- Од страна на WF сензори
На ниво на земјата, стандардниот атмосферски притисок е приближно 100 kPa и паѓа со надморска височина. Со сензор со висока прецизност можете да го претворите притисокот во надморска височина. Подвижната платформа додава динамичен притисок од нејзината брзина; со спарување на примерок од вкупен притисок со примерок со статички притисок кој само го рефлектира амбиенталниот притисок, можете да ги изведете и висината и брзината. Атмосферскиот систем за мерење на UAV вообичаено се состои од предна сонда за притисок, водовод со диференцијален притисок и единица за обработка. Делот на сликата е погоден како предна точка за земање примероци: металната порта е добра за снимање на директен проток, а распоредот со четири подлоги е погоден за монтажа на SMD и електрични приклучоци. Сепак, ориентацијата за инсталација и заштитниот простор бараат внимателно внимание за да се намалат пречките во протокот и термичкиот нанос.
Каталог
1. Поставување сензор & интерфејси
Кај малите авиони, стабилното мерење на притисокот започнува со поставување на сензорот онаму каде што навистина го претставува надворешниот воздух, притоа избегнувајќи локални турбуленции и блиски извори на топлина. Вообичаена практика е да се стави притисочниот приклучок на носот или на рационализирана површина: довод со вкупен притисок (како пито) свртен кон насоката на летот и приклучок со статички притисок на површина нормална на протокот. За високодинамични платформи со голема брзина, сондата треба да биде колку што е можно подалеку за да се добие почист сигнал за динамички притисок. Меѓутоа, на малите беспилотни летала, механичкото фиксирање и куќиштата со низок профил исто така мора да се справуваат со вибрации и запечатување. Пакетот на сликата - метален приклучок за притисок со четири перничиња за лемење - е погоден за монтажа на SMD, но треба да дизајнирате микроцевки или траги од притисок за да спречите ерозија и замрзнување на ветерот. Чувајте го електричниот интерфејс блиску до фазите на филтрирање и засилување за да се минимизира бучавата предизвикана од жици и обрнете внимание на обработката на земјата за да биде стабилна електричната средина на приклучокот за притисок.
локација за монтирање на сензорот
При изборот на место за монтирање, цели кон точка што дава репрезентативен притисок. Откриените точки во близина на носот, предниот дел на трупот или предниот раб на крилото најчесто се користат за земање примероци под вкупен притисок; статичките порти треба да се постават на површина што гледа стабилен проток и седи нормално на векторот на летот. Избегнувајте поставување на приклучоци во контролни површински буди, перење или блиску до големи извори на топлина. Механички, прицврстете го сензорот да се спротивстави на вибрациите додека го зачувувате запечатувањето; користењето материјали со ниска термичка експанзија и флексибилните држачи може да ги намалат поместувањата предизвикани од стрес.
ефекти на протокот на воздух & агол на монтирање
Аголот на монтирање влијае на тоа колку ефикасно го фаќате динамичниот притисок и колку статичката порта е отпорна на пречки. Малите неусогласувања може да внесат дополнителна грешка во отчитувањата на вкупниот притисок, затоа порамнете ја сондата со очекуваниот агол на напад и валидирајте при тестовите на тунелот за ветер или CFD. Кај мултироторите, перењето надолу има силен ефект врз страничните статични порти; запишувајте отстапувања на притисокот низ режимите на летот и изградете табели за корекција или користете филтрирање во реално време за да ги компензирате минливите нарушувања.
2. Пресметка на податоци & синџир на сигнали
За да ја пресметате надморската височина и брзината, потребен ви е и хардвер и софтвер за да бидете на ниво на работата. Обично задниот дел користи два канали за притисок: еден канал со апсолутен притисок за надморска височина и диференцијален канал (вкупно минус статичен) за брзина. Односот помеѓу диференцијалниот притисок и брзината доаѓа од механиката на флуидите и обично се изразува во директно мапирање. Во пракса, фокусот не е на егзотичните формули, туку на осигурувањето дека сензорот работи во неговиот линеарен опсег, има низок шум и пропусниот опсег на земање примероци ги исполнува динамичките барања. Аналогниот преден дел треба да вклучува филтрирање против алијас, диференцијално засилување и компензација на температурата; дигиталната страна треба да се справи со отпишувањето на звукот, усогласувањето на времето и корекции на спојување на ставовите. Од суштинско значење, поставете ја стапката на земање примероци да ја надмине најмалку двојно поголемата динамика што ја очекувате и размислете за адаптивното филтрирање за да се балансира минливиот одговор и прецизноста на стабилна состојба.
