Strona główna
Dokumentacja wariometru SkyAssistant
Bloki funkcjonalne
Wysokościomierz
Urządzenie jest wyposażone w wysokościomierz działający na zasadzie pomiaru spadku ciśnienia powietrza w funkcji wysokości. Wzór opisujący zależność między ciśnieniem a wysokością można przestawić następująco:
gdzie:
p0 - ciśnienie mierzone w czasie lotu [Pa]]
p1 - ciśnienie zmierzone w czasie zerowania wysokości
R - stała gazowa wynosząca 287,052 [J/(K*kg)]
g - przyspieszenie ziemskie wynoszące 9,81[N/m2]
0,0065 [K/m] - współczynnik spadku temperatury w funkcji wysokości
_pl.gif)
Wykres zależności wysokości [m] od różnicy ciśnień (p0-p1) [kPa] oraz zestaw prostych aproksymujących
Ponieważ taka zależność jest zbyt skomplikowana aby liczyć ją na 8 bitowym CPU, zastosowano metodę aproksymacji krzywej wieloma prostymi. Ze względu na uproszczenie obliczeń, proste są dobierane dla stałych przedziałów ciśnienia. Wielkość przedziału dobrano tak aby dla niewielkich wysokości błąd dopasowania nie przekraczał 1m. Na wskutek nieliniowości funkcji h(p) błąd ten zwiększa się, przekraczając 2m dla wysokości 4000m.
Rozkład błędu w funkcji ciśnienia przedstawiono na poniższym wykresie:
Wykres błędu metody obliczeniowej wyrażonego w metrach w funkcji różnicy ciśnień (p0-p1) [kPa]
Możliwy jest pomiar wysokości ujemnych. Pułap pomiaru wysokości wynosi +-3000m.
Fizycznie wysokość mierzona jest z rozdzielczością 1m, jednakże metodami statystycznymi zwiększono rozdzielczość odczytu do 0,1m.
Dokładność pomiaru wysokości zależy od wielu czynników. Największym ograniczeniem jest dokładność samego czujnika wynosząca 1,5%.
Wysokość mierzona jest względem punktu, w którym wykonano zerowanie wysokościomierza. Zerowanie wykonywane jest automatycznie po włączeniu zasilania urządzenia.
Wskazania czujnika ciśnienia zmieniają się w pewnym zakresie przez ok. pierwsze 20 minut po włączeniu urządzenia, powodując dryft wskazań wysokości. Aby temu zapobiec zastosowano algorytm kasowania dryftu. Wysokościomierz wykrywa sytuację gdy SkyAssistant leży spokojnie na ziemi i wtedy wylicza błąd wskazań wysokości wprowadzając odchyłkę do wartości cisnienia P0 zmierzonego przy włączeniu urządzenia.