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基于单片机的气压式高度计设计
来源:本站整理  作者:佚名  2011-07-26 15:22:13




    然后再通过牛顿插值法,根据温度传感器提供的温度参数t,对压力P与电压U关系式进行插值修正。由插值多项式:
    h.JPG
    根据一定温度修正后压力P与电压U的关系式,可以由所测电压U计算出实际压力值P。

2 实验结果和误差分析
    由于传感器的最大误差在测量值的最高端,如果此段的误差满足设计要求,其他分段即可满足要求。结果如表2所示。由于仿真阶段排除了可能出现的软硬件错误,在后继的PCB制版及总体调试中非常顺利。实际电路中由于存在电磁干扰和温度漂移,整体误差比仿真略大,对于误差最大来源的传感器,已对其进行了单独的校正和补偿,最终该测量系统在-300~+6 000 m的高度范围内误差小于1m。

i.JPG


    对于海拔高度,系统测量误差主要来自传感器、放大电路和转换器三项误差,用均方根法可表示为:
    j.JPG
    要降低系统误差,就要分别降低这三项误差。其中放大器电路的误差,主要由放大电路中所用电阻的精度、集成运算放大器的性能和电路的结构决定。设计和调校好的放大电路可以使该项误差很小,基本可以忽略。ADC误差主要是其积分非线性误差、微分非线性误差、偏移误差、满量程误差和偏移温度系数误差。现代放大电路的误差和ADC误差远小于传感器的误差。所以系统的误差主要决定于传感器的误差。如要进一步提高测量精度,可以换用更高精度的传感器。

3 结语
    该高度计避免了机械部件带来的机械误差,充分利用了C8051F353单片机内部资源。具有体积小、精度高和智能化误差补偿等特点,特别适合在小型飞行器上使用。具有很好的实用性,适用于需要实时高度信息的场合,可以完成载体上多种高度参数的实时测量和显示,内有串口通信模块,不仅可显示本机测量值,也可通过串口发送给大气数据计算机,实现数据的记录和监测。有广泛的应用前景。

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