Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Luftdruckmessung , flughöhenmessung


von Stephan Eitel (Gast)


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Ich plane in einem Modellflugzeug ein Druckmessgeraet einzubauen ( 
periodische abfrage und Datenspeicherung ueber einen mc ) um nach dem 
Flug das Flughoehenprofil  zu bekommen . Hat jemand mit sowas bereits 
Erfahrung ? Welcher Sensor ist empfehlenswert ? Wichtig scheint mir auch 
die Unempfindlichkeit gegenüber den Vibrationen im Modell .Dank im 
Voraus für jede Antwort . Stephan

von Georg G. (df2au)


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An welcher Stelle willst du den Druck entnehmen? Einfach mit einem 
Sensor irgendwo im Rumpf misst du mit guter Wahrscheinlichkeit tolle 
Sachen, aber nicht die Flughöhe. Du brauchst also einen Sensor mit 
Schlauchanschluss.

Welche Auflösung schwebt dir vor?

: Bearbeitet durch User
von Bernoulli (Gast)


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Georg G. schrieb:
> An welcher Stelle willst du den Druck entnehmen? Einfach mit einem
> Sensor irgendwo im Rumpf misst du mit guter Wahrscheinlichkeit tolle
> Sachen, aber nicht die Flughöhe. Du brauchst also einen Sensor mit
> Schlauchanschluss.
>
> Welche Auflösung schwebt dir vor?


Genau das Gegenteil trifft zu. Siehe auch: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Bernoullische_Energiegleichung

von Stephan Eitel (Gast)


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Ich bin mir unsicher welche Auflösung man erreichen kann . Die sache mit 
dem Schlauchanschluß macht es auch nicht einfacher . Dann wie 
positioniert man das Schlauchende . An der Rumpfoberfläche montiert 
bekommt man ja den gleichen Einfluss durch die Stroemungsgeschwindigkeit 
wie im Rumpfinneren

von il Conte (Gast)


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Georg G. schrieb:
> Einfach mit einem
> Sensor irgendwo im Rumpf misst du mit guter Wahrscheinlichkeit tolle
> Sachen, aber nicht die Flughöhe. Du brauchst also einen Sensor mit
> Schlauchanschluss.

Stimmt absolut nicht!!

Schlauchanschlüsse braucht es nur wenn man einen dynamischen
Druck messen will, wie zum erfassen des Staudrucks.
Der Staudruck wird zur Berechnung der Geschwindigkeit gegenüber Luft
benötigt. (IAS)

Das Bild zeigt einen  Staudrucksensor von einem Verkehrsflugzeug
kombiniert mit einer Fahne zur Erfassung des Anstellwinkels.

von Georg G. (df2au)


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Bernoulli schrieb:
> Genau das Gegenteil trifft zu.

il Conte schrieb:
> Stimmt absolut nicht

Warum macht man dann bei Flugzeugen so einen Aufstand mit der Entnahme 
des statischen Druckes? Sind die Flugzeugbauer alle dumm?

Für den Anfang genügt der Wikipedia Artikel über Pitot-Statik-System. 
Für die Feinheiten empfehle ich ein paar Semester Flugzeugbau.

von Wolfgang (Gast)


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Stephan Eitel schrieb:
> Ich bin mir unsicher welche Auflösung man erreichen kann .

Das kommt auf die geforderte Zeitauflösung an.
Bei 1s Zeitauflösung sind mit einem MS5611 vielleicht 20cm 
Vertikalauflösung sinnvoll drin, ein BMP180 rauscht deutlich mehr.

Im Anhang Daten einer Parallelaufzeichnung über 40s

von Sebastian S. (amateur)


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Allzu viel Aufwand würde ich nicht treiben!

Der Zusammenhang zwischen Luftdruck und Flughöhe ist im wahrsten Sinne 
des Wortes relativ.

Also wundere Dich nicht, wenn morgen, beim Start, die Flughöhe -14 m 
beträgt, und das womöglich auf zwei Stellen hinter dem Komma genau:-)
Oder, was noch ärgerlicher ist, es bei der Landung, schon in einer Höhe 
von 1 Meter, kracht.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Georg G. schrieb:
> Für den Anfang genügt der Wikipedia Artikel über Pitot-Statik-System.
Und den sollte man auch verstehen.

Der Sensor ("Pitot-Rohr") enzhält zwei Luftdrucksensoren:
einen den den statischen Luftdruck ("Höhenmesser") misst
und einen, der den Staudruck in Flugrichtung misst, und über den die 
Geschwindigkeit ermittelt werden kann.
Dummerweise spielt da der statische Druck (und die Temperatur) mit rein, 
weswegen man den statischen Druck vom Gesamtdruck abziehen muss.

