某某机械设备有限公司欢迎您!

个人导航仪中MEMS压力传感器的应用_【明升体育】vip会员

时间:2020-09-26
随着MEMS传感器的设计和生产工艺的变革,MEMS压力传感器被普遍用作医疗、汽车和消费电子等应用领域。

个人导航仪中MEMS压力传感器的应用

例如,压力传感器可用作监测血压,汽车厂商利用气压传感器优化发动机能效,警告驾驶员轮胎气压严重不足。最近几年,【明升体育】vip会员随着MEMS压力传感器的性能大大提升,成本和尺寸大大减少,消费电子厂商开始用于压力传感器与惯性传感器和地磁传感器模组构建航位推断和导航系统功能。  本文阐述如何在个人导航仪内利用MEMS压力传感器辅助GPS接收器测量海拔高度。本文第一部分阐述大气压与海拔高度的关系。第二部门叙述如何用于压力传感器计算出来海拔高度。第三部分讲解如何在一个个人导航仪如智能手机内构建压力传感器。  1.大气压与海拔高度的关系  在个人导航仪中,MEMS压力传感器当作气压计用作测量海拔高度变化。因此,我们必需理解有所不同高度的大气压。  下面是大气压测量单位:  psi磅/平方英寸  cm/Hg水银柱低(厘米)  cm/Hg水银柱低(英寸)  Pa帕,国际制压力单位(SI),1Pa=1N/m2  bar巴,气压单位,1bar=105Pa  mbar毫巴,1mbar=10-3bar  我们居住于在地球大气层的底层,大气压随着海拔高度下降而减少。

个人导航仪中MEMS压力传感器的应用

我们将在59℉时的29.92in/Hg海平面气压规定为标准大气压,这个平均值不不受时间影响,而受到测量点的地理位置、气温和气流的影响。  因此,上述压力单位之间的折算关系是:  1个标准大气压=14.7psi=76cm/Hg=29.92in/Hg=1.01325bar=1013.25mbar  可以用下面的表达式回应大气压与海拔高度之间关系[1]:    其中:  P0是标准大气压,相等1013.25mbar;  Altitude是以米为单位的海拔高度。  P是在某一高度的以mbar为单位的气压  图1根据上面的公式叙述了大气压变化与海拔高度的关系。  如图1右图,当高度从海平面下降到海拔11,000米低时,大气压从1013.25mbar降至230mbar。我们从图中不难看出,当高度高于1,500米时,大气压完全呈圆形线【明升体育】vip会员性减少,每100米约减少11.2mbar,即每10米约减少1.1mbar。为了获得更加准确的高度测量数据,可以在目标应用于中建构一个大气压高度查找表格,根据压力传感器的测量结果,确认对应的海拔高度。  如果用于仅有量程为300mbar到1100mbar的意味著MEMS压力传感器,测量高度可约海拔9,165米到海平面以下698米。    图1:大气压与海拔高度的关系  2.利用MEMS传感器确认楼层  0.1mbarrms的测量分辨率使MEMS压力传感器需要找到在1米以内高度变化。因此,在高层建筑内,可以用于压力传感器找到楼层变化。  图2右图是在意法半导体的意大利Castelletto写字楼内收集到的压力传感器数据。取样速率是7Hz,数据采集时间总计约23分钟。从图中我们可以明晰地看见大气压在有所不同楼层的变化。大气压在地下室最低。

个人导航仪中MEMS压力传感器的应用

随着楼层增高,大气压渐渐减少。  图3右图是意法半导体的一个MEMS压力传感器,这是一个使用3x5x1mmLGA-8PCB的数字输入压力传感器,内置I2C/SPI模块和16位数据输入。量程【明升体育】vip会员是300mbar到1100mbar,分辨率为0.1mbar。该芯片还内置温度传感器。芯片内部掌控寄存器可以命令测量结果是低于还是高于压力无限大预设值。  压力传感器的测量精度不会受到气流和天气条件的影响。为了获得准确、可信的楼层测量结果,必须为压力传感器研发校准和滤波算法。