一种可用于风速测量的CMOS光点位置检测传感器的设计

介绍了一种可用于风速风向测量的光点位置检测传感器的结构、特点、工作原理,给出了传感器的理论模型,分析了传感器测量分辨率和灵敏度.该传感器在用于大风速测量有较高的测试灵敏度.在0～20 m/s测试量程内,测得风向的灵敏度为7 mV/度,风速的灵敏度为2.5 mv//μm..该传感器结构简单,工艺制作方便,能与CMOS工艺兼容,无温度漂移.     

基于实时互相关原理的风速风向传感器研制

介绍了国内外风速风向传感器的发展现状,列举出几种风速风向传感器应用场合。为了提高低风速的测量精度,降低现有传感器的成本,提出了基于互相关原理的风速风向传感器的原理和实现。设计了恒流源供电的风速风向传感器、信号调理电路和电压转换电路;通过dsPIC30F4011芯片的A/D模块实现数据的采集处理;通过CAN模块实现系统的远程监控。软件实现上,采用高效实时互相关算法,节省了存储空间,提高了计算效率。实验结果表明,基于互相关原理的风速风向传感器可以实时准确地测得风速风向,对小于10 m/s风速的测量有较高的测量精度。     

热式风速计恒温差控制的软件实现及其性能测试

介绍了一种利用软件实现热式风速风向传感器恒温差模式（CTD）控制的方案。传感器系统采用单片机作为主控单元,对芯片温度和环境温度进行采样,并以此为依据调节输出功率,从而实现恒温差状态的控制。实验表明,采用这种软件控制方案,在无风状态下,在-20℃到40℃的环境温度变化范围内,热式风速风向传感器能够基本维持输出信号恒定不变。除此之外,该风速风向传感器系统还可以实现对0~20 m/s风速范围内的风速测量,最大测量误差不超过8%,并且具有低于15 s的响应速度。     

基于微控制器的风速计在线控制和测量系统设计

针对两种基于对称热电偶结构和基于晶体管的圆形加热条结构的二维集成风速风向微传感器及其风向测量的问题,设计了采用微控制器进行在线控制和利用软件算法实现风速风向测量的传感器系统.系统集微传感器结构、控制与测量电路于一体,显著提高了二维风速风向传感器的在线控制和测量能力及其系统兼容性,并且便于系统扩展功能.测试结果表明,风速计设计满足实际风速和风向的测量要求.     

基于ARM+CPLD的高精度超声波风速仪的设计

分析了运用超声波时差法测量风速风向的基本原理,介绍了风速风向的相关算法,重点给出了基于ARM+CPLD的超声波风速风向仪原型设计。同时提出了一种处理0°(360°)附近平均风向问题的算法,结合实际运用(风力发电)给出了一种运用气压传感器进行绝对风速测量的理论模型。所设计的超声波风速风向仪对环境监测和风力发电等具有重要的参考应用价值。     

风速风向的移动测量系统设计

针对传统测风仪器无法直接用于移动条件下(如车载或船载时)的风速风向测量的问题,设计了一种可以在移动平台上应用的超声波风速风向测量系统。该系统使用超声波时差法测量平面内二维风向风速,同时使用霍尔传感器和电子罗盘测量基座的移动速度和方向,通过微处理器对测得的风速风向进行修正,得到实际风速和风向。系统采用ARM作为核心控制器,提高了时差的测量精度,并降低了功耗。     

风洞超声波风速风向三维测量装置设计与实现

超声波在顺逆风中传播速度不同,在距离一定的条件下,风在顺逆向传播存在时差,将超声波传感器按一定阵列布置,基于空间向量分析算法可以设计一种超声波三维风速风向测量装置。详细介绍了风速风向三维测量装置正三棱锥体传感器布置方案,阐述了硬件电路的总体框架图和各外围接口电路的设计,说明了超声波风速风向测量装置算法软件编程实现和计算控制流程。通过对装置主要功能模块的测试和实际风洞试验证明,超声波三维风速风向测量装置能够实时测量风速的大小和方向,满足风洞试验测试要求。     

微型风速风向传感器研制

阐述了微型风速风向传感器的工作原理,结构设计及工艺研究,该传感器采用硅微机械加工技术制成微悬桥结构,将加热电阻器与感温电阻器排布在悬桥上,降低了功耗,提高了传感器灵敏度,实现低风速风场测量。     