Das wird übrigens in dem von die angesprochenen Wikipedia-Artikel 
beschrieben.

> Für die Feinheiten empfehle ich ein paar Semester Flugzeugbau.
Die hast du wohl nicht hinter dir.

Es reicht einen Luftdrucksensor in Flugzeug zu bauen, der nicht von 
angeströmt wird. So arbeiten auch die bei den Segelfliegern verwendeten 
Varios.

von Georg G. (df2au)


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STK500-Besitzer schrieb:
>> Für die Feinheiten empfehle ich ein paar Semester Flugzeugbau.
> Die hast du wohl nicht hinter dir.
>
Richtig, ich bin zwar Dipl-Ing, aber nicht Flugzeugbau. Allerdings hatte 
ich eine Zulassung als Werkstattleiter im Flugzeugbau. Und mein 
Luftfahrerschein ist mangels Aktivität auch abgelaufen. Aber gar so 
schlimm ist der Alzheimer noch nicht.

> Es reicht einen Luftdrucksensor in Flugzeug zu bauen, der nicht von
> angeströmt wird. So arbeiten auch die bei den Segelfliegern verwendeten
> Varios.
Bald fängt die Saison wieder an. Geh zum nächsten Segelflugplatz und 
schau dir die Verschlauchung einer beliebigen Maschine an. Die haben 
alle zwei Ports für den statischen Druck, deren Lage recht genau 
ausgesucht wurde.

von Bernoulli (Gast)


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Georg G. schrieb:

> Für den Anfang genügt der Wikipedia Artikel über Pitot-Statik-System.
> Für die Feinheiten empfehle ich ein paar Semester Flugzeugbau.

Danke, die habe ich schon lange absolviert.

Die Statikports bei Verkehrflugzeugen müssen so angebracht werden, dass 
in keiner Fluglage ein Staudruck gemessen wird. Die richtige Position zu 
finden erfordert einiges an Simulationen und Versuchen im Windkanal.

Jetzt wirst Du sicher argumentieren, dass es um ein Modellflugzeug geht 
und man einfach die Postion des Vorbildes nehmen könnte. Tja, wenn das 
so einfach wäre....

Dazu bitte die Suchmaschine Deines Vertrauens bemühen.

von Georg G. (df2au)


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Stephan Eitel schrieb:
> An der Rumpfoberfläche montiert
> bekommt man ja den gleichen Einfluss durch die Stroemungsgeschwindigkeit
> wie im Rumpfinneren

Genau das ist das Problem. Üblicherweise nimmt man zwei Ports, damit 
Effekte durch Schräganströmung vermieden werden. Die Lage kann man 
rechnen oder (und) im Windkanal testen. Ein einfacher Test reicht für 
dich vermutlich hin: Fliege mit verschiedenen Geschwindigkeiten immer in 
der gleichen Höhe. Wenn sich die gemessene Höhe dabei ändert, musst du 
korrigieren. Ganz grob gilt: Scheinbare Höhe steigt mit der 
Geschwindigkeit -> Port muss weiter nach hinten.

von Georg G. (df2au)


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Bernoulli schrieb:
> die Postion des Vorbildes nehmen könnte. Tja, wenn das
> so einfach wäre....
Mein Reden. Aber wie passt das dann zu dieser Aussage von dir:

Bernoulli schrieb:
> Genau das Gegenteil trifft zu. Siehe auch:
Da sagst du doch "leg das Ding irgendwo in den Rumpf und gut ist".

von Wolfgang (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Also wundere Dich nicht, wenn morgen, beim Start, die Flughöhe -14 m
> beträgt, und das womöglich auf zwei Stellen hinter dem Komma genau:-)
> Oder, was noch ärgerlicher ist, es bei der Landung, schon in einer Höhe
> von 1 Meter, kracht.

Was meinst du, wozu in der kommerziellen Luftfahrt die Q-Gruppe QNH 
erfunden wurde? Die dient genau dazu, soetwas zu vermeiden. Das setzt 
natürlich eine Datenverbindung zwischen Landebahn und Lfz, rechtzeitig 
vor der Landung voraus, sollte aber per Funk heutzutage doch möglich 
sein, oder? ;-)

von Bernoulli (Gast)


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Georg G. schrieb:
> Bernoulli schrieb:
>> die Postion des Vorbildes nehmen könnte. Tja, wenn das
>> so einfach wäre....
> Mein Reden. Aber wie passt das dann zu dieser Aussage von dir:
>
> Bernoulli schrieb:
>> Genau das Gegenteil trifft zu. Siehe auch:
> Da sagst du doch "leg das Ding irgendwo in den Rumpf und gut ist".