хардверско филтрирање & стапка на земање примероци
Аналогното филтрирање треба да го отстрани високофреквентниот шум пред ADC. Вообичаен пристап е нископропусен филтер од втор ред комбиниран со диференцијален засилувач. Стапката на примерок зависи од пропусниот опсег на движење на возилото - мултироторите често имаат помали барања за вертикална ширина на опсег од авионите со фиксни крила со голема брзина, на кои им требаат многу повисоки стапки. Резолуцијата на ADC и чувствителноста на сензорот заедно ја одредуваат најмалата промена на притисокот што можете да ја решите; изберете компоненти за да не доминира бучавата од квантизирање.
формули & пресметковен тек
Пресметковните чекори обично започнуваат со компензација на температура и нулта поместување, а потоа го претвораат апсолутниот притисок во надморска височина. Диференцијалниот притисок дава динамичен притисок; со примена на релевантната релација течност-динамика се добива брзина. Имајте на ум дека ставот на воздухопловот (терен/ролна) може да додаде компоненти на измерените притисоци; здружете ги податоците за притисокот со сензорите за став за да ги трансформирате мерењата во конзистентна референтна рамка и да обезбедите физички значајни излези за надморска височина и брзина.
3. Калибрација & контрола на грешки
Точноста на сензорот во голема мера ја диктира доверливоста на изведените параметри на летот. Калибрацијата има два дела: фабричка карактеризација и калибрација на ниво на платформа по инсталацијата. Фабричките податоци обезбедуваат чувствителност и линеарност; калибрацијата на платформата ги доловува грешките специфични за инсталацијата преку статички и динамички тестови и произведува компензациони коефициенти. Вообичаени извори на грешка се температурен нанос, нулта нанос, механички стрес и истекување на патеката на притисок. За динамички грешки, користете копнени апаратури и тестови за кратки летови за да изведете корекции поврзани со брзината; за статичка пристрасност, потврдете ја нулата во однос на позната референца за притисок или користејќи контролни пунктови со позната надморска височина. Со текот на времето, имплементирајте рутини за самопроверка и телеметрија за да можете да забележите наноси.
ракување со нула и термички нанос
Нулта нанос често произлегува од температурни промени или механички стрес. Користете сензор за температура за да ја регистрирате температурата на околината и да ја монтирате температурата и да ги примените кривите на топлинска компензација во реално време во софтверот. Чувајте табела со нулта поместување што може да се ажурира што може да се освежи за време на проверките на земјата. Изборот на хардверот, како што се материјалите со низок термички нанос и компактните термички патеки, исто така помагаат да се намали наносот.
еколошки & динамични извори на грешки
Смолкнувањето на ветерот, вибрациите на воздушната рамка, шлагот и контаминацијата може да ги искриват отчитувањата. Кај мултироторите, перењето надолу и потпирачот силно влијаат на блиските статични приклучоци, така што нивната позиција е важна. На платформи со голема брзина, локалните ефекти на компресибилност или удари може да додадат грешки; квантифицирајте ги со симулација и тестирање и кодирајте ги компензациите во системот.
4. Системска интеграција & верификација на доверливост
Интегрирањето на податоците за притисокот во контролата на летот и навигацијата бара силна достапност на сигналот и вишок. Интеграцијата опфаќа електрични интерфејси, протоколи за податоци, спојување ставови и логика за откривање дефекти. Употребата во реално време значи дека мора правилно да го одредите пропусниот опсег на комуникацијата и доцнењата во обработката и да ги дефинирате режимите на неуспех за погрешните податоци за притисокот да не носат небезбедни контролни одлуки. Валидацијата вклучува тестирање на клупата, калибрација на теренот и етапни тестови на летање: по инсталацијата, правете летови на мала височина и вкрстете ги GNSS со референци за висина и земја, а потоа вежбајте различни временски услови и услови на летот за да ја тестирате робусноста. За платформи критични за мисијата, земете ги предвид двојните или повеќекратните влезови на притисок и проверките на конзистентноста.
