TE高精度数字气压传感器、差压传感器在无人机技术上的应用

2023-08-25 758

TE Connectivity的高精度高度计(MEAS MS5611-01BA/MS5607-02BA) 让无人机的飞行高度更精准。 众所周知,海平面的大气压是1013.24mbar. 高度每上升1m, 气压降低0.1mbar. 但这个上升高度和气压又不是成正比的,海拔越高空气越稀薄,气压变化也就更小,一般我们认为在3000米以内是基本成正比的。MS5607/MS5611利用空气在传感器膜片上的压强来计算海拔高度,0.1mbar的压力,相当于压力膜片0.1nm的形变。由于气压和海拔高度的非线性,我们需利用公式或查表的方式来准确计算海拔高度。无人机利用高度气压传感器来稳定其机身的高度,达到无人机在空中悬停的目的,这样可以稳定机身,使得拍照和摄像的品质稳定。气压高度传感器在使用中是结合加速度,陀螺仪一起来达到稳定机身的作用的。

无人机高度计MS5611.png

TE的MS5607/MS5611 是利用测量空气的压力来换算成海拔高度的数字气压传感器。它们可以分辨出0.012mbar (1.2pa)的气压,约等于10cm的上升高度(在低空,海平面附近),是无人机和高度计海拔测量的理想选择。


TE的新数字湿度传感器HTU21D(F)可以准确地测量环境的温度和湿度,数字输出,湿度的测量范围是0~100%RH, 精度为2%~3%,是天气预报应用的理想选择。 

HTU21D.png

农林喷洒无人机


农药喷洒应用要求无人机匀速飞行,喷淋的农药均匀分布整片植被,清除害虫并避免过度给药造成浪费。无人机要依赖空气飞行,大气数据对于保证飞机的正常飞行有着关键的作用。空速是一个关键参数。当无人机的空速改变时,其所受升力,阻力等气动特性均会改变,只有准确的空速才能正确的操控飞机。

无人机差压传感器MS4525DO.png

    空速计的原理主要有热线式、差压式、转轮式等 。差压式空速计虽然精度相对较低,但是结构简单、工作可靠、维护方便,目前应用于飞行器上的空速计主要是差压式的 。           


    测量空速由空速管、压力传感器组成。只需测量动压和所在高度的大气静压就可以求出无人机的空速。


    空速管得到总压和静压输入到差压传感器中,得到动压并将压力信号转换为电信号,经放大电路放大处理,由A/D转换变成数字信号。


    TE的MS4525DO 是数字压差传感器。


    用于空速的一般需要非常低的压力范围。 一般会选MS4525DO差压的型号。压差和空速之间的转换如下:


         ∆P=V*V*ρ*0.5  *(1+ԑ)


         ∆P是压差,单位是帕斯卡


         V 是空速,单位是 m/s


         ρ是大气密度         


         ԑ 是空气压缩比的修正系数


TE的MS4525DO数字差压传感器是一款小型化、采用陶瓷板基底及PCB安装方式的压力传感器。该传感器使用了最新的CMOS传感器调节电路,是一款低成本、高性能的压力(14bit)和温度(11bit)数字输出信号传感器,可以满足OEM客户的严苛要求。


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