无人机动力测试台如何快速外接第三方传感器

前言

动力测试台对于测试动力系统的拉力、扭矩、RPM 和效率至关重要。将传感器集成到您的测试中增加了另一层优化，可以将您的性能提升到一个新的水平。

在无人驾驶行业中，有充分的证据表明，从外部传感器收集数据可能具有挑战性。为了解决这些问题，我们开发了一项名为 “Input Transformations” 的新软件功能。此功能允许您将外部模拟传感器连接到我们所有的 Flight Stand 产品，因此您可以将传感器数据与动力读数无缝集成。

在本文中，我们将演示如何将模拟传感器连接到您的测试台，提供突出额外传感器优势的使用案例，并介绍您在测试过程中可能面临的一些挑战。

关键字：无人机动力测试台、燃油发动机测试台

目录

1. 如何将外部传感器连接到您的测试台
2. 使用哪些外部传感器来测试您的动力系统
3. 使用外部传感器进行测试的挑战

1. 如何将外部传感器连接到您的测试台

在本节中，我们将介绍如何将外部传感器连接到您的测试台。我们将演示如何使用声音传感器来展示如何使用螺旋桨噪声测量来优化以获得更安静的飞行体验。

如果您更喜欢视频演示，请观看我们如何将传感器连接到我们的Flight Stand 15 测试台。

具体来说，我们将通过将SEN0232声级计连接到我们的 Flight Stand 15 Pro 测试台来测量动力系统（Xoar 26 英寸螺旋桨 + AXI 8110 电机）产生的分贝水平。该探头在 5V 电压输入下工作，可测量 30 dBA 至 130 dBA 的声级。

您可以测试各种传感器位置和电机/螺旋桨组合，以确定哪种配置可以最大限度地减少噪声。

连接传感器的步骤：

在 Flight Stand 软件中：

1) 验证 Flight Stand 硬件是否通过 USB 连接

2) 导航到 Input Transformations 选项卡

3) 单击“Add new transformation”（添加新转换）

4) 在“Name（名称）”下，您可以键入传感器的别名（例如，“Sound Sensor”（声音传感器））

5) 选择您的单位类型或选择“自定义单位”并输入“dB”作为分贝

6) 将电压通用模拟输入分配给变量 “a”

7) 在 “Formula” 字段中，键入传感器数据表中提供的转换公式，在本例中为：a * 50： 分贝值 （dBA） = 输出电压 （V） × 50

8) 根据数据表规格输入系统限值，以便在声级超过定义范围时触发自动电机切断

9) 点击“保存”

10) 导航到 Powertrain Mappings 选项卡

11) 单击“Extra mappings（额外映射）”，然后选择“Transformations - Sound Sensor（变换 - Sound Sensor）”。现在可以在左侧面板和实时绘图中看到来自传感器的实时数据。

12) 像进行常规测试一样继续。当您下载 CSV 文件时，声音传感器数据将与其余结果一起导出。

经过分析，下面的图形结果表明，在 1500μs 的最大油门和 1099.45 RPM 的情况下，该动力系统会产生 76.18 dB 的噪声。然后，我们将决定这是否是可接受的噪音水平，如果不是，我们可以继续测试其他动力总成组合以实现更低的噪音水平。

 这个将模拟传感器连接到测试台的示例突出了外部传感器在显著增强动力系统开发方面的潜力。

2. 为什么使用外部传感器来测试动力系统

传感器数据是做出与 UAV 开发相关的明智决策的关键。传感器提供的额外数据可以导致创建更高效、更可靠、更安全的无人机。

以下是在测试设置中添加外部传感器的几个原因：

收集其他性能数据

效率是评估无人机性能的最重要指标之一。以下是一些可以帮助您实现更高效率的现成传感器：

• 气缸压力传感器：监测气缸压力变化使您能够微调燃料-空气混合物，从而提高使用内燃机的动力系统的性能。

• 热传感器：跟踪关键部件的温度以防止过热，降低与热相关的环境危害的风险，并确保动力系统不会对其周围环境产生不利影响。请注意，Tyto Robotics 温度传感器直接插入力测量单元。

提高可靠性

使用外部传感器根据环境因素测试性能有助于预测无人机在实际条件下运行时的差异。此类传感器的示例包括：

• 湿度传感器：使用各种湿度水平进行测试可以帮助您确定如何在各种环境条件下保持一致的拉力输出。

• 风速传感器：测量动力系统周围的气流可以帮助您识别层流和扰动流的区域，从而进行调整设计以减少阻力并提高机动性。

测量噪声

您还可以使用外部传感器来降低操作风险，尤其是在农业、军事和物流等专业无人机飞行应用中。例如：

• 声音传感器：监测噪声水平以检测过度噪声污染和潜在的机械问题，帮助确保动力系统在环境可接受的噪声范围内运行。

3. 使用外部传感器进行测试的挑战

使用外部传感器测试动力系统存在一些挑战，必须解决这些挑战，以确保准确可靠的数据收集。

• 干扰和噪声：动力系统会产生电磁干扰 (EMI) 和机械振动，这会影响外部传感器的精度。必须考虑使用稳定技术来最大限度地减少这些影响并确保可靠的传感器读数。
• 数据集成：集成来自多个传感器的数据可能很复杂。确保正确解释数据收集需要先进的软件算法和数据处理能力。
• 耐用性：动力测试中使用的外部传感器必须承受恶劣的工作条件，包括高温、振动和潜在冲击。

我们的 Flight Stands 如何解决这些问题：

• 全固态形变测量系统：最大限度减少动力系统振动对数据测量的影响。
• 无缝数据集成：Flight Stand 软件以高达 1,000 Hz 的采样率精确同步数据测量，从而实现无缝数据集成。
• 自定义公式：该软件支持自定义公式以匹配任何正在测试的算法，因此您可以使用满足您操作要求的任何传感器。