基于HPX氣壓傳感器的高度測(cè)量

2、調(diào)整MAX1452把HPX給出的模擬信號(hào)放大100倍，這樣信號(hào)就變成6±2V完全可以經(jīng)行A/D轉(zhuǎn)換了。根據(jù)測(cè)量要求，測(cè)量范圍0 -5Km，分辨率為1m，通過計(jì)算可以知道此處的A/D轉(zhuǎn)換器需要16位的。另外考慮到高空經(jīng)常會(huì)使儀器在零度以下工作，應(yīng)選擇工作溫度范圍較大的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對(duì)轉(zhuǎn)換速度沒有特別要求。AD676可以滿足以上要求。

四、壓-高轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理方法

1、壓-高轉(zhuǎn)換的物理原理和工程應(yīng)用
通常都知道地球大氣層中空氣的單位面積力就是大氣壓力它一成不變地隨著離開地面距離的增加而減少海平面以上高度與空氣壓力的關(guān)系按下列等式確定:

式中：P是自由氣流靜壓；g是重力加速；WM是空氣的分子重量；R是通用的氣體常數(shù)；T是絕對(duì)溫度；Z是海平面以上的幾何高度

上式給出了地球上大氣壓力和幾何高度的數(shù)學(xué)換算關(guān)系，但是在實(shí)際的工程應(yīng)用中并不能精確實(shí)時(shí)的得到上述關(guān)系中的輸入?yún)?shù)量，如空氣的分子重量WM 絕對(duì)溫度T等。《美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1976(2)》對(duì)壓力與高度的比值提供有完善的數(shù)據(jù)表列，設(shè)計(jì)人員可將其裝進(jìn)儀表存儲(chǔ)器中這些數(shù)據(jù)考慮到了重力加速度變化情況和溫度對(duì)大氣壓的影響。在實(shí)際的壓-高轉(zhuǎn)換工程應(yīng)用中大多以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓表為轉(zhuǎn)換表。

2、數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)方法
把《美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1976(2)》給出的壓-高轉(zhuǎn)換表結(jié)合實(shí)際要求得到壓-高轉(zhuǎn)換列表，把該列表存入ROM中，將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸入處理器，處理器只要根據(jù)大氣壓力的數(shù)值運(yùn)用查表算法查詢ROM就可以得到高度值了。

本文所做的測(cè)量要求是：測(cè)量0~5Km的高度，精度±30m，分辨率1m。那么，根據(jù)分辨率1m就需要根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓計(jì)算出至少5000個(gè)數(shù)據(jù)存入ROM，用來查詢。處理器可以將查詢到的數(shù)據(jù)以RS232或RS485輸出，這樣就有利于和其他儀器通訊以及方便用戶取用。

五 結(jié)論
通過試驗(yàn)可以看到HPX氣壓傳感器能夠用來比較精確的測(cè)量高度，特別是在整臺(tái)儀器標(biāo)定后測(cè)量精度能夠有很大的提高，本文采用的標(biāo)定方法是在測(cè)量范圍的兩端進(jìn)行標(biāo)定，使該儀器的精度達(dá)到±25m，完全符合設(shè)計(jì)要求（±30m）。