4-2017
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
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Sensoren<br />
Smart-Sensor<br />
Wie man die Vorteile eines für Industrie 4.0 entwickelten Drucksensors auch in der Medizintechnik nutzen kann<br />
Die neue Drucksensorserie<br />
SCPK bietet nicht nur die Möglichkeit,<br />
die Sensorausgabewerte<br />
über den I²C-Bus auszulesen, was<br />
schon eine wesentliche Verbesserung<br />
gegenüber der Datenübertragung<br />
vom Sensor zum µController<br />
per analoger Spannung (z.B. 0 -<br />
3 V) darstellt, sondern die jetzt<br />
eingeführte Drucksensorfamilie<br />
kann auch vom Anwender in<br />
seiner Funktion beeinflusst werden.<br />
Die neue Generation von<br />
Drucksensoren kann entweder<br />
Die technischen Daten des Drucksensors SCPK<br />
vor der Montage im Gerät oder<br />
selbst nach dem Einbau durch<br />
Befehle, die über die serielle<br />
Schnittstelle I²C-Bus an eine individuelle<br />
Adresse auf die Belange<br />
des Gerätes oder an die Situation<br />
vor Ort oder zu einer bestimmten<br />
Zeit eingestellt werden.<br />
Warum soll man<br />
das Verhalten des<br />
Drucksensors ändern?<br />
Für die Glättung von Drucksignalen<br />
braucht der µController<br />
Druckbereiche:<br />
Differenzdruck und Relativdruck<br />
bidirektional von ±25 Pa (2,5 mm Wassersäule) bis ±100 kPa (1 bar)<br />
Unidirektional von 0…25 Pa bis 0…4 MPa (40 bar)<br />
Absolutdruck:<br />
von 0…10 kPa (100 mb) bis 0…4 MPa (400 m Wassersäule)<br />
Versorgungsspannung: 2,7 bis 5,6 V<br />
Stromverbrauch: einstellbar von 70 µA bis 2,4 mA<br />
Umgebungstemperatur: -40 bis 125 °C<br />
Temperaturkompensiert: -40 bis 125 °C<br />
Ausgang regulär: 100 bis 16.284 für den Druckbereich<br />
Auflösung:<br />
14 bit Wertebereich (tatsächlich mindestens 12.000 Schritte<br />
oder 0,0083 % vE )<br />
Genauigkeit:<br />
(Fehler über alles einschließlich 6 Jahre Alterung und -25/85 °C):<br />
1 bis 0,1 %<br />
Abmessungen:<br />
Grundfläche diff-typ: 9 x 20 mm<br />
rel/abs-typ: 9 x 10 mm<br />
Höhe: 9,5 mm<br />
Druckanschlusstüllen: für Schlauch 4 mm Innendurchmesser oder mit Metalltülle<br />
für Schlauch 1,8 oder 2 mm Innendurchmesser<br />
Verpackung:<br />
Blistergurt auf Rolle oder in Streifen zu 10 oder 20 Stück<br />
(µC) viel Zeit. Diese Aufgabe<br />
kann der intelligente Drucksensor<br />
SCPK übernehmen. Im Programm<br />
des µC kann man vielmehr<br />
die Überwachung einrichten.<br />
Ist es in einer Anwendung<br />
besser, zu glätten, weil der Druck<br />
stark schwankt, gibt der µC den<br />
Befehl an den Sensor, die Anzahl<br />
der Messungen für eine gleitende<br />
Mittelwertbildung von minimal 1<br />
auf bis zu 128 zu setzen. Eine<br />
andere Anwendung ist, wenn in<br />
einer Schaltung z. B. mit Energy<br />
Harvesting oder Batteriebetrieb<br />
von Zeit zu Zeit der Energieverbrauch<br />
herabgesetzt werden soll.<br />
Ein Befehl an den Sensor passt<br />
die Situation an.<br />
Eindeutig identifizierbar<br />
Die Sicherheitsfrage für Bauteile<br />
und deren Zustand rückt immer<br />
mehr in den Vordergrund. Dafür<br />
hat der Drucksensor SCPK, wie<br />
auch schon alle anderen Sensoren<br />
von SensDev GmbH, eine<br />
einmalige Seriennummer, sowohl<br />
auf dem Etikett, als auch aus dem<br />
EEPROM auslesbar. Ein Befehl<br />
genügt und der µC erfährt die<br />
Identität des Sensors. Mit Hilfe<br />
dieser ID können vom Herstellerserver<br />
abgefragte Testdaten,<br />
Kalibrierdaten und Einstellungen<br />
zugeordnet, verglichen und für<br />
Fehlerbetrachtungen herangezogen<br />
werden. Der Sensor hat<br />
selbst interne Überwachungsfunktionen<br />
und meldet im Fehlerfall via<br />
I²C-Bus statt Drucksignale unterschiedliche<br />
Fehlercodes.<br />
Die Drucksensoren können<br />
auch mehrfach in einem Gerät<br />
am gleichen I²C-Bus angeschlossen<br />
sein, weil z. B. unterschiedliche<br />
Drücke überwacht werden<br />
sollen oder einfach aus Sicherheitsgründen<br />
zu dem Sensor noch<br />
ein redundantes Pendant vorhanden<br />
sein muss. Dafür kann der<br />
Anwender selbst vor der Bestü<br />
126 meditronic-journal 4/<strong>2017</strong>