Rev 3484 Rev 3486
Line 10... Line 10...
10 \oddsidemargin 0cm 10 \oddsidemargin 0cm
11 \usepackage{footnote} 11 \usepackage{footnote}
12 \pagestyle{empty} 12 \pagestyle{empty}
13 \begin{document} 13 \begin{document}
14 \title{Testování modulu ALTIMET01A} 14 \title{Testování modulu ALTIMET01A}
15 \author{Jakub Kákona, Eva Pomíchalová; kaklik@mlab.cz, evapomichal@gmail.com} 15 \author{Jakub Kákona, Eva Pomíchalová;\\ kaklik@mlab.cz, evapomichal@gmail.com}
16 \maketitle 16 \maketitle
17   17  
18 \thispagestyle{empty} 18 \thispagestyle{empty}
19 \begin{abstract} 19 \begin{abstract}
-   20 \noindent
20 Při realizaci projektu ABL01A bylo zjištěno, že snímání tlaku z čidla MPL3115A2 funguje navzdory specifikaci výrobce minimálně do výšky 16 km což je cca 10 kPa. Na druhou stranu interní tlakový atmosférický model je použitelný pouze do výšky cca 10 km ve větších výškách vykazuje značné nepřesnosti. Cílem tohoto dokumentu je popsat přesnější měření a kalibrace čidla v případě použití v barometrickém výškoměru pro balonovou sondu ABL01A 21 Při realizaci projektu ABL01A bylo zjištěno, že snímání tlaku z čidla MPL3115A2 funguje navzdory specifikaci výrobce minimálně do výšky 16 km což je cca 10 kPa. Na druhou stranu interní tlakový atmosférický model je použitelný pouze do výšky cca 10 km ve větších výškách vykazuje značné nepřesnosti. Cílem tohoto dokumentu je popsat přesnější měření a kalibrace čidla v případě použití v barometrickém výškoměru pro balonovou sondu ABL01A
21 \end{abstract} 22 \end{abstract}
22   23  
23 \begin{figure} [htbp] 24 \begin{figure} [htbp]
24 \begin{center} 25 \begin{center}
Line 34... Line 35...
34 \tableofcontents 35 \tableofcontents
35 \newpage 36 \newpage
36   37  
37 \section{Popis konstrukce} 38 \section{Popis konstrukce}
38   39  
39 Realizace testovacího systému pro čidlo MPL3115A2 využívá modulu I2CHUB02A, který umožňuje testování více čidel najednou. Čidla jsou tak společně umístěna ve vakuovém zvonu s řízeným tlakem a naměřené tlaky jsou společně s teplotami vyčítány I$^2$C sběrnici. Sběrnice I$^2$C byla z řídícího počítače vyvedena přes převodník i2c-avr-USB \cite{i2c-avr-USB}. 40 Realizace testovacího systému pro čidlo MPL3115A2 využívá modulu I2CHUB02A, který umožňuje testování více čidel najednou. Čidla jsou tak společně umístěna ve vakuovém zvonu s řízeným tlakem a naměřené tlaky jsou společně s teplotami vyčítány I$^2$C sběrnici. Sběrnice I$^2$C byla z řídícího počítače vyvedena přes převodník i2c-avr-USB \cite{i2c_avr_USB}.
40 Paralelně k hodnotám získaných z modulů ALTIMET je z řídícího počítače ještě vyčítán tlak měřený z referenčního měřícího přístroje DPI 145. 41 Paralelně k hodnotám získaných z modulů ALTIMET je z řídícího počítače ještě vyčítán tlak měřený z referenčního měřícího přístroje DPI 145.
41   42  
42 Měřící přístroj DPI 145 byl do systému zapojen přes rozhraní RS232 za použití převodníku RS232-USB. Nastavení komunikace je Parity=none, Speed=9600, Handshaking=none. (Způsob nastavení je možné nalézt v návodu k DPI145). 43 Měřící přístroj DPI 145 byl do systému zapojen přes rozhraní RS232 za použití převodníku RS232-USB. Nastavení komunikace je Parity=none, Speed=9600, Handshaking=none. (Způsob nastavení je možné nalézt v návodu k DPI145).
43   44  
44 \section{Programové vybavení} 45 \section{Programové vybavení}
Line 124... Line 125...
124   125  
125 \subsection{Výsledky} 126 \subsection{Výsledky}
126   127  
127 Byly provedeny 3 měření z nichž použitelné byly 2 sady dat. V první sadě bylo použito pouze 5 senzorů, 1 byl nefunkční. V druhé sadě bylo stoupání ukončeno ve výšce přibližně 16 km z časových důvodů. Nicméně získaná data jsou pro účely práce dostačující. 128 Byly provedeny 3 měření z nichž použitelné byly 2 sady dat. V první sadě bylo použito pouze 5 senzorů, 1 byl nefunkční. V druhé sadě bylo stoupání ukončeno ve výšce přibližně 16 km z časových důvodů. Nicméně získaná data jsou pro účely práce dostačující.
