Katalog
Duální tlakový senzor MEMS se dvěma tlakovými porty a integrovaným ASIC zachycuje pitot (celkový) a statický tlak a poskytuje digitální výstupy a teplotní kompenzaci. Zařízení dosahuje celkové chyby v rozmezí 0,5 % FS v rozmezí −25 °C až 85 °C, s diferenciálním rozsahem 10–100 mbar a absolutním rozsahem 200–1200 mbar. Provoz s jedním přívodem (1,8–5,5 V) podporuje suchý vzduch a nekorozivní plyny. Tento článek se zaměřuje na to, jak senzor zlepšuje přesnost a spolehlivost pro měření vzdušné rychlosti, barometrické nadmořské výšky a vertikální rychlosti v leteckých aplikacích.
1. Design a základní technologie
Architektura senzoru a rozvržení dvou portů
Senzor používá dva tlakové porty – jeden pro celkový tlak a jeden pro statický tlak – takže ASIC může provádět přední zesílení, filtrování a A/D konverzi a výstupní kalibrované digitální hodnoty tlaku. Uspořádání se dvěma porty přímo zachycuje pitot/statické signály, odstraňuje zpoždění membrány a problémy s opotřebením a zlepšuje konzistenci a opakovatelnost údajů o vzdušné rychlosti a výšce. Tento design zjednodušuje přímé propojení se sběrnicemi pro řízení letu nebo samostatnými procesory.
2. Úprava signálu a kompenzace teploty
Implementace úpravy signálu a teplotní kompenzace
ASIC na čipu implementuje programovatelnou teplotní kompenzaci v rozsahu -25 °C až 85 °C, čímž udržuje celkovou chybu pod 0,5 % FS. ASIC zvládá zesílení, linearizaci a korekci driftu a digitální výstupy snižují analogové rušení. Konstrukce s jedním napájením 1,8–5,5 V usnadňuje správu napájení a je vhodná pro vestavěné letové ovladače a záznamníky dat.
3. Aplikační hodnota v leteckých měřeních
Jak diferenciální a absolutní kanály spolupracují pro vzdušnou rychlost a nadmořskou výšku
Současným odečítáním celkového a statického tlaku a výpočtem dynamického tlaku (celkový − statický) senzor poskytuje přesnější reference rychlosti vzduchu (indikovanou a skutečnou rychlost vzduchu). Absolutní kanál přímo poskytuje atmosférický tlak pro odhad nadmořské výšky a barometrické výškoměry. Díky vysoké vzorkovací frekvenci a nízkému driftu jsou výpočty vertikální rychlosti (rychlost stoupání/klesání) plynulejší a citlivější, což podporuje včasná rozhodnutí o řízení letu.
4. Systémová integrace a spolehlivost
Úvahy o mechanické a elektrické integraci
Zařízení podporuje montáž plošných spojů skrz otvory a standardní mechanická rozhraní. Diferenční rozsah je 10–100 mbar; absolutní rozsah je 200–1200 mbar. Je kompatibilní se suchým vzduchem a nekorozivními plyny. Testy vibrací, tepelných cyklů a tlakových cyklů ověřují stabilitu zařízení. Digitální rozhraní umožňují přímé připojení k letovým řídicím ASIC nebo mikrokontrolérům, což snižuje potřebu dalšího hardwaru pro úpravu signálu a zlepšuje integraci a údržbu systému.
5. Doporučení pro kalibraci, testování a nasazení
Kalibrační a ověřovací přístup pro letová a testovací prostředí
Proveďte počáteční kalibraci na úrovni systému a posouzení prostředí a vylaďte křivku teplotní kompenzace a filtrování tak, aby odpovídaly provozním letovým podmínkám. Pro testy ve větrném tunelu nebo použití za letu ověřte výpočty dynamického tlaku a odvození nadmořské výšky v celém signálovém řetězci, aby výstupy senzorů odpovídaly algoritmům řízení letu a očekáváním systému.
Souhrnné body: Duální diferenciální a absolutní měření poskytuje kompletní pitotovo/statické řešení; integrovaný ASIC a teplotní kompenzace dosahují ±0,5%FS v širokém teplotním rozsahu; digitální výstup a provoz s jedním napájením zjednodušují integraci řízení letu; rozsahy a rozhraní splňují požadavky zkoušek ve větrném tunelu a ve vzduchu; vysoká vzorkovací frekvence a nízký drift zlepšují vzdušnou rychlost, nadmořskou výšku a spolehlivost vertikální rychlosti.
Závěr
Použití senzoru MEMS s duálním měřením pro snímání tlaku v letectví zachovává princip základního pitotova měření a zároveň odstraňuje mechanické nedostatky. Teplotní kompenzace, úprava signálu ASIC, digitální výstup a kompatibilní napájecí napětí umožňují vyšší přesnost a konzistentní výstupy pro měření vzdušné rychlosti, barometrické nadmořské výšky a vertikální rychlosti, díky čemuž lze senzor jednoduše použít v systémech řízení letu a na zkušebních stolicích.
Výše uvedený úvod pouze poškrábe povrch aplikací technologie tlakových senzorů. Budeme pokračovat ve zkoumání různých typů senzorových prvků používaných v různých produktech, jejich fungování a jejich výhod a nevýhod. Pokud byste chtěli více podrobností o tom, o čem se zde diskutuje, můžete se podívat na související obsah později v této příručce. Pokud vás tlačí čas, můžete také kliknout sem a stáhnout si podrobnosti o těchto příručkách Data produktu PDF na tlak vzduchu.
Pro více informací o dalších senzorových technologiích prosím Navštivte naši stránku Sensors.