Source: Shreyas Narsipur, Génie mécanique et aérospatial, North Carolina State University, Raleigh, Caroline du Nord

La pression des fluides est une caractéristique importante du débit qui est nécessaire pour déterminer l'aérodynamique d'un système. L'un des systèmes de mesure de pression les plus anciens et encore existants est le manomètre en raison de sa précision et de sa simplicité de fonctionnement. Le manomètre est généralement un tube en verre en forme de U qui est partiellement rempli de liquide, comme le montre la figure 1. Le manomètre u-tube ne nécessite aucun étalonnage parce qu'il n'a pas de pièces mobiles, et ses mesures sont des fonctions de gravité et la densitéduliquide. Par conséquent, le manomètre est un système de mesure simple et précis.

Figure 1. Schéma d'un manomètre en U-tube.

Les mesures de pression en temps réel sont obtenues dans les aéronefs en reliant les ports de stagnation et de pression statique d'une sonde pitot-statique, un dispositif couramment utilisé pour mesurer la pression du débit de fluide, aux ports d'un dispositif de mesure de la pression. Cela permet aux pilotes d'obtenir les conditions de vol existantes et de les avertir si des changements aux conditions de vol se produisent. Bien que les manomètres fournissent des lectures de pression très précises, ils sont intrinsèquement volumineux. Une solution plus réaliste est nécessaire pour mesurer la pression de l'avion, car l'un des principaux objectifs de conception est de maintenir le poids global de l'avion aussi bas que possible. Aujourd'hui, les transducteurs de pression électromécanique, qui convertissent la pression appliquée en signal électrique, sont largement utilisés pour les applications de détection de pression sur les aéronefs parce qu'ils sont petits, légers, et peuvent être placés presque n'importe où dans la cellule. Les caractéristiques ci-dessus aident non seulement à réduire le poids, mais aussi à réduire la quantité de tubes nécessaires pour connecter la sonde pitot-statique au transducteur, diminuant ainsi le temps de réponse des données. De plus, lors des essais en vol d'aéronefs expérimentaux, les transducteurs de pression miniatures sont utiles, car ils permettent aux chercheurs de maximiser la collecte de données sur la pression sans augmenter considérablement le poids de l'avion. Bien qu'il existe différents types de transducteurs de pression avec des techniques de mesure variées, l'un des types de transducteur les plus courants est le transducteur de pression capacitif. Comme les transducteurs ne sont capables d'envoyer que des signaux en termes de tension et de courant, l'étalonnage du transducteur est nécessaire pour relier la force d'un signal particulier à la pression qui provoque le transducteur à générer le signal. L'ajustement final de courbe qui relie le courant ou la tension de transducteur à une mesure physique, dans notre cas la pression, est généralement appelé la courbe d'étalonnage de transducteur.

Dans cette expérience, une sonde pitot-statique est placée dans une soufflerie subsonique avec la stagnation et les ports de pression statiques reliés aux ports totaux et statiques du manomètre U-tube et du transducteur de pression. La soufflerie est ensuite gérée à différents réglages de pression dynamique, et la lecture de pression correspondante du manomètre u-tube, et les lectures actuelles produites par le transducteur sont enregistrées. Ces données sont ensuite utilisées pour générer des courbes d'étalonnage pour le transducteur de pression.

1. Calibration de transducteur de pression

Dans cette démonstration, une soufflerie subsonique avec une section d'essai de 2,6 pi x 3,7 pi et un réglage de pression dynamique maximale de 25 psf a été utilisée. Un transducteur de pression précalibré a été utilisé pour régler la pression dynamique dans la section d'essai de la soufflerie, et un manomètre à tube U différentiel avec de l'eau et de l'échelle colorées a été utilisé pour mesurer la hauteur des fluides (figure 3