标签: 气压传感器

  气压传感器主要用来测量气体压强大小，其中一个大气压量程气压传感器通常用来测量天气变化和利用气压和海拔高度对应关系用于海拔高度测量。   目前 GPS 接收机上很少见到气压传感器身影，但其实高精度气压传感器 GPS 接收机上可以有很广泛应用。     海拔高度测量 　目前技术和其它方面因素限制， GPS 接收机计算出来海拔高度值误差都几十米左右，于一般 GPS 接收机都不显示海拔高度数据。想比较精确测量海拔高度值，就需要采用其它方式来测量。其中一种方式就是 GPS 接收机中增加一个气压传感器，利用气压和海拔高度之间对应关系计算出 GPS 接收机实际海拔高度。   目前两个应用方向：   1. 手持 GPS 接收机   手持 GPS 接收机用户一般都是些喜欢旅游、登山、野外探险年轻人。他们需要了解是经纬度、方向和高度等数据，当树林里悬崖下时有可能会接收不到 GPS 卫星信号，有些型号手持 GPS 接收机就附加有电子罗盘和气压高度计，如 GARMIN VISTA 、麦哲伦探险家 600 等。   2. 车载 GPS 接收机   越来越多人购买了车载 GPS 接收机，享受 GPS 导航带来便利同时，经常会听到有人抱怨立交桥和高架路上行驶时， GPS 经常会发出错误导航指令。比如桥上正常行驶时候， GPS 突然叫你右转，桥上根本没有右转出口，这就是 GPS 接收机没有准确判断出车辆实际是桥上桥下，发出了错误指令。因为 GPS 接收机卫星信号计算出来高度数据误差一般有几十米，而一般立交桥和高架路上下两层高度差通常也就几米到十米范围，导航图上就不考虑高度数据，直接把三维立交桥当成二维交叉路口来处理，再加上 GPS 接收机水平定位误差就会经常出现桥上桥下判断错误现象。错误导航指令会给客户带来不便，客户完全导航指令来操作会发生危险，这个问题之前一直没有到很好解决。   如果在车载 GPS 接收机里增加一个高精度气压传感器来辅助测量高度数据，就可以很好解决这个问题。现气压传感器用来测量高度可以做到 1 米分辨率，用来判断桥上、桥下高度差是完全可以胜任。当然要解决这个问题，还需要 GPS 图商配合，测量立交桥和高架路平面和高度三维数据，做出立交桥和高架路三维模型，使导航软件能够利用气压高度计测量高度数据指引司机立交桥和高架路上正确行驶。   3.便携式气象站   GPS 接收机中增加一个气压传感器，一个湿度传感器，一个温度传感器， GPS 接收机就变成了一个便携式气象站，既可以做成手持式，也可以做成车载式。可以测量空气温度、空气湿度、大气压力、海拔高度，并大气压力变化预测出未来 12 小时晴 / 阴 / 雨变化。 欢迎来我的网站探讨：H ttp://bj01.sensorexpert.com.cn  

