Strona główna
Dokumentacja wariometru SkyAssistant
Bloki funkcjonalne
Wyskościomierz
Zasada działania pomiaru wysokości
Układ służący do pomiaru wysokości można przedstawić następująco:
Zasada działania jest następująca:
W celu zwiększenia rozdzieczość pomiaru zawężono zakres pracy czujnika ciśnienia do wartości osiągalnych przez modele szybowców. Zrobiono to przez odejmowanie w sposób analogowy stałej wartości wynoszacej 2,1739V od bieżącej wartości napięcia otrzymywanego z czujnika.
Sygnał czujnika ciśnienia zawiera się w granicach od 4,7 V dla wysokiego ciśnienia mierzonego na ziemi, do 0,2V dla ciśnienia na wysokości rzędu 7700m. Odejmując sygnał z czujnika od wzorca uzyskuje się zwiększenie rozdzielczości pomiaru w porównaniu do metody gdzie sygnał z czujnika trafia przez dzielnik na ADC. Dzięki temu mechanizmowi bez zmniejszania rozdzielczości pomiaru można w pełni wykorzystać zakres pomiarowy przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC). Jednakże uzyskuje się to kosztem zmniejszenia zakresu pomiarowego z 4,5V do 2,5V co odpowiada pomiarowi zakresu ok. 4200m.
Tak obrobiony sygnał analogowy podawany jest na ADC gdzie jest zamieniany na 12-bitowa liczbę. W celu zwiększenia dokładności pomiaru zastosowano oversampling, czyli wielokrotne próbkowanie i sumowanie a następnie uśrednianie wyników. Sumowanie i uśrednianie jest tak dobrane, aby uzyskać sygnał o wartości 10-krotnie większej niż sygnał wejściowy. Mechanizm ten jest wykorzystywany do zwiększenia rozdzielczości odczytu. Część pomiarowa urządzenia wykonując obliczenia na liczbach całkowitych podaje wynik 10 krotnie większy, a część prezentacyjna przesuwa przecinek o jedno miejsce w lewo, uzyskując liczbę mającą jedną cyfrę po przecinku.
Następnym krokiem jest obliczenie wartości bieżącego ciśnienia. Następnie od niego odejmowana jest wartość zmiennej konfiguracyjnej EA_PRESS_ZERO, zawierającej wartość ciśnienia zmierzoną w czasie zerowania. Wynik odejmowania to różnica między ciśnieniem bieżącym a startowym.
Różnica ciśnień podawana jest do procedury liczenia wysokości, która jest uproszczona do 13 równań liniowych h=A*p+B o podanych współczynnikach A i B. Tak uzyskany wynik należy podzielić przez 10 aby uzyskać bezpośrednią wartość pomiaru wysokości.
W tej chwili w urządzeniu nie jest wykonywana kompensacja on-line wskazań wysokości w funkcji temperatury. Zestaw współczynników A i B jest dobierany dla zadanej temperatury przez co można dobrać odpowiedni zestaw dla oczekiwanej temperatury. Natomiast mając zarejestrowane ciśnienie i temperaturę powinno być wkrótce można obliczenie off-line rzeczywistej wysokości i prezentacja jej na wykresie.