应用单片微型计算机的多通道风速风向智能化测量仪

<正> 一、前言多通道风速风向智能化自动测量仪(以下简称“多风仪”),由于采用了单片机,仪器可靠性高,抗干扰性强,结构简单,体积小,成本低,智能强。该仪器可自动并行测量1～5个通道的风速和1个通道的风向。凡是输出频率量电压信号的风速传感器都可接入本仪器接口,经软件变换后进行风速测量。由于野外自然风的阵性变化较大,如对较多的测风点,用1个CTC计数器进行切换串行计数测量,这样测得的风场结构将会有一定的失真误差或使数据处理复杂。为消除该误差,获得各测点风的同时变化信息,我们应用单片机的PIO口,采用了多测点(多通道)并行同步测量方式。并且,为提高测量的可靠性和简化硬件,采用软件方法进行风的测量。就是说,用软件方法同时判读PIO各并行口(各通道)电平高低,进行逻辑分析运算,对各通道的风速(风向)同时     

产品·市场·信息

山东省海洋仪器仪表研究所研制生产的SQC2-1型数字气象仪,可用于各种船舶或陆地台站测量平均风速、瞬时风速、瞬时风向、空气干湿球温度等气象参数,并以数字直接显示。 该仪器由风速、风向传感器,温度、     

适用于低流速的恒温式液体流量传感器

给出一种能在低流速范围有较高灵敏度的液体流量传感器。在测量水的情形下,当流速为1cm/s时传感器的输出可达30mV,该灵敏度比类似条件下氮气敏感的灵敏度高约一个数量级。该传感器利用维持芯片温度恒定所需的加热功率的变化作为流速的量度。它由标准的铝栅CMOS工艺制成。     

A FCOB packaged thermal wind sensor with compensation

A two dimensional wind sensor was designed, fabricated and packaged on ceramic substrate instead of silicon substrate. The Ti/Pt heater and thermistors were fabricated using single lift-off process. The gold bumps were then sputtered and patterned on the chip using lift-off process again. Correspondingly, the Pb/Sn bumps were fabricated on the FR4 substrate using stencil printing method after metallization. The sensor chip was flip-chip packaged on the FR4 substrate, and the gap was filled with epoxy-based underfill to improve the structure strength. The packaged sensor was tested in wind tunnel in constant power mode. The wind velocity and direction offsets of the sensor were compensated using software and hardware calibration. Both the simulation and test results show that the thermal wind sensor can measure wind speeds up to 8 m/s with an accuracy of 0.3 m/s, and wind direction in a full range of 360° with a resolution within 5°.     

A robust and low-power 2-D thermal wind sensor based on a glass-in-silicon reflow process

In this paper, the design, fabrication, and characterization of a robust and low-power micro-machined two-dimensional (2-D) wind sensor based on a glass-in-silicon reflow process are presented for the first time. The four thermistors, which act simultaneously as heat sources and as temperature sensors, are placed on a low thermal conductivity glass substrate, and arranged in a Wheatstone bridge configuration supplied with constant voltage. In this self-heated mode, the total power consumption of the sensor could be reduced into the sub-milliwatt range, offering high initial sensitivity and wide measurement range, respectively. The embedded vertical silicon vias in the glass substrate are used to realize the electrical connections between the sensing elements and the electrode-pads, which are respectively placed on the front and the back surface of the chip. Then, the sensor and the external circuit are connected using the wire-bonding process through the electrode-pads on the back surface. The bonding wires at the backside is encapsulated by polyester paint, protecting the electrical connections of the sensor from the effect of the external environment. In addition, a passivation layer of nitride is deposited on the surface of the wind sensor to prevent direct exposure of the sensing elements to harsh media. The sensor was tested in a wind tunnel in constant voltage mode. Measurement results show that the thermal wind sensor can measure wind speeds up to 17.5 m/s, and the measured sensitivities of the sensor with different applied voltages (0.5, 1, 1.5 V) are, respectively 24.9, 148.3 and 440.61 mV/(m/s) at zero-flow point. The corresponding power consumption of the sensor with different voltages are respectively 4.81, 19.23 and 43.27 mW. Measurement results also show that wind direction in a full range of 360° with an err within 6° could be obtained. The proposed sensor can be used for many applications with a low power consumption and high reliability.     