认识进气压力传感器  　　 电喷发动机 中采用进气压力传感器来检测进气量的称为 D 型喷射系统（速度密度型）。进气压力传感器检测进气量不是像进气流量传感器那样直接检测，而是采用间接检测，同时它还受诸多因素的影响，因而在检测和维修中就有许多不同于量传感器进气流的地方，所产生的故障也有它的特殊性。 　　一、进气压力传感器的工作原理 　　进气压力传感器检测的是节、气门后方的进气歧管的绝对压力，它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化，然后转换成信号电压送至电子控制器（ ECU ）， ECU 依据此信号电压的大小，控制基本喷油量的大小。 　　进气压力传感器种类较多，有 压敏电阻式 、 电容式 等。由于压敏电阻式具有响应时间快、检测精度高、尺寸小且安装灵活等优点，因而被广泛用于 D 型喷射系统中。 　　压敏电阻式进气压力传感器的工作原理。 　　应变电阻 R1 、 R2 、 R3 、 R4, 它们构成惠斯顿电桥并与硅膜片粘接在一起。硅膜片在歧管内的绝对压力作用下可以变形，从而引起应变电阻 R 阻值的变化，歧管内的绝对压力越高，硅膜片的变形越大，从而电阻 R 的阻值变化也越大。即把硅膜片机械式的变化转变成了电信号，再由集成电路放大后输出至 ECU 。 　　二、进气压力传感器的输出特性 　　发动机工作时，随着节气门开度的变化，进气歧管内的真空度、绝对压力以及输出信号特性曲线均在变化。但是它们之间变化的关系是怎样的？输出特性曲线是正的还是负的？这个问题常常不易被人理解，以致有些检修人员在工作中有一种 “ 吃不准 ” 的感觉。 　　 D 型喷射系统中检测的是节气门后方的进气歧管内的绝对、压力。节气门的后方既反映了真空度又反映了绝对压力，因而有人认为真空度与绝对压力是一个概念，其实这种理解是片面的。在大气压力不变的条件下（标准大气压力为 101.3kPa) ，歧管内的真空度越高，反映歧管内的绝对压力越低，真空度等于大气压力减去歧管内绝对压力的差一值。而歧管内的绝对压力越高，说明歧管内的真空度越低，歧管内绝对压力等于歧管外的大气压力减去真空度的差值。即大气压力等于真空度和绝对压力之和。理解了大气压力、真空度、绝对压力的关系后，进气压力传感器的输出特性就明确了。 　　发动机工作中，节气门开度越小，进气歧管的真空度越大，歧管内的绝对压力就越小，输出信号电压也越小。节气门开度越大，进气歧管的真空度越小，歧管内的绝对压力就越大，输出信号电压也越大。输出信号电压与歧管内真空度的大小成反比（负特性），与歧管内绝对压力的大小成正比（正特性）。  BMP 085 是新一代高端移动应用高精度、超低功耗数字气压传感器，是 BOSCH  继 SMD500 之后推出的最新气压传感器。可以很好的应用于测量进气绝对压力。 传感器特点：    宽工作电压，超低功耗    全面校准 ，低噪声测量    温度补偿    数字 2 线 I2C  接口    无铅、符合 ROHS 指标    小引脚  LCC8 包装 技术参数：    工作温度范围： -40℃—+85℃    工作电压  VDDD ： 1.62…3.6V ； VDDA: 1.8...3.6V    压力范围： 300-1100hpa （ +9000…-500m ）    电流消耗：平均为 3μA@1  sample/sec, 12μA( 高分辨率 )    RMS  噪音： 0.06hpa(0.5m) 标准分辨率              0.03hpa(0.25m) 高分辨率    气压转换时间：   7.5ms （ max ）    封装尺寸： 5*5*1.2mm 应用范围：    户外导航、休闲和运动、天气预报、    垂直速度指示（上升 / 下滑速度）、    安全体系

         GPS导航应用中的盲区补偿主要就是在GPS信号不好(城市中高楼大厦之,高山之間,隧道內,高架橋上,密林中等等)的时候为系统提供如下参考信息作为补偿：方向、（到达兴趣点的）距离、高度。方向主要由电子罗盘、陀螺仪等传感器提供，距离则由加速度传感器提供、当然有些应该当中也经常使用电子罗盘或陀螺仪来推算距离,高度则一般由气压传感器来测量。          在使用了盲区补偿传感器的GPS导航系统，如果GPS没有丢失信号，可以使用GPS卫星进行导航,如果丢失了GPS信号,则使用辅助传感器进行补偿,推算出行进的距离及方向。因为需要在目的地之间标记出路线图，因此在只有GPS的系统中，当没有卫星信号时，就需要辅助传感器推算标记路线。     电子罗盘提供的是静态的绝对方向信息，而陀螺提供的是汽车转向的瞬间角速度（角度）变化信息。当汽车行驶在磁场干扰大的地方（比如铁桥上，软磁干扰很大），这时电子罗盘的偏差就会相对很大，而陀螺仪提供的转向信息就成为判断方向的主要依赖。陀螺仪在使用中，还存在累计误差和漂移，功耗大的问题，而且由于陀螺提供的只是瞬间转向信息，既然是转向角度，那么就需要参照基准方向，才知道转过了多少角度，这时指南针提供的绝对方向就成为陀螺的参照方向（转向的初始方向）。可见，陀螺和电子罗盘是相互补偿的，两个一起使用能达到更好的效果。但是出于成本考虑，如果只能选一种，那么宁愿选择电子罗盘，因为电子罗盘所起的作用更大。          陀螺在使用过程中，还有一个问题，就是要得到准确的瞬间水平转向信息，陀螺就必须保持轴线总是垂直于水平面（Yaw 陀螺）。如果陀螺安装不垂直或者因为车体转弯倾斜，就会导致轴线不垂直于水平面，Yaw陀螺测出来就是一个斜面上的Yaw 转向信息，导致导航误差。这时候，加速度传感器的倾角分量又可以为Yaw 陀螺进行倾斜补偿。或者增加一个横滚（Roll ) 陀螺，当然也可以直接使用双轴陀螺。         加速度在GPS导航补偿系统中主要是计算行进距离，通过加速度传感器输出的加速度值通过积分计算出速度，通过速度的积分再得到距离，从而推算物体的即时位置，从而实现GPS卫星信号丢失的补偿作用。          高度计在GPS导航中，能够提高导航的精度，这叫做高程盲区补偿，通常GPS提供x,y,z,heading,Time 信息， x,y 即经纬度，z就是高度。通常，GPS输出的这5个信息的信号准确度是同步的，如果高度不准，那么其他信息都可能不准，反之亦然。于是，BMP085气压传感器经常被用来做参照系，判断GPS的信息是否准确，剔除不准确的GPS信号点，从而提供GPS导航的精度，同时改善目前GPS不能识别桥上桥下的问题。 当然这里的气压传感器经常是在GPS信号正常时使用，在丢失信号时是无法使用的。它只能知道他的高度而不能推算出位置。  

