隨著我們在各種應(yīng)用中收集、分析和實施信息的方式不斷改進，技術(shù)也在不斷發(fā)展。例如，垂直起降飛機（-VTOL）可以垂直起飛、懸停和著陸。設(shè)計新型 VTOL 飛機（例如足以載客的全電動 eVTOL）需要在各種環(huán)境中收集大量數(shù)據(jù)并進行精確測量。傳感器對于捕捉這些關(guān)鍵測量數(shù)據(jù)至關(guān)重要，而對于一家正在制造可拯救生命的 eVTOL 的公司來說，MicroStrain 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)幫助其實現(xiàn)了這一目標。
Beta Technologies 公司創(chuàng)建的 eVTOL 原型設(shè)計用于運送人體器官，以進行關(guān)鍵的移植手術(shù)。Beta Technologies 是一家位于佛蒙特州伯靈頓的創(chuàng)新型初創(chuàng)企業(yè)，是開發(fā) eVTOL 技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)之一。
為了建立一個成功的原型，Beta 一直在尋找一種能夠監(jiān)測多種條件的傳感器系統(tǒng)：溫度、振動和應(yīng)變。這對于組件臺架測試和飛行分析非常必要。此外，還需要一個慣性測量單元來精確監(jiān)控俯仰、滾動、角速率、位置和速度測量。Parker LORD MicroStrain? 傳感器在直升機、固定翼飛機和無人機的飛行測試中有著良好的記錄，因此非常適合 Beta 的認證。
貝塔公司的原型設(shè)計預計一次充電可使重達 4000 磅的飛機飛行 150 英里。它的設(shè)計理念是可駕駛、盡可能輕、可儲存和轉(zhuǎn)換能量。它的翼展為 35 英尺，配備 8 個 75 千瓦的發(fā)動機，用于起飛和著陸。為了實現(xiàn)飛行，在升空和垂直起飛時，發(fā)動機帶動四個反向旋轉(zhuǎn)的螺旋槳旋轉(zhuǎn)。達到適當高度后，螺旋槳傾斜，飛機轉(zhuǎn)入常規(guī)飛行模式。所有這些都由兩個 124 千瓦時的鋰離子電池組提供動力。在美國聯(lián)邦航空局批準的 180 多次試飛中，原型機的最高速度達到 72 節(jié)，最大飛行高度為 100 英尺。
為了應(yīng)對原型機數(shù)據(jù)監(jiān)控方面的挑戰(zhàn)，MicroStrain 傳感器被應(yīng)用于整個原型機。采用的主要傳感器包括 G-Link-200 是一種堅固耐用的 IP-67 無線加速度計；V-Link-200 是一種 8 通道模擬輸入節(jié)點；TC-Link-200 是一種 12 通道無線熱電偶節(jié)點；WSDA-2000 無線網(wǎng)關(guān)；3DM-GX5 是一種輕型、高度復雜的 GNSS/INS 輔助 AHRS。
為了監(jiān)測原型機的飛行控制和飛行特性，MicroStrain 提供了三個 GX5-25 慣性傳感器，用于獲取俯仰、滾轉(zhuǎn)和角速度值。三個傳感器的使用為飛行控制回路提供了必要的冗余。傳感器數(shù)據(jù)輸入飛行計算機，然后由計算機控制八個螺旋槳發(fā)動機。監(jiān)測僅在懸停模式下進行。這些數(shù)據(jù)以及慣性傳感器的其他輸出（如位置和速度）也會記錄到 SD 卡和機載計算機中。飛機的黑匣子飛行指標也會被記錄下來。
MicroStrain 的傳感器還用于測量試驗臺上的螺旋槳推力、振動、應(yīng)變和負載特性。為此，在螺旋槳支架上安裝了一個稱重傳感器，以測量螺旋槳速度范圍內(nèi)的向上提升載荷，并在螺旋槳支架上安裝了兩個加速度計，以測量振動。這使 Beta 能夠了解使用不同螺旋槳設(shè)計的螺旋槳在不同速度下的平衡特性。
為了測量轉(zhuǎn)速，使用了轉(zhuǎn)速計。這也使他們能夠使用振動傳感器生成同步 FFT 圖，因為加速度計信號可以與螺旋槳葉片的相位相關(guān)聯(lián)。
為了幫助 Beta 測量離心載荷和彎曲產(chǎn)生的應(yīng)變，在轉(zhuǎn)速高達 1200 RPM 和載荷為 10k - 20k 磅的情況下，在螺旋槳葉片的上下表面安裝了十個或更多應(yīng)變計。MicroStrain 的 V-Link-200 用于在同步采樣模式下以高采樣率進行測量。
為了測試機身的靜載荷，在機身結(jié)構(gòu)上安裝了應(yīng)變計。液壓泵引用在線稱重傳感器對結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點進行加載。應(yīng)變計和稱重傳感器
使用 MicroStrain 的 V-Link-200 以低采樣率進行測量。
在 Beta 原型機的設(shè)計中，總重量達 1500 磅的圓柱形鋰離子電池在整個飛機上分為六組。由于鋰離子電池存在熱失控風險，在溫度達到 70°C 左右時就會引發(fā)火災，因此對其進行監(jiān)控非常重要。貝塔公司通過將溫度探針插入電池組組件來監(jiān)測電池溫度。這是在持續(xù)懸停功率達到約 500 千瓦的峰值之前和期間進行的。為了實時監(jiān)控和傳輸傳感器數(shù)據(jù)，使用了兩個 MicroStrain TC-Link-200 節(jié)點。
為了監(jiān)測空氣動力引起的振動并檢測共振頻率，我們使用了 MicroStrain 的 G-Link-200 無線加速度計，并采用了較高的采樣率。
MicroStrain 傳感器組合為 Beta 的原型飛機提供了關(guān)鍵的測試和測量設(shè)計數(shù)據(jù)。事實證明，對飛機進行充分監(jiān)測面臨許多挑戰(zhàn)，包括附近的其他高功率射頻設(shè)備以及難以監(jiān)測旋轉(zhuǎn)部件等位置。盡管如此，MicroStrain 傳感器還是為 Beta 提供了繼續(xù)改進原型機所需的反饋。