新型低功耗CMOS片上温度传感器设计

为了精确的测量超大规模集成电路芯片表面的温度,监控电路工作状态和进行过热保护,采用一种新型CMOS片上温度传感器结构.首先利用两个衬底PNP管的基-射电压差△VBE的PTAT特性来感测温度,然后利用偏置电路镜像过来的PTAT电流来控制一个三阶的环型振荡器,产生频率与温度成正比的振荡信号,再利用测频电路转化为8位数字.利...     

风力发电机风向小脑神经网络软测量方法研究

风向测量值是控制风力发电机偏航的依据。风向测量值和原始风向值之间通常会存在偏差,这是影响风力发电机风能捕捉效率的主要因素之一。受风力发电机结构限制,机舱上的风向标难以准确测量风向。分析了风向测量误差产生原因,叙述了风向测量值和原始风向值之间的数学关系。风向软测量技术是降低风向测量偏差的有效方法。简述了风向软测量技术的传统方法。传统风向软测量方法可以显著减小测量误差,但计算量大,风力发电机翼型参数精度要求高,不适合工程使用。针对传统风向软测量技术的不足,提出了小脑神经网络(CMAC)软测量方法。该方法降低了风向测量的计算量,进一步提高了风向测量精度。实践证明了该方法的可行性。     

矿用风速传感器研究

研究了一种基于热膜式工作原理的煤矿专用风速传感器,传感器除具有风速测量功能外,还具有风流的温度测量功能和风流正反方向识别功能,芯片结构采用了冗余设计的思想,增加了风速敏感膜冷贮备系统,提高了产品可靠性[1],风速传感器采用恒温式工作原理,测量范围为0.1~15m/s,具有结构可靠、动态特性好、测量精度高的特点。     

一种集成式多参数硅微传感器

为了实现小体积多参数的测量,提出一种单片集成多功能传感器.该传感器包括压力、温度和湿度传感器.各部分分别基于半导体压阻效应、电阻迁移率变化、极板间电容变化为原理制作而成.该传感器采用n型(100)基底,利用体硅和面硅工艺加工而成.测量电阻通过离子注入B 形成扩散电阻.为减小各参数间的相互影响,压力传感器的测量电阻布置于[110]晶向,测温电阻沿[100]晶向布置.温度输出信号可以实现对传感器中压力输出时温度漂移的精确补偿.芯片大小为5mm× 5 mm.试验表明传感器具有良好的线性,小迟滞,较高的灵敏度.     

深海高流速传感器研制

阐述了深海高流速传感器的工作原理、结构设计、工艺研究及信号处理技术,该传感器中流速测量采用毕托管原理,利用差压传感器测量流体总压与静压差,流向测量采用水向标原理,角度变化由磁阻芯片检测,并采用单片机进行数据采集和后续处理,使得传感器具有测量范围宽、准确度高、耐高静压、分辨力高、抗振动冲击、耐腐蚀、适于深海中流场测量等特点。     

基于STC单片机的气象监测系统的设计与应用

为了较精准地检测多种气象要素,设计了基于STC单片机的气象监测系统。该系统采用光伏离网户用系统进行供电,以STC15W单片机为核心,利用空气质量传感器模组、风速风向传感器以及温湿度传感器对相关气象信息进行在线实时监测;通过串口通信、模数转换、单总线通信读取相应传感器数据;以原厂提供的数据转换公式及滤波算法,换算出各个传感器监测的气象数据,并进行显示。测试结果表明,该系统能够有效监测多个气象要素信息,且稳定性良好,实时性高,监测精度高。     

基于数字温度传感器的风速测量仪

介绍了以温度传感器TMP04为检测器件的风速传感器的测量方法。系统以单片机AT89C51为核心,由风速传感器采集数据,单片机接收并处理数据,LED数码管显示测量风速值。采用分段插值法进行非线性数据处理;描述了电路设计和软件实现。由于采用了数字温度传感器做检测器件,省去了放大电路和A/D转换器,测量电路与单片机接口简单,编程处理简单。