气压传感器选型指南：多款气压传感器性能比较   在我给客户做技术的工作当中，经常遇到客户问到这样的问题, " 目前市场上 气压传感器 都各有什么优势 ？""我们应该如何去选型？" 本文就目前市场上的几款气压传感器性能做次比较，仅供大家选型时参考！ 关键字：气压传感器 选型 对比 在我给客户做技术的工作当中，经常遇到客户问到这样的问题, " 目前市场上 气压传感器 都各有什么优势 ？""我们应该如何去选型？" 本文就目前市场上的几款气压传感器性能做次比较，仅供大家选型时参考！ 目前市场上的气压传感器有：VTI的 SCP1000 ，Bosch的BMP085， Freescale的MPL115A，瑞士Intersema的MS5540C。 性能参数比较图如下：    如果看不清楚图片可以点击下面的缩略图放大！     比较分析 ：   1、 VTI SCP1000 在气压和温度读数、计算方面，相对于MPL115An、BMP085、和MS5540C这三款有明显的优势。读数后不用做矫正，节省很多程序代码，因此比其它三款要简单的多。 同时SCP1000也是这四款气压传感器中测量精度最高的；比较容易做防水；缺点是工作温度窄，体积比较大，采样时间也比其它的要长，但更精确。 2、MPL115An、BMP085、和MS5540C这三款在采样时间和工作温度上，相对于SCP1000有优势。 3， Bosch BMP085 的优点是可工作的最低电压低（达到1.62V）；在体积、功耗、气压测量精度、气压测量范围等整体性能比较好；缺点是不好做防水，不过也有香港设计公司已经成功做好防水。 4、Freescale MPL115An在这四款传感器中，最突出的优点是体积最小，工作温度最宽，能在5V电压下工作；最突出的缺点是气压测量分辨率最低，测量精度也最低。 5、Intersema MS5540C在这四款中没有突出的优点，唯一的优点是它防水做起来会方便很多；最突出的缺点是体积大。 总之不同的应用，需要考虑的传感器参数的权重会不一样，选型时就看你的应用更看重什么了。综合来说BMP085会是一个不错的选择。

在我给客户做技术的工作当中，经常遇到客户问到这样的问题, " 目前市场上 气压传感器 都各有什么优势 ？""我们应该如何去选型？" 本文就目前市场上的几款气压传感器性能做次比较，仅供大家选型时参考！ 目前市场上的气压传感器有：VTI的 SCP1000 ，Bosch的BMP085， Freescale的MPL115A，瑞士Intersema的MS5540C。 性能参数比较图如下：    如果看不清楚图片可以点击下面的缩略图放大！     比较分析 ：   1、 VTI SCP1000 在气压和温度读数、计算方面，相对于MPL115An、BMP085、和MS5540C这三款有明显的优势。读数后不用做矫正，节省很多程序代码，因此比其它三款要简单的多。 同时SCP1000也是这四款气压传感器中测量精度最高的；比较容易做防水；缺点是工作温度窄，体积比较大，采样时间也比其它的要长，但更精确。 2、MPL115An、BMP085、和MS5540C这三款在采样时间和工作温度上，相对于SCP1000有优势。 3， Bosch BMP085 的优点是可工作的最低电压低（达到1.62V）；在体积、功耗、气压测量精度、气压测量范围等整体性能比较好；缺点是不好做防水，不过也有香港设计公司已经成功做好防水。 4、 Freescale MPL115An 在这四款传感器中，最突出的优点是体积最小，工作温度最宽，能在5V电压下工作；最突出的缺点是气压测量分辨率最低，测量精度也最低。 5、 Intersema MS5540C 在这四款中没有突出的优点，唯一的优点是它防水做起来会方便很多；最突出的缺点是体积大。 总之不同的应用，需要考虑的传感器参数的权重会不一样，选型时就看你的应用更看重什么了。综合来说BMP085会是一个不错的选择。