Сегодня мы познакомимся с датчиками высотомера давления воздуха.. Познакомим с принципом работы датчиков., распространенные типы датчиков, как их найти и купить, а также практическая демонстрация процесса чтения данных с датчиков через MCU.
Оглавление
Что такое датчик высотомера давления воздуха
Датчик высотомера давления воздуха — это датчик, который измеряет высоту посредством изменения давления воздуха., на который трудно повлиять препятствия в процессе измерения, и имеет широкий диапазон высоты измерения, который можно использовать для измерения абсолютной высоты и измерения относительной высоты.. В настоящее время, смартфоны и интеллектуальные носимые устройства в основном интегрированы с датчиками давления воздуха..
Как работает датчик высотомера давления воздуха
Использование датчика давления, текущую высоту можно рассчитать путем измерения изменения атмосферного давления. Это связано с тем, что атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты.. Это связано с тем, что атмосферное давление — это давление, создаваемое массой газа на земле.. По мере увеличения высоты, толщина слоя атмосферы на локации уменьшится, и атмосферное давление тоже уменьшится. Затем высоту можно определить путем измерения изменения атмосферного давления..
Формулу давления воздуха можно применить для расчета высоты., тогда датчик давления воздуха можно использовать в качестве высотомера давления воздуха:
В формуле: P — текущее давление; P0 — давление на уровне моря. (ч=0); высота (час) измеряется в метрах. Конечно, эта формула включает в себя предположение о составе атмосферы и температуре окружающей среды 15 градусов Цельсия, который требует температурной компенсации для конкретного использования.
При измерении давления воздуха, требуется справочное значение, обычно стандартное атмосферное давление. Путем измерения фактического давления в окружающей среде и сравнения его со стандартным значением., датчик может рассчитать относительное изменение давления, тем самым предоставляя информацию об изменении высоты.
Распространенные типы датчиков высотомера давления воздуха
Распространенные датчики высоты давления воздуха можно разделить на три типа.: пьезорезистивный, емкостные и МЭМС. Это использование измерения со средой, например, сопротивление, емкость, микромеханические компоненты, и т. д., его деформация из-за изменения давления воздуха, что приводит к изменению сопротивления, емкость и другие изменения характеристик измерения изменений давления воздуха.
Основной принцип пьезорезистивных датчиков заключается в том, что сопротивление материала меняется при изменении внешнего давления воздуха., и это изменение можно измерить с помощью схемы и преобразовать в соответствующее значение давления воздуха.. Датчики емкостного типа используют взаимосвязь между емкостью и газовой средой., значение емкости будет меняться с изменением давления воздуха, путем измерения изменений емкости, чтобы определить изменение давления воздуха.
Микроэлектромеханические системы (МЭМС) датчики используют микромеханические структуры, такие как крошечные тонкие пленки или подвешенные микромеханические детали, на которые влияет изменение атмосферного давления, что приводит к изменению сигнала.
1. Пьезорезистивный датчик высоты давления воздуха
В пьезорезистивных датчиках давления воздуха в качестве диафрагмы обычно используется кремниевая монолитная пластина., который является элементом, воспринимающим давление воздуха. Давление (давление воздуха) рассчитывается путем распределения примесей по его поверхности с образованием резистивной мостовой цепи., который преобразует деформацию, вызванную приложенным давлением, в изменение значения сопротивления.
Явление, при котором удельное сопротивление резистора изменяется в зависимости от приложенного к резистору давления, называется пьезорезистивным эффектом.. В настоящее время, большинство новых микросхем датчиков давления воздуха используют структуру MEMS. (то есть, диафрагменная структура и пьезорезистор объединены вместе), и интегральная схема (ASIC) для схем обработки и управления температурной коррекцией, и т. д., интегрировано в один пакет, что позволяет легко получать высокоточные данные о давлении воздуха.
2.Емкостные датчики высотомера давления воздуха
Емкостные датчики давления воздуха основаны на взаимосвязи между емкостью и газовой средой.. Изменения давления воздуха вызывают изменения емкости., и измеряя изменения емкости, можно предположить изменение давления воздуха. Емкостные датчики давления воздуха обычно используются для метеорологических наблюдений и измерения высоты..
Он имеет следующие преимущества перед пьезорезистивными датчиками давления воздуха::
Низкое энергопотребление: Пьезорезистивный тип использует во время измерения мост Уисдена., который потребляет энергию, тогда как принцип измерения емкостного типа практически не потребляет ток;
Низкий уровень шума: Тепловой шум пьезорезистивных приборов радикально ограничивает чувствительность и разрешение барометра.;
Емкостный имеет более высокую температурную стабильность.: пьезорезистивный очень чувствителен к температуре; в принципе, емкостный более чувствителен к изменениям давления воздуха, что приводит к более высокой точности.
3.МЭМС датчики высотомера давления воздуха
Типичный датчик давления MEMS состоит из кремниевой пластины, покрытой камерой, заполненной газом эталонного давления. (или вакуум). Разница в давлении воздуха между камерой и окружающей средой приводит к изгибу и деформации пластины., что приводит к механическому напряжению, который генерирует пропорциональный электрический сигнал. Интегрированный чип ASIC обнаруживает и оцифровывает этот сигнал..
Датчики давления воздуха MEMS могут быть механическими., емкостный, или пьезорезистивный. Он имеет особенности компактного размера, низкий уровень шума, низкое энергопотребление, и точность измерения разницы высот может достигать уровня см.; он подходит для смартфонов, планшетные ПК, дроны, дополненная реальность (АР) и виртуальная реальность (VR), умная бытовая техника, и т. д., и является типом пневматического датчика давления для основных применений..
Выбор и покупка пневматических датчиков высотомера
Если вам нужно купить датчики высотомера давления воздуха, мы рекомендуем вам искать и покупать у WF. Очень удобно перечислить принцип работы, подробное использование и каналы приобретения необходимых датчиков.
Введите «давление воздуха» в поле поиска и нажмите «Поиск»., вы можете видеть, что есть 7 продукты категории Датчики давления. Нажав на поле поиска, мы видим, что есть 7 продукты категории Датчики давления. Нажав на поле поиска, мы видим, что это многофункциональные сенсорные чипы со встроенными цифровыми и аналоговыми функциями..
Экспериментальная демонстрация пневматического датчика высотомера
Мы продемонстрируем использование микроконтроллера для чтения и отображения данных с датчика высотомера давления воздуха.. В эксперименте используется датчик высотомера давления воздуха MEMS.. Переместите датчик давления воздуха вверх и вниз., мы видим, что значение давления воздуха уменьшается, когда оно поднимается, и увеличивается, когда оно падает., а изменение значения атмосферного давления отражает изменение текущей высоты.
