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。
图 1: 大气压与海拔高度的关系
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