Da haben wir uns wohl missverstanden. Ich hatte Deinen ersten Post so 
verstanden, dass der TO den Sensor irgendwo am Modell befestigen soll.

von Wolfgang (Gast)


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p.s.
Für die Höhe über dem Platz ist QFE als Bezugsdruck noch einfacher, weil 
damit die Platzhöhe schon rausgerechnet ist.

von STK500-Besitzer (Gast)


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> Bald fängt die Saison wieder an. Geh zum nächsten Segelflugplatz und
> schau dir die Verschlauchung einer beliebigen Maschine an. Die haben
> alle zwei Ports für den statischen Druck, deren Lage recht genau
> ausgesucht wurde.

Die Anleitung eines Vario-Moduls für Modellflugzeuge:
http://www.hepf.at/?wpfb_dl=140

Darin dürfte der Absatz "Anordnung des MVario-Sensors" interessant sein.
Da steht nichts von Verschlauchung.
Die Verschlauchung benötigt man, wenn man ein TEK-System aufbauen will, 
also ein dynamisches Vario mit Pitot-Rohr, was hier bis jetzt nicht 
gefordert war.

Ich kann ja mal meine Flugmodell-Kollegen fragen, die sich mit Segelflug 
beschäftigen. Auch der Höhenmesser an meinem Multicopter braucht keine 
"Verschlauchung".

von Bernoulli (Gast)


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STK500-Besitzer schrieb:

>
> Darin dürfte der Absatz "Anordnung des MVario-Sensors" interessant sein.
> Da steht nichts von Verschlauchung.
> Die Verschlauchung benötigt man, wenn man ein TEK-System aufbauen will,
> also ein dynamisches Vario mit Pitot-Rohr, was hier bis jetzt nicht
> gefordert war.


"Platzieren Sie den Sensor im Modell
waagerecht (Aufkleber mit dem Schriftzug MVario nach oben) an einem Ort, 
wo auf den
Senzor nur der statische atmosphärische Druck wirken kann."

Das ist der springende Punkt (egal ob im oder am Modell gemessen wird).

von il Conte (Gast)


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Bernoulli schrieb:
> Die Statikports bei Verkehrflugzeugen müssen so angebracht werden, dass
> in keiner Fluglage ein Staudruck gemessen wird. Die richtige Position zu
> finden erfordert einiges an Simulationen und Versuchen im Windkanal.

Sowas  findet man durchaus auch bei kleineren Flugzeugen.
Da geht es darum, den statischen Druck möglichst störungsfrei
zu messen.
Der Grund ist, man will zusätzlich zur Höhe, durch Differenzierung
die Steig/Sink - Rate erfassen.
Dabei möchte man möglichst auf Filter verzichten und braucht eben 
deshalb eine möglichst guten Abgriff.

Jedoch im Fall vom TO der das Ganze im Modell verwenden will,
reicht ein nachgeschaltetes digitales  Filter völlig aus weshalb man
dann auf die 'Verschlauchung' verzichten kann.

von Wolfgang (Gast)


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il Conte schrieb:
> Dabei möchte man möglichst auf Filter verzichten und braucht eben
> deshalb eine möglichst guten Abgriff.

Ein Filter (im engeren Sinne) nützt bei systematischen Fehler durch den 
Einfluss dynamischer Druckeffekte wenig. Allenfalls ein Modell, dass 
zusätzlich zu den gemessenen Druckdaten aus der Airspeed eine Korrektur 
bereitstellen kann, könnte solche strömungsdynamischen Effekte 
korrigieren.

von (prx) A. K. (prx)


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Der Innenraum ist nach aussen offen, jedenfalls im Modellflug, aber wo 
genau liegen diese Öffnungen? Ist die Situation im Inneren 
beispielsweise tendenziell vom Staudruck bestimmt, dann geht das 
natürlich in die Hose.

Man benötigt also eine Stelle, die bei jeder normalen Lage des Flugzeugs 
möglichst wenig von Staudruck und Verwirbelung beeinflusst ist. Durch 
gezielte Platzierung der Messstelle an der Rumpfwand kann man das 
kontrollieren, im Innenraum eher nicht.