софтверски вишок & проверка на сигналот
На ниво на софтвер, каналите за притисок на осигурувачите со GNSS и инерцијални сензори кои користат техники за филтрирање (филтрите Калман се вообичаени) за соодветно да ги тежат влезовите. Спроведување на откривање аномалија за да се забележат транзиенти, наноси или исклучувања; кога ќе се открие, системот треба да се врати на алтернативни сензори или режими на проценка за да го одржува возилото безбедно.
тек на валидација на лет-тест
Користете фазен процес: започнете со статичка калибрација и евидентирање на основната линија; потоа изведете кратки летови со мала брзина и мала височина за да ја споредите висината добиена од притисок со познати референци; конечно, извршете летови на профилот на мисијата. После секое летот, репродуцирајте го притисокот, ставовите и дневниците на GNSS, анализирајте ги остатоците и приспособете ги корекциите додека изведбата не ги исполни спецификациите.
5. Практични совети & избор на компоненти
При изборот на сензори, опсег на мерење рамнотежа, чувствителност, термички нанос, пакет и интерфејс. Малите UAV често се наклонети кон компактни уреди со брз одговор со интегрирани порти; платформите со голема брзина даваат приоритет на опсегот и динамичката линеарност. Изберете делови со докажана долгорочна стабилност и повторливост и кои лесно се менуваат на терен. Металниот приклучок на компонентата на сликата одговара на директна изложеност, но има потреба од микроцевки или траги од притисок за да се намали ризикот од контаминација. Вклучете ја и заштитата од навлегување, отпорноста на прашина и влага, како и опсегот на работна температура за да обезбедите сигурни перформанси во услови на мисија.
препорачани типови на сензори & интерфејси
Користете сензор за апсолутен притисок како референца за надморска височина и канал за диференцијален притисок за брзина. Уредите треба да нудат или чист дигитален излез или аналоген сигнал со низок шум за полесна интеграција. За задачи со брза динамика, изберете сензори со излези со голема брзина и компензација на температурата на одборот за да се намали сложеноста на надворешната корекција.
одржување & долгорочна стабилност
Редовно проверувајте ги заптивките, патеките за притисок и електричните приклучоци. Следете го долгорочното наноси со копнени проверки и анализа на дневникот на летот и заменете ги или рекалибрирајте ги сензорите кога наносот ги надминува границите. Модуларниот дизајн помага при брзо менување на теренот и го намалува времето на застој.
Заклучок
Со правилен избор на сензор, внимателен механички распоред, ригорозна обработка на сигналот и темелен режим на калибрација, можете сигурно да ја измерите висината и брзината на UAV. Користете апсолутен притисок како основна линија на надморска височина, изведете ја брзината од вкупниот минус статички притисок и спојте ги со податоците за став и GNSS за да ја зголемите целокупната доверба во мерењето. Малиот SMD уред на сликата е погоден за земање примероци од предниот дел на компактни платформи, но инсталацијата, трагите од притисокот и термичкото управување мора да се постапуваат правилно. За инженерите, клучот е да ги идентификуваат изворите на грешки и да ги ублажат преку дизајн и валидација за да ги претворите необработените отчитувања на притисокот во доверливи параметри на летот.
Горенаведениот вовед само ја гребе површината на апликациите на технологијата на сензорот за притисок. Ќе продолжиме да ги истражуваме различните типови на сензорски елементи што се користат во различни производи, како тие функционираат и нивните предности и недостатоци. Ако сакате повеќе детали за она што се дискутира овде, можете да ја проверите поврзаната содржина подоцна во ова упатство. Ако сте притиснати за време, можете исто така да кликнете овде за да ги преземете деталите за овој водич Податоци за производ на сензорот за притисок на воздухот PDF.
За повеќе информации за други технологии на сензори, ве молиме Посетете ја страницата на нашите сензори.