128   129  
129 Na obrázku \ref{KorekceTlaku} je porovnání údajů ze senzorů oproti údajům z DPI 145. Naměřené hodnoty byly proloženy polynomem prvního stupně. Hodnoty koeficientů pro jednotlivé senzory jsou následující. 130 Na obrázku \ref{KorekceTlaku} je porovnání údajů ze senzorů oproti údajům z DPI 145. Naměřené hodnoty byly proloženy přímkou. Hodnoty koeficientů pro jednotlivé senzory jsou následující.
130   131  
131 \newpage 132 \newpage
132   133  
133 \begin{verbatim} 134 \begin{verbatim}
134 Final set of parameters Asymptotic Standard Error 135 Final set of parameters Asymptotic Standard Error
Line 167... Line 168...
167 \end{figure} 168 \end{figure}
168   169  
169 \begin{figure} [htbp] 170 \begin{figure} [htbp]
170 \centering 171 \centering
171 \includegraphics [width=130mm, origin=c] {./img/KorekceTlakuZoom.png} 172 \includegraphics [width=130mm, origin=c] {./img/KorekceTlakuZoom.png}
172 \caption{Proklad polynomem - nízké hodnoty tlaku.} 173 \caption{Hodnoty proložené přímkou - detail pro nízké hodnoty tlaku.}
173 \label{KorekceTlakuZoom} 174 \label{KorekceTlakuZoom}
174 \end{figure} 175 \end{figure}
175   176  
176 \begin{figure} [htbp] 177 \begin{figure} [htbp]
177 \centering 178 \centering
Line 214... Line 215...
214 Například pro naměřenou hodnotu tlaku 0.30259 kPa vyjde nejistota 0.30669 kPa. Tato chyba je oproti chybě senzorů udávané výrobcem velmi vysoká. Proto není možné senzory pomocí přístroje DPI145 kalibrovat. Přesnost DPI145 by bylo vhodné vylepšit vhodnějším nastavením rozsahu, to by ovšem zmenšilo chybu pouze 2.6x což stále není přesnější než senzory. 215 Například pro naměřenou hodnotu tlaku 0.30259 kPa vyjde nejistota 0.30669 kPa. Tato chyba je oproti chybě senzorů udávané výrobcem velmi vysoká. Proto není možné senzory pomocí přístroje DPI145 kalibrovat. Přesnost DPI145 by bylo vhodné vylepšit vhodnějším nastavením rozsahu, to by ovšem zmenšilo chybu pouze 2.6x což stále není přesnější než senzory.
215   216  
216 \subsection{Závěr} 217 \subsection{Závěr}
217   218  
218 \begin{itemize} 219 \begin{itemize}
219 \item Při měření byla udělána chyba v nastavení rozsahu přístroje DPI145. Z hlediska nejistoty by bylo vhodnější nastavit menší rozsah. 220 \item Nebyl nastaven optimálně měřící rozsah přístroje DPI145. Z hlediska nejistoty by bylo vhodnější nastavit menší rozsah.
220 \item Použité přístroje nevykázaly žádné potíže ani ve výškách vyšších než 11 km. Pouze vakuování zvonu ve vyšších výškách trvalo delší dobu. 221 \item Použité přístroje nevykázaly žádné potíže ani ve výškách vyšších než 11 km. Pouze vakuování zvonu ve vyšších výškách trvalo delší dobu.
221 \item Senzory měří i mimo výrobcem udávaný rozsah (ve větších výškách) a to minimálně se stejnou přesností jako přístroj DPI145. 222 \item Senzory měří i mimo výrobcem udávaný rozsah (ve větších výškách) a to minimálně se stejnou přesností jako přístroj DPI145.
222 \item Senzory jsou v rozsahu udávaném výrobcem dle jejich výrobce přesnější než přístroj DPI145. 223 \item Senzory jsou v rozsahu udávaném výrobcem dle jejich katalogového listu přesnější než přístroj DPI145.
223 \item Senzory není možné kalibrovat pomocí přístroje DPI145. 224 \item Senzory není možné kalibrovat pomocí přístroje DPI145.
224 \item Naměřené hodnoty přibližně odpovídají hodnotám MSA, barometrická rovnice byla použita správně. Do cca 18 km nejsou vykázány žádné výrazné změny oproti MSA, ačkoli obecně barometrická rovnice platí pouze do 11 km. Pro účely tohoto měření a zobrazení postačí. 225 \item Naměřené hodnoty přibližně odpovídají hodnotám MSA. Do cca 18 km nejsou vykázány žádné výrazné změny oproti MSA, ačkoli obecně barometrická rovnice platí pouze do 11 km. Pro účely tohoto měření a zobrazení postačí.
225 \end{itemize} 226 \end{itemize}
226   227  
227   228  
228   229  
229 \begin{thebibliography}{99} 230 \begin{thebibliography}{99}