个人导航仪中的MEMS压力传感器

分享到:

随着MEMS传感器的设计和制造工艺的进步,MEMS压力传感器被广泛用于医疗、汽车和消费电子等应用领域。例如,压力传感器可用于监测血压,汽车厂商利用气压传感器优化发动机能效,提醒驾驶员轮胎气压不足。

最近几年,随着MEMS压力传感器的性能不断提高,成本和尺寸不断降低,消费电子厂商开始使用压力传感器与惯性传感器和地磁传感器模组实现航位推测和导航功能。

本文论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。本文第一部分概述大气压与海拔高度的关系。第二部门描述如何使用压力传感器计算海拔高度。第三部分介绍如何在一个个人导航仪如智能手机内集成压力传感器。

1. 大气压与海拔高度的关系
在个人导航仪中,MEMS压力传感器充当气压计用于测量海拔高度变化。因此,我们必须了解不同高度的大气压。
 
下面是大气压测量单位:
  • psi – 磅/平方英寸
  • cm/Hg – 水银柱高(厘米)
  • cm/Hg – 水银柱高(英寸)
  • Pa – 帕,国际制压力单位 (SI) ,1Pa = 1 N/m2
  • bar – 巴,气压单位,1 bar = 105Pa
  • mbar – 毫巴,1mbar = 10-3 bar
我们居住在地球大气层的底层,大气压随着海拔高度上升而降低。我们将在59 ℉时的29.92 in/Hg海平面气压规定为标准大气压,这个平均值不受时间影响,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换算关系是:
 
       1 个标准大气压 = 14.7 psi = 76 cm/Hg = 29.92 in/Hg = 1.01325 bar = 1013.25 mbar
 
可以用下面的表达式表示大气压与海拔高度之间关系 [1]:
                                                        
其中:
       P0 是标准大气压,等于1013.25 mbar;
       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根据上面的公式描述了大气压变化与海拔高度的关系。
 
如图1所示,当高度从海平面上升到海拔11,000米高时,大气压从1013.25 mbar降到230 mbar。我们从图中不难看出,当高度低于 1,500米时,大气压几乎呈线性降低,每100米大约降低11.2 mbar,即每10米大约降低1.1 mbar。为了取得更精确的高度测量数据,可以在目标应用中构建一个大气压高度查询表,根据压力传感器的测量结果,确定对应的海拔高度。
 
如果使用全量程为300 mbar到1100 mbar的绝对MEMS压力传感器,测量高度可达海拔9,165米到海平面以下698米。
 
1:       大气压与海拔高度的关系
继续阅读
恩智浦FTF:以更大的热情拥抱全球更大的半导体市场

2018年恩智浦未来科技峰会(FTF)在深圳举行,其全球市场销售资深副总裁兼大中华区总裁郑力上来就坦言相告,“两年过去了,恩智浦还是以恩智浦的身份出现在大众面前,虽然和高通分手了,但是我们会以更大的热情拥抱全球更大的半导体市场。”这个幽默的开场赢得了全场热烈的掌声。

自动驾驶来了,哪些传感器能“火”

2018年,我们即将迎着电子技术的挑战,踏上技术创新之旅。在本文中,我们将展望MEMS和传感器技术在汽车行业中的未来发展动态。

新型MEMS传感器未来会用纸和塑料作为主要材料?

  MEMS是近年来半导体领域中成长最快速的技术之一,那么如何准确预测MEMS的未来?A.M. Fitzgerald and Associates LLC创办人Alissa Fitzgerald分享对于MEMS未来发展的乐观看法,并预测将改变游戏规则的先进技术...

MEMS的市场格局正在悄悄发生改变

    受新的终端市场需求和需要更先进的工程开发、工艺和新材料的不同封装选择的推动,MEMS 行业似乎开始越来越有希望了。因为所有这些因素都会带来更高的售价,所以这一领域已经拖延很久了。

物联网下一个爆点是MEMS?

随着2016年NB-IOT的R3核心标准冻结,迎来了一波物联网的热,这一轮NB-IOT持续了一年多,很快就会进入下一个阶段,在NB-IOT之后,物联网领域哪些技术会有大机会?

精彩活动