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      1. TE高精度數字氣壓傳感器、差壓傳感器在無人機技術上的應用

        2023-08-25 379

        TE Connectivity的高精度高度計(MEAS MS5611-01BA/MS5607-02BA) 讓無人機的飛行高度更精準。 眾所周知,海平面的大氣壓是1013.24mbar. 高度每上升1m, 氣壓降低0.1mbar. 但這個上升高度和氣壓又不是成正比的,海拔越高空氣越稀薄,氣壓變化也就更小,一般我們認為在3000米以內是基本成正比的。MS5607/MS5611利用空氣在傳感器膜片上的壓強來計算海拔高度,0.1mbar的壓力,相當于壓力膜片0.1nm的形變。由于氣壓和海拔高度的非線性,我們需利用公式或查表的方式來準確計算海拔高度。無人機利用高度氣壓傳感器來穩定其機身的高度,達到無人機在空中懸停的目的,這樣可以穩定機身,使得拍照和攝像的品質穩定。氣壓高度傳感器在使用中是結合加速度,陀螺儀一起來達到穩定機身的作用的。

        無人機高度計MS5611.png

        TE的MS5607/MS5611 是利用測量空氣的壓力來換算成海拔高度的數字氣壓傳感器。它們可以分辨出0.012mbar (1.2pa)的氣壓,約等于10cm的上升高度(在低空,海平面附近),是無人機和高度計海拔測量的理想選擇。


        TE的新數字濕度傳感器HTU21D(F)可以準確地測量環境的溫度和濕度,數字輸出,濕度的測量范圍是0~100%RH, 精度為2%~3%,是天氣預報應用的理想選擇。 

        HTU21D.png

        農林噴灑無人機


        農藥噴灑應用要求無人機勻速飛行,噴淋的農藥均勻分布整片植被,清除害蟲并避免過度給藥造成浪費。無人機要依賴空氣飛行,大氣數據對于保證飛機的正常飛行有著關鍵的作用??账偈且粋€關鍵參數。當無人機的空速改變時,其所受升力,阻力等氣動特性均會改變,只有準確的空速才能正確的操控飛機。

        無人機差壓傳感器MS4525DO.png

            空速計的原理主要有熱線式、差壓式、轉輪式等 。差壓式空速計雖然精度相對較低,但是結構簡單、工作可靠、維護方便,目前應用于飛行器上的空速計主要是差壓式的 。           


            測量空速由空速管、壓力傳感器組成。只需測量動壓和所在高度的大氣靜壓就可以求出無人機的空速。


            空速管得到總壓和靜壓輸入到差壓傳感器中,得到動壓并將壓力信號轉換為電信號,經放大電路放大處理,由A/D轉換變成數字信號。


            TE的MS4525DO 是數字壓差傳感器。


            用于空速的一般需要非常低的壓力范圍。 一般會選MS4525DO差壓的型號。壓差和空速之間的轉換如下:


                 ?P=V*V*ρ*0.5  *(1+?)


                 ?P是壓差,單位是帕斯卡


                 V 是空速,單位是 m/s


                 ρ是大氣密度         


                 ? 是空氣壓縮比的修正系數


        TE的MS4525DO數字差壓傳感器是一款小型化、采用陶瓷板基底及PCB安裝方式的壓力傳感器。該傳感器使用了最新的CMOS傳感器調節電路,是一款低成本、高性能的壓力(14bit)和溫度(11bit)數字輸出信號傳感器,可以滿足OEM客戶的嚴苛要求。


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