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數字壓力傳感器在GPS導航器中的應用

2018-07-25

  工業革命連接了世界各個板塊的人們的同時,也發明和創造了許多新型機器和設備,方便人們的生活和工作,汽車就是工業革命的產物,近年來隨著中國汽車產業的高速發展,私家車的不斷普及,車載導航行業也隨之快速成長。中國的車載導航產業起步于 2002 年,車載導航技術經過十多年的市場培育,GPS全球定位系統的應用也漸趨成熟,并正在滲入到現實生活中的各個行業。而汽車行業近年來已經成為了我國的支柱行業,汽車已成為人們出行的主要工具,日益發揮著重要的作用。將GPS充分的應用到汽車行業中來,不僅是進一步發展汽車行業的需要,更是解決目前交通問題的一大重要措施。

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  GPS全球定位系統(Global Positioning System - GPS)是現代社會發展的一種最新的衛星定位系統,它主要是通過地面GPS接收機進行對地球上空分布的24個衛星信號的接受,從而實現獲得實時、可靠、有效的三維位置和時間等需要的信息。

  GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據,采用空間距離后方交會的方法,確定待測點的位置。如圖所示,假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機,可以測定GPS信號到達接收機的時間△t,再加上接收機所接收到的衛星星歷等其它數據可以確定以下四個方程式)。

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  GPS導航應用中的盲區補償主要就是在GPS模塊系統信號不好的時候為系統提供如下參考信息作為補償:方向、(到達興趣點的)距離、高度。在使用了盲區補償傳感器的GPS導航系統,如果沒有丟失GPS信號,可以使用GPS衛星進行導航,如果丟失了GPS信號,則使用輔助傳感器進行補償,推算出行進的距離及方向。因為需要在目的地之間標記出路線圖,因此在只有GPS模塊系統中,當沒有衛星信號時,就需要輔助傳感器推算標記路線。在享受GPS導航帶來的便利同時,經常會聽到有人抱怨在立交橋和高架路上行駛時,GPS經常會發出錯誤的導航指令。比如在橋上正常行駛的時候,GPS突然叫你右轉,可是橋上根本沒有右轉的出口,這就是因為GPS接收機沒有準確判斷出車輛實際是在橋上還是橋下,從而發出了錯誤的指令。

  現在的GPS接收機計算出來的海拔高度值誤差基本在幾十米左右,有些GPS接收機甚至都沒有顯示海拔高度值。鑒于GPS接收器在戶內戶外測量高度都不夠精確,在智能手機內集成壓力傳感器利用氣壓和海拔高度之間的對應關系計算出GPS接收機的實際海拔高度。壓力傳感器和GPS接收器獲得精確的高度信息。目前市面上的GPS接收機上很少裝有壓力傳感器,其實高精度的壓力傳感器在GPS接收機上也可以有著廣泛的應用。

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  目前市面上的GPS接收機上很少裝有壓力傳感器,其實高精度的壓力傳感器在GPS接收機上也可以有著廣泛的應用。工釆網提供的高分辨率數字壓力傳感器MS5607-02BA03,傳感器具有體積小,精度高,響應快,不受溫度變化影響等優點。一般人們都認為壓力傳感器只能用來測量氣體的壓強大小,其實它還可以利用氣壓和海拔高度的對應關系用來測量當前的海拔高度。該傳感器與以往的MS5534/5540//5561相比壓力的分辨率由0.1mbar(1米)提升到了0.024mbar(20cm),溫度分辨率由0.01°C提高到了0.002°C,轉換時間由之前的35ms提高到了1ms。同時測量范圍由10-1100mbar擴大到了10-1200mbar。精度并沒有提高,仍舊是+/-1.5mbar。功耗由以前的4μA降低到了1μA。不管是MS5534/5540還是MS5561,他們的16位信號均是采用的三線SPI傳輸。而MS5607的24位數據可以選擇SPI或者I2C的方式進行信號傳輸。移動式高度計,氣壓計,氣象監測系統,多功能探險手表,GPS導航器

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  MS5805-02BA同樣可以用于這種情況下,數字壓力和高度傳感器模塊MS5805-02BA是新一代的高分辨率高度計傳感器從瑞士MEAS I2C總線接口。它是優化與海拔高度計和可變電感器精度20mm。傳感器模塊包括一個高靈敏度壓力傳感器和一個超低功耗24位ΔΣADC內部工廠校準系數。它提供了一個精確的24位數字和不同操作壓力和溫度值模式,允許用戶為轉換速度和優化功耗。高分辨率輸出允許溫度高度計/溫度計功能的實現任何額外的傳感器。MS5805-02BA也可以交互幾乎任何單片機。通信協議簡單,不需要編程的內部寄存器設備。這個新的傳感器模塊生成基于領先MEMS技術和最新的受益量瑞士證明了在高容量生產經驗和技術高度計的模塊,已廣泛用于十多年。該傳感器具備非常低磁滯和高穩定的壓力和溫度信號。這款壓力傳感器可以廣泛應用在手持高度計和氣壓計,自行車碼表,探險或多功能手表,氣壓表,數據記錄儀上。


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