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Un capteur de pression MEMS à double mesure avec deux ports de pression et un ASIC intégré capture la pression pitot (totale) et statique, fournissant des sorties numériques et une compensation de température. L'appareil atteint une erreur totale comprise entre 0,5 % FS entre -25 °C et 85 °C, avec une plage différentielle de 10 à 100 mbar et une plage absolue de 200 à 1 200 mbar. Le fonctionnement à alimentation unique (1,8 à 5,5 V) prend en charge l'air sec et les gaz non corrosifs. Cet article se concentre sur la façon dont le capteur améliore la précision et la fiabilité des mesures de vitesse anémométrique, d’altitude barométrique et de vitesse verticale dans les applications aéronautiques.
1. Conception et technologies de base
Architecture du capteur et disposition à deux ports
Le capteur utilise deux ports de pression (un pour la pression totale et un pour la pression statique) afin que l'ASIC puisse effectuer une amplification frontale, un filtrage et une conversion A/D et produire des valeurs de pression numériques étalonnées. La disposition à double port capture directement les signaux pitot/statiques, éliminant les problèmes de décalage et d'usure du diaphragme et améliorant la cohérence et la répétabilité des données de vitesse et d'altitude. Cette conception simplifie l'interface directe avec les bus de contrôle de vol ou les processeurs autonomes.
2. Conditionnement du signal et compensation de température
Mise en œuvre du conditionnement du signal et de la compensation de température
Un ASIC intégré implémente une compensation de température programmable entre -25 °C et 85 °C, maintenant l'erreur totale en dessous de 0,5 % FS. L'ASIC gère l'amplification, la linéarisation et la correction de dérive, et les sorties numériques réduisent les interférences analogiques. La conception à alimentation unique de 1,8 à 5,5 V facilite la gestion de l'alimentation et s'adapte aux contrôleurs de vol et aux enregistreurs de données intégrés.
3. Valeur d'application dans les mesures aéronautiques
Comment les canaux différentiels et absolus fonctionnent ensemble pour la vitesse et l'altitude
En lisant simultanément la pression totale et statique et en calculant la pression dynamique (totale - statique), le capteur fournit des références de vitesse plus précises (vitesse indiquée et vraie). Le canal absolu fournit directement la pression atmosphérique pour l'estimation de l'altitude et les altimètres barométriques. Des taux d'échantillonnage élevés et une faible dérive rendent les calculs de vitesse verticale (taux de montée/descente) plus fluides et plus réactifs, permettant ainsi de prendre des décisions de contrôle de vol en temps opportun.
4. Intégration et fiabilité du système
Considérations d'intégration mécanique et électrique
L'appareil prend en charge le montage PCB traversant et les interfaces mécaniques standard. La plage différentielle est de 10 à 100 mbar ; la plage absolue est de 200 à 1 200 mbar. Il est compatible avec l’air sec et les gaz non corrosifs. Les tests de vibrations, de cycles thermiques et de cycles de pression valident la stabilité de l'appareil. Les interfaces numériques permettent une connexion directe aux ASIC de contrôle de vol ou aux microcontrôleurs, réduisant ainsi le besoin de matériel de conditionnement de signal supplémentaire et améliorant l'intégration et la maintenabilité du système.
5. Recommandations en matière d'étalonnage, de tests et de déploiement
Approche d’étalonnage et de vérification pour les environnements de vol et de test
Effectuez un étalonnage initial au niveau du système et une évaluation environnementale, et ajustez la courbe de compensation de température et le filtrage pour correspondre aux conditions de vol opérationnelles. Pour les tests en soufflerie ou l'utilisation en vol, vérifiez les calculs de pression dynamique et les dérivations d'altitude sur toute la chaîne de signaux afin que les sorties des capteurs s'alignent sur les algorithmes de commande de vol et les attentes du système.
Points de synthèse: La double mesure différentielle et absolue fournit la solution pitot/statique complète ; l'ASIC intégré et la compensation de température atteignent ±0,5 % FS sur une large plage de températures ; la sortie numérique et le fonctionnement à alimentation unique simplifient l'intégration des commandes de vol ; les portées et les interfaces répondent aux exigences des tests en soufflerie et en vol ; un taux d'échantillonnage élevé et une faible dérive améliorent la fiabilité de la vitesse, de l'altitude et de la vitesse verticale.
Conclusion
L’utilisation d’un capteur MEMS à double mesure pour la détection de pression dans l’aviation préserve le principe de base de la mesure Pitot tout en éliminant les faiblesses mécaniques. La compensation de température, le conditionnement du signal ASIC, la sortie numérique et la tension d'alimentation compatible permettent une plus grande précision et des sorties cohérentes pour les mesures de vitesse, d'altitude barométrique et de vitesse verticale, ce qui rend le capteur simple à déployer dans les systèmes de commande de vol et les bancs d'essai.
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