空速测量主要传感器选择PPT课件

1、错误改正：1：上周的PPT演示文稿中提到空速管原理的动压直接测量，但经过对多方资料的查询可知直接测量的是静压与总压。2：右图中中间开孔为总压孔，两边开孔为静压孔。通过公式：总压=静压+动压，可计算出动压值右图中公式可得：计算出动压静压之差及大气密度便可计算出速度。第1页/共9页传感器的选择：第2页/共9页差压传感器： 差压传感器DPS（Differential Pressure Sensor）是一种用来测量两个压力之间差值的传感器，通常用于测量某一设备或部件前后两端的压差。原理：传感器通过一定的设计结构或按规定安装，把压力前后的相差的变化转化成传感器内置的压敏元件的变化，再把由压敏元件形变产生

2、的微弱信号进行处理调制再通过模数转换和芯片处理，输出模拟信号或数字信号。前面提到的原理中只需计算出动压、静压之差，大气密度便能计算出速度大小。所以可以采用差压传感器或气压传感器、温湿度传感器气压传感器： 气压传感器用于测量气体的绝对压强。主要适用于与气体压强相关的物理实验，如气体定律等，也可以在生物和化学实验中测量干燥、无腐蚀性的气体压强。原理： 很多空气的气压传感器的主要部件为变容式硅膜盒。当该变容硅膜盒外界大气压力发生变化时顶针动作，单晶硅膜盒随着发生弹性变形，从而引起硅膜盒平行板电容器电容量的变化来控制气压传感器。第3页/共9页两种方案及比较：1：采用两组气压传感器的组合，分别测出静压总

3、压后经过计算得出压差。2：采用独立的压差传感器直接取得压差。比较： 两组气压传感器的方案由于在各自的误差下再次计算，增加了计算误差，且增加了重量及成本价格。 独立的压差传感器在误差范围、成本、重量上都有极大优势。第4页/共9页 之前已经提到，在空速的基础计算中，需要取得动压（总压-静压）与大气密度数据，其中动压的测量通过空速管与差分式压力传感器实现，大气密度数据则需要通过周围空气条件来计算。公式指出较精密测量大气密度需要气压、温度、空气湿度以及饱和水蒸气压力（与温度相关）第5页/共9页不同温度下饱和水蒸汽压力 空气温度（） 饱和水蒸汽压力（Pa） 空气温度（） 饱和水蒸汽压力（Pa） 空气温度

4、（） 饱和水蒸汽压力（Pa） -20 128 8 1069.24 20 2333.1 -15 193.32 9 1143.9 21 2493.1 -10 287.98 10 1127.9 22 2639.8 -5 422.63 11 1311.89 23 2813.1 0 610.6 12 1402.55 24 2986.4 1 655.94 13 1497.21 25 3173.5 2 705.27 14 1598.9 26 3359.7 3 757.27 15 1706.2 27 3563.7 4 811.93 16 1818.5 28 3766.8 5 870.59 17 1933.2

5、29 4013 6 933.25 18 2066.5 30 4239.6 7 998.58 19 2199.3 31 4493 故需要温度、湿度、环境气压（静压）数据，由于空速管部分直接测量压差，使用独立的气压传感器来读取环境气压，使用温湿度传感器读取温度和湿度数据。 此外，由生成空气密度的数据还可生成准确度较高的海拔高度数据，可用作导航组的GPS高度修正。第6页/共9页 在空速的误差修正中，主要对位置误差与攻角误差进行修正。位置误差与空速管的安装位置、无人机气动外形有关，可以通过计算，采用气动补偿的方法来进行部分修正，详细的修正校准需要根据飞行测试取得的数据来完成。 攻角误差与静压孔的开口方式以及气动攻角、飞行速度有关，在开口方式上，应当轴向开出多个对称静压孔，各孔内部相连，气压连通