基礎(chǔ)知識(shí)之海拔高度傳感器
1. 什么是海拔高度傳感器?
海拔高度傳感器是一種用于測(cè)量相對(duì)于海平面的高度或垂直距離的傳感器。它能夠檢測(cè)大氣壓力的變化,并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的高度值。海拔高度傳感器通常使用氣壓傳感器來(lái)測(cè)量大氣壓力。由于大氣壓隨著海拔的變化而變化,因此通過(guò)測(cè)量大氣壓力,可以推斷出所在位置的海拔高度。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202403/456312.htm2. 海拔高度傳感器是如何工作的?
海拔高度傳感器通常是基于大氣壓力的測(cè)量原理工作的。下面是海拔高度傳感器的一般工作原理:
大氣壓力感知:海拔高度傳感器內(nèi)部包含一個(gè)氣壓傳感器元件,它可以感知周圍環(huán)境的氣壓變化。這個(gè)傳感器元件可以將氣壓轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
參考?xì)鈮韩@?。簽榱擞?jì)算海拔高度,傳感器需要一個(gè)參考?xì)鈮褐祷騾⒖己0胃叨?。這個(gè)參考值可以通過(guò)地面氣壓的測(cè)量獲得,或者可以設(shè)定為某個(gè)特定的參考標(biāo)準(zhǔn)值。
海拔計(jì)算:傳感器將測(cè)量到的氣壓值與參考?xì)鈮褐颠M(jìn)行比較。隨著海拔的增加,大氣壓力會(huì)逐漸降低。通過(guò)計(jì)算差異,傳感器可以推算出所在位置的海拔高度。
氣壓和海拔高度之間的關(guān)系可以通過(guò)以下公式來(lái)近似計(jì)算:
其中:
溫度和濕度補(bǔ)償(可選):有些海拔高度傳感器還可能集成溫度傳感器和濕度傳感器。這些傳感器可以幫助考慮氣溫和濕度對(duì)氣壓的影響,從而提供更精確的海拔測(cè)量結(jié)果。 需要注意的是,為了獲得準(zhǔn)確的海拔高度測(cè)量結(jié)果,傳感器需要在使用前進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整。這通常涉及在已知的參考海拔高度或標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。 此外,由于大氣壓力會(huì)受到天氣、氣候和地理位置的影響,所以在不同的環(huán)境和地區(qū)中,傳感器的精度和準(zhǔn)確性可能會(huì)有所差異。因此,在特定應(yīng)用中使用海拔高度傳感器時(shí),可能需要根據(jù)具體情況進(jìn)行校準(zhǔn)和校正處理,以確保測(cè)量結(jié)果的可靠性。
溫度和濕度補(bǔ)償(可選):有些海拔高度傳感器還可能集成溫度傳感器和濕度傳感器。這些傳感器可以幫助考慮氣溫和濕度對(duì)氣壓的影響,從而提供更精確的海拔測(cè)量結(jié)果。
需要注意的是,為了獲得準(zhǔn)確的海拔高度測(cè)量結(jié)果,傳感器需要在使用前進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整。這通常涉及在已知的參考海拔高度或標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
常見的校準(zhǔn)和校正處理方法:
具體的校準(zhǔn)和校正方法會(huì)因傳感器類型和制造商規(guī)范而有所不同。因此,在執(zhí)行校準(zhǔn)和校正之前,需要仔細(xì)閱讀傳感器的說(shuō)明文檔和制造商提供的指南,以了解適用于特定傳感器的正確校準(zhǔn)程序和技術(shù)。
3. 如何應(yīng)用海拔高度傳感器?
海拔高度傳感器是一種測(cè)量物體或位置相對(duì)于海平面的垂直高度的設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域:
總之,海拔高度傳感器在航空航天、氣象學(xué)、GIS、無(wú)人駕駛、室內(nèi)導(dǎo)航、登山和戶外活動(dòng)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
4. 主要的海拔高度傳感器供應(yīng)商
bosch-sensortec: Bosch Sensortec 是一家知名的傳感器制造商,他們提供了許多類型的傳感器,包括海拔高度傳感器。他們的傳感器具有高精度和低功耗的特點(diǎn)。
honeywell: Honeywel1 是一家全球領(lǐng)先的工業(yè)自動(dòng)化和傳感器解決方案提供商他們生產(chǎn)各種類型的傳感器,包括氣壓傳感器,可用于測(cè)量海拔高度。
STMicroelectronics: STMicroelectronics 是一家國(guó)際性的半導(dǎo)體制造商,他們提供多種傳感器解決方案,包括壓力和高度傳感器。他們的傳感器通常具有高精度和低功耗的特點(diǎn)。
sensirion: Sensirion 是一家專注于環(huán)境傳感器的瑞士公司,他們提供多種傳感器,包括數(shù)字式氣壓傳感器。他們的傳感器廣泛應(yīng)用于氣象、航空航天、室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
5. 參考案例
def altitude():
ms5611_ut = read_pressure()
ms5611_up = read_temperature()
dT = ms5611_ut - (ms5611_c[5] << 8)
off = (ms5611_c[2] << 16) + ((dT*ms5611_c[4]) >> 7)
sens = (ms5611_c[1] << 15) + ((dT*ms5611_c[3]) >> 8)
temperature = 2000 + ((dT*ms5611_c[6]) >> 23);
T2 = 0
off2 = 0
sens2 = 0
if temperature < 2000:
T2 = (dT*dT ) >> 31
delt = temperature - 2000
delt = delt * delt
off2 = (5 * delt) >> 1
sens = (5 * delt) >> 2
if temperature < 2000:
delt = temperature + 1500
delt = delt * delt
off2 += 7 * delt
sens += (11 * delt) >>1
temperature -= T2
off -= off2
sens -= sens2
temperature = temperature / 100.0
#w溫度補(bǔ)償后的氣壓
pressure = (((ms5611_up * sens) >> 21) - off) >> 15
pressure = pressure / 100.0
height = ((1.0 - pow(pressure / 101325.0, 0.190295))*44300.0)
#求相對(duì)高度
#上電100個(gè)數(shù)據(jù)后
global num
if (num < 120):
num = num + 1
else:
num = num
if (num > 100):
if (cnt < MS5611_WIN_FILTER):
alt[cnt] = height
cnt = cnt + 1
else:
ms5611SumDat = 0.0
for i in range[MS5611_WIN_FILTER - 1]:
alt[i] = alt[i+1]
ms5611SumDat += alt[i]
alt[cnt-1] = height
ms5611SumDat += alt[cnt-1]
ms5611CurAlt = ms5611SumDat / MS5611_WIN_FILTER
if baroCalok == True:
ms5611CurAlt -= ms5611StartAlt
#相對(duì)高度
num = 100
num = num + 1
return height
結(jié)果顯示:
評(píng)論