Man braucht dazu übrigens kein Flugzeug. Ein Auto tut es auch.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Bernoulli schrieb:

>> Für den Anfang genügt der Wikipedia Artikel über Pitot-Statik-System.
>> Für die Feinheiten empfehle ich ein paar Semester Flugzeugbau.
>
> Danke, die habe ich schon lange absolviert.

Ooh, ich dachte, sie wären schon lange tot.
So kann man sich irren. :-)

von il Conte (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> il Conte schrieb:
>> Dabei möchte man möglichst auf Filter verzichten und braucht eben
>> deshalb eine möglichst guten Abgriff.

Ich schreibe hier von Verzicht auf Filter und du antwortest
darauf mit sowas:

Wolfgang schrieb:
> Ein Filter (im engeren Sinne) nützt bei systematischen Fehler durch den
> Einfluss dynamischer Druckeffekte wenig. Allenfalls ein Modell, dass
> zusätzlich zu den gemessenen Druckdaten aus der Airspeed eine Korrektur
> bereitstellen kann, könnte solche strömungsdynamischen Effekte
> korrigieren.

Das mag bei manchen Laien  einen guten 'Eindruck' hinterlassen,
für mich klingt das Ganze etwas verwirrend.

von DNS (Gast)


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"Es reicht einen Luftdrucksensor in Flugzeug zu bauen, der nicht von
angeströmt wird. So arbeiten auch die bei den Segelfliegern verwendeten
Varios."

Blödsinn, Segelflieger nutzen TE-Düsen an den Variometern. Wenn man 
keine Ahnung hat...

von DNS (Gast)


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"Die Verschlauchung benötigt man, wenn man ein TEK-System aufbauen will,
also ein dynamisches Vario mit Pitot-Rohr, was hier bis jetzt nicht
gefordert war."

Und an das Pitot-Rohr kommt das Vario erst recht nicht! Das wäre ja noch 
schlimmer! Aua!

Beitrag #4932240 wurde vom Autor gelöscht.
von Wolfgang (Gast)


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il Conte schrieb:
> Ich schreibe hier von Verzicht auf Filter und du antwortest
> darauf mit sowas:

Was ich damit sagen wollt: Aus einem schlechten Abgriff läßt sich auch 
mit einem Filter kaum ein vernünftiger Wert für den statischen Luftdruck 
gewinnen. Das würde nur eine Krücke.

von Stephan Eitel (Gast)


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Danke . Aus den Diskussionsbeiträgen kann man sehr genau die problematik 
des messprinzips entnehmen . Fuer die durch bernulli verursachten fehler 
ist die Geschwindigkeit der vorbeistroemenden Luft verantwortlich . Da 
es sich bei dem Modell um einen Motorsegler handelt wird der Fehler 
geringer sein als bei einem schnell fliegenden Modell . Die Belüftung 
des Innenraums ( und damit die Veränderung des Innenraumdrucks
 gegenueber dem Außendruck ) geschieht hauptsächlich durch die 
Undichtigkeiten der Haube . Jetzt hoffe ich mal , daß der effekt auf die 
messgenauigkeit nicht zu gravierend ist .
Fuer schneller fliegende Modelle ergäbe sich vielleicht auch die 
Möglichkeit sowohl den Staudruck an der Spitze des Modells als auch den 
Druck im Inneren zu messen ( so wie ich das machen werde ) . Beide Werte 
aufzeichen und erst später bei der Auswertung ein geeignetes modell 
bestimmen um aus den beiden messwerten h und v zu bestimmen . Da man die 
Flugbewegungen des Modells zum Zeitpunkt der Messdatenaufnahme kennt 
koennte das recht ordentlich gelingen.
Für die bisherigen Beiträge allen Diskussionsteilnehmern meinen 
herzlichen dank . stephan

von Attila C. (attila)


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Moin!

Ich spiele greade mit einem MPL3115A2 rum. Ich hatte vorher ein MPL 
115A1 in meinem Model damit ging es ganz gut. Inklusive autonomes Halten 
der Höhe. Von dem neuen Teil verspreche ich mir das mein Atmega8 sich 
nicht mehr den Wolf rechnen muss im die Höhe und Vertikalgeschwindigkeit 
zu ermitteln da das MPL3116A2 das ganz von alleine ausspuckt.

Gruß

von GHD (Gast)


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DNS schrieb:
> Blödsinn, Segelflieger nutzen TE-Düsen an den Variometern. Wenn man
> keine Ahnung hat...

