditionierungs-IC besitzt keine A/D- und D/A-Wandlerstufen im Gain-Verstärker und die Verstärkung zeichnet sich durch ein sehr störungsarmes Ausgangssignal aus. Ein besonderes Merkmal ist die Einpunkt-Druckschwellenwert-Erkennung. Das analoge Ausgangssignal der Druckmessung und eine Schwellenspannung werden an einen internen Komparator geschickt, der die beiden Spannungen miteinander vergleicht. Das digitale Ausgangssignal ist das Resultat dieses Vergleichs.

Ein sehr beliebtes Anwendungsgebiet sind High-End-Messgeräte für die nichtinvasive Blutdruckmessung (NiBP), wobei die störungsarme Verstärkung über den gesamten Messbereich enorme Vorteile bietet. Mit der richtigen Filterung liegen die Peak-to-Peak-Störsignale deutlich unter 0,02 mmHg.

Eine weitere Funktion mit wachsender Bedeutung ist die Einpunkt-Druckschwellen-Erkennung. Sie erlaubt das Design sehr kleiner und kostengünstiger Druckschalter, zudem können mittels dieser Technologie Schalter aktiviert oder Aktivitäten festgestellt werden. Dies ist insbesondere für Anwendungen in begrenzten Platzverhältnissen oder für die Druckmessung in kleinen, leichtgewichtigen Konstruktionen von grosser Bedeutung.

Der Standardmessbereich der Sensoren liegt zwischen 0 und 250 mbar bzw. 0 und 12 bar, weitere Messbereiche sind auf Anfrage möglich. Der Druckmessbereich kann für positive, negative oder bidirektionale Messwerte und die Speisespannung für 3.0, 3.3 oder 5.0 VDC konfiguriert werden. Die Drucksensoren werden in den für Fujikura üblichen hochwertigen Verpackungen geliefert, je nach Kundenwunsch in Tray, Tape und Reel oder Stick.