سیستم های اندازه گیری – فن آوری ساخت حسگر ارتفاع سنج هواپیما

چکیده

چکیده در این مقاله با روشهای اندازه گیری ارتفاع در سیستمهای هوایی آشنا       می شویم.  سپس با مقایسه آنها با هم به بررسی ارتفاع سنج آنروئیدی می پردازیم. اساس کار این نوع ارتفاع سنج بر پایه کارکرد حسگر می باشد. دقت ارتفاع سنج کاملاً بستگی به عملکرد این حسگر می باشد. دقت ارتفاع سنج کاملاً بستگی به عملکرد در این گزارش به نحوه ساخت قطعات و مونتاژ آن پرداخته شده است. . و در پایان نحوه تست حسگر طبق استاندارد نظامی آورده شده است.

واژه های کلیدی : ارتفاع سنج – آنروئید – حسگر – دیافراگم

تغییرات خواص فیزیکی اتمسفر در اثر تغییر ارتفاع

درجه حرارت، فشار و جرم مخصوص در اتمسفر با ارتفاع تغییر می کند. علاوه بر این خواص اتمسفر در روزها و فصلهای مختلف نیز یکسان نیست. بنابراین برای اینکه بتوانیم خواص عملکردی سیستم های هوایی را بر حسب ویژگیهای اتمسفر بیان کنیم لازم است یک سری شرایط استاندارد بعنوان مرجع تعریف کنیم.

اتمسفر استاندارد

در حال حاضر چندین استاندارد برای اتمسفر تعریف شده است که دو مورد متداول آن عبارتند از :

• استاندارد مرکز تحقیق و توسعه آرنولد 1959
• استاندارد آمریکایی 1962

استانداردهای فوق شرایط تقریبی اتمسفر را در عرض جغرافیایی بین 40 تا 45 درجه شمالی بیان می کند.

تجهیزات مختلف اندازه گیری

در سیستمهای هوایی از انواع مکانیزم ها و روش های اندازه گیری ارتفاع استفاده می شود که عبارتند از :

• ارتفاع سنج لیزری [1]
• ارتفاع سنج رادیویی [2]
• ارتفاع سنج فشاری 3[3]

ارتفاع سنج لیزری :

اساس کار این نوع ارتفاع سنج، تابش اشعه لیزر، اندازه گیری زمان بازتاب آن و در نهایت محاسبه ارتفاع است. این روش از دقت بالایی برخوردار می باشد.

ارتفاع سنج رادیویی :

روش کار این ارتفاع سنج مشابه نوع لیزری است، با این تفاوت که به جای اشعه لیزر، امواج رادیویی بکار می رود.

ارتفاع سنج فشاری :

در این ارتفاع سنج، اساس کار بر پایه اندازه گیری فشار اتمسفر در ارتفاعات مختلف و تبدیل آن به ارتفاع متناظر با آن استوار است.

اندازه گیری فشار اتمسفر

دو روش اصلی برای اندازه گیری فشار اتمسفر وجود دارد که عبارتند از :

• تعادل فشار با وزن ستون سیال، مثل بارومتر جیوه ای (شکل1)
• بزرگنمایی تغییر شکل یک عنصر حسگر الاستیک که ناشی از فشار وارده به آن است که در بارومتر خشک (آنروئید) از این روش استفاده می شود. (شکل 2)

بدلیل محدودیتهایی که در بارومتر جیوه ای وجود دارد، در اجسام پرنده و در کل اجسامی که بطور مداوم تکان می خورند، نمی توان از آن استفاده نمود. به همین منظور از بارومتر آنروئید که یک ابزار اندازه گیری متداول برای کاربردهای مختلف با دقت بالا است، استفاده می شود.

خطای ناشی از تغییرات فشار اتمسفر:

برای رفع خطای ناشی از تغییرات فشار اتمسفریک در ارتفاع سنجها، یک سیستم تنظیم دستی وجود دارد که می تواند عقربه ارتفاع سنج را برای هر فشار متداول در سطح زمین، روی ارتفاع صفر تنظیم نماید که در این صورت در هنگام پرواز، همواره ارتفاع از تغییر دما و تغییرات فشار (خارج شدن از شرایط اتمسفر استاندارد) روی مقادیری که ارتفاع سنج نشان می دهد، تاثیر می گذارد و موجب پیدایش خطاهای مثبت یا منفی نسبت به حالت استاندارد می گردد. سطح زمین نشان داده می شود.

فن آوری ساخت حسگر ارتفاع سنج :

فن آوری ساخت حسگر ارتفاع سنج شامل دو مرحله می باشد :

• ساخت قطعات
• مونتاژ قطعات

[1] – Laser Altimeter
[2] – Radio Altimeter
[3] – pressure Altimeter