Bei Segelflugzeugen:

Statischer Druckport (Pstat) -> Höhenmessung, Variometer (nicht 
totalenergiekompensiert). Verschlauchung notwendig da meist mehrere 
Instrumente den gleichen Druck benötigen. Wir meist an mehreren Stelle 
abgegriffen da es nicht leicht ist eine nicht angeströmte Stelle zu 
finden (z.B. Schiebeflug o.Ä.)

Pilotrohr (meist Prandtlsonde) (Ptot) -> Messung der Geschwindigkeit 
(True Air Speed TAS). Hat auch einen statischen Druckzugang. Der TAS 
wird meistens direkt mittels eines Differenzdrucksensors erfasst. Der 
TAS wird dann in den IAS umgerechnet.

TEK-Düse: Für die Totalenergiekompensation ist eine gesonderte TEK-Düse 
(meistens hinten irgendwo am Leitwerk) notwendig.

Die Genauigkeit insbesondere der TEK-Variometer scheint eine echte 
Wissenschaft für sich zu sein. Auch wie und wo genau die Schläuche 
gebogen werden und wo die Zusammenführungen und Ausgleichsgefäße 
platziert sind grenzt scheinbar an Magie. Das ganze ist auch relativ 
schwer zu überprüfen.

DNS schrieb:
> Blödsinn, Segelflieger nutzen TE-Düsen an den Variometern. Wenn man
> keine Ahnung hat...

Bei weitem nicht alle fliegen mit TEK. Das geht meiner Meinung nach nur 
mit elektronischen Variometern. Das Standard-Vario hat ja "nur" eine 
Druckdose drin. Damit ist kein TEK möglich.

DNS schrieb:
> Und an das Pitot-Rohr kommt das Vario erst recht nicht! Das wäre ja noch
> schlimmer! Aua!

Bei allen Aufbauten die ich gesehen habe ist der Statikport des 
Pilotrohrs über ein Ausgleichsgefäß mit dem Statiksystem verbunden.

von Reiner D. (dollreiner)


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unabhängig von der einbauproblematik : MS5803-01BA ist ein sehr schöner 
sensor. 24 bit ausgang am i2c, kalibrierparameter auf dem modul 
gespeichert.

Beitrag #4932324 wurde vom Autor gelöscht.
von (prx) A. K. (prx)


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GHD schrieb:
> Pilotrohr (meist Prandtlsonde) (Ptot) -> Messung der Geschwindigkeit
> (True Air Speed TAS). Hat auch einen statischen Druckzugang. Der TAS
> wird meistens direkt mittels eines Differenzdrucksensors erfasst. Der
> TAS wird dann in den IAS umgerechnet.

Ist das nicht genau andersrum? Allgemein betrachtet misst das Pitotrohr 
die IAS, weil abhängig von der Luftdichte, nicht die TAS. Zur TAS kann 
es dann je nach Betriebsbereich ein wenig komplizierter werden. Das ist 
so herum auch ganz gut so, für die Aerodynamik ist die IAS wichtiger.

: Bearbeitet durch User
von il Conte (Gast)


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GHD schrieb:
> Der TAS
> wird meistens direkt mittels eines Differenzdrucksensors erfasst. Der
> TAS wird dann in den IAS umgerechnet.

Gerade umgekehrt:

Gemessen wird die IAS( indicated Air Speed = angezeigte 
Luftgeschwindigkeit)
Daraus wird in Abhängigkeit von der Flughöhe die TAS berechnet
(True Air Speed = die wahre Luftgeschwindigkeit)

Anders rum:
Um  in 10.000 M Höhe eine  Geschwindigkeit (IAS) von z.B. 200Km
angezeigt zu bekommen muss man sehr viel schneller fliegen (TAS) als in 
einer
Höhe von 1000m und zwar weil die Luft oben sehr viel dünner ist.
Das ist genau der Grund warum JETs möglichst hoch fliegen
um Treibstoff zu sparen.

von (prx) A. K. (prx)


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il Conte schrieb:
> Das ist genau der Grund warum JETs möglichst hoch fliegen
> um Treibstoff zu sparen.

Und weshalb in grosser Höhe Mindest- und Höchstgeschwindigkeit dicht 
beieinander liegen (netterweise "coffin corner" genannt). Was ebendort 
den manuellen Flug mit unverlässlicher Geschwindigkeitsanzeige nicht 
gerade erleichtert (war ein Thema bei AF447).

von il Conte (Gast)


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A. K. schrieb:
> Und weshalb in grosser Höhe Mindest- und Höchstgeschwindigkeit dicht
> beieinander liegen

und deshalb aufpassen muss,
dass die Flügel nicht das grosse 'Flattern' bekommen ;-)

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