使用智能手机压力传感器测量电梯、楼梯和无人机的垂直速度

我们利用智能手机压力传感器测量了电梯、爬楼梯的行人以及无人机（飞行无人驾驶飞行器）的垂直速度。通过智能手机获取的气压通过流体静力学近似与设备的海拔高度相关联。由海拔值可推导出垂直速度。所考虑的近似在大气内层的最初一百米内有效。除了压力外，还使用内置加速度计记录了加速度值。通过进行数值积分，获得了垂直速度和海拔。我们表明，使用压力传感器获得的数据比使用加速度计获得的数据噪声显著更小。在加速度值的数值积分中，误差累积也很明显。在所提出的实验中，压力传感器的表现也优于 GPS，因为该传感器在室内无法接收卫星信号，且通常其工作频率远低于压力传感器。在可能的情况下，与取自建筑建筑图纸的参考值进行比较，验证了使用压力传感器获得的结果。该提案非常适合作为与学生的课外或拓展活动来进行，以深入了解力学、流体和热力学中的基本问题。