CN105806541B - 一种阵列式硅压力全天候风力传感器 - Google Patents

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Abstract

一种阵列式硅压力全天候风力传感器，包括：4个硅压力传感器组、断连式硅胶保护层、陀螺方向仪、温度传感器、控制单元、USB集线器；硅压力传感器组由12个硅压力传感器、CMOS信号处理电路、温度补偿电路组成，呈长方形；断连式硅胶保护层用于传导风力；用于保护硅压力传感器组；陀螺方向仪用于指示方向，并发送到控制单元；控制单元用于接收4个硅压力传感器组传来的48个压力信号，根据压力信号大小区分雨点信号和风力信号，当阵列式硅压力全天候风力传感器组成一个长方体的时候，根据4面的风力和陀螺方向仪指示的方向计算当时风力方向和正向风力；用于储存硅压力传感器的振动冲击的误差补偿、非线性误差和环境温度附加误差补偿。

Description

一种阵列式硅压力全天候风力传感器
技术领域
本发明涉及硅压阻压力传感器技术领域，具体涉及一种阵列式硅压力全天候风力传感器。
背景技术
风力是指风吹到物体上所表现出的力量的大小。一般根据风吹到地面或水面的物体上所产生的各种现象，把风力的大小分为18个等级，最小是0级，最大为17级。
风速是风的前进速度。相邻两地间的气压差愈大，空气流动越快，风速越大，风的力量自然也就大。所以通常都是以风力来表示风的大小。风速的单位用每秒多少米或每小时多少公里来表示。而发布天气预报时，大都用得是风力等级。
为了更准确的测量风力大小，人们在野外常用轻便风速表测风。这种轻便风速表，一般由感应部分和计数器所组成。感应部分由三个风杯(也有四个风杯)装于十字架上，风杯在轴承上可以自由转动，外用小框保护风杯。中轴下部与计数器相接，风杯转动，也使计数器随之转动。所以计数器是记录风杯转动的转数的。计数器通常有两个或三个记数盘，大指针指示个位和十位数，两个小记数盘上的指针分别指示百位数和个位数。仪器的下部有一开关(启动杆)，将它推上去，可使计数器与感应部分接合，计数器开始工作。把启动杆拉下来计数器则与感应部分离开，计数器停止工作。当仪器置于高处，用手直接开动不便时，可用小绳连接开关。观测时拉动小绳即可启闭。轻便风速表一般安置在四周开阔、无高大障碍物的地方，表身垂直。观测前关闭开关，记下指针的示数。等一两分钟后，打开开关，同时开动秒表记录时间。
此时，观测员迅速离开风速表，站在仪器的下风方向。开动仪器后将近100秒钟时，观测员迅速走近仪器，在正100秒时关闭开关，记下第二次指针示数。根据前后两次读数算出其差数，此差数表示风速表指针在观测时间内所走的刻度数，记入记录表内。将此差数除以观测时间，就得出风速表每秒钟内所走的刻度数，取一位小数。再根据每秒所走的刻度数，从该风速表的检定证上查出平均风速(单位：米/秒)，取一位小数。最好连续观测两次，取其平均值，以减少仪器本身及人为的误差。
但是，这种风速表很不方便。
风压传感器的工作原理风压传感器的压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。
但是，由于雨会产生压力，这种风压传感器不能在雨中使用。
发明内容
本发明实施例提供了一种阵列式硅压力全天候风力传感器以解决没有方便的全天候风力传感器的问题。
本发明的目的之一是，提供一种全天候风力传感器。
本发明通过以下技术方案实现上述目的。
一种阵列式硅压力全天候风力传感器，包括：4个硅压力传感器组、断连式硅胶保护层、陀螺方向仪、温度传感器、控制单元、USB 集线器。
硅压力传感器组由12个硅压力传感器、CMOS信号处理电路、温度补偿电路组成，呈长方形；硅压力传感器包括两根电源线、两根信号线、组成惠斯通电桥的四个压敏电阻、CMOS模拟开关；CMOS信号处理电路包括计数器、X译码器、Y译码器、循环串行电路、USB驱动电路；用于以12个单元串行循环扫描方式，依次得到12个压力信号，以USB驱动电路送到控制单元。
断连式硅胶保护层用于传导风力；用于保护硅压力传感器组。
陀螺方向仪用于指示的方向，并发到控制单元。
控制单元用于接收4个硅压力传感器组传来的48个压力信号，根据压力信号大小区分雨点信号和风力信号，当阵列式硅压力全天候风力传感器组成一个长方体的时候，根据4面的风力和陀螺方向仪指示的方向计算当时风力方向和正向风力。
用于各储存硅压力传感器的振动冲击的误差补偿、非线性误差和环境温度附加误差补偿。
集线器用于连接控制单元、4个硅压力传感器组和向外提供USB接口，用于控制单元和16个硅压力传感器组的供电。
断连式硅胶保护层分为4大块二小块，每大块分有12个窗口，分界处的硅胶厚度为断连式硅胶保护层的0.3倍；二小块分为温度传感器小块和控制单元小块，二小块呈正方形，每条边与大块的下边长度一致；大块有四条导线引出，用于与控制单元小块连接。
另一种断连式硅胶保护层分为二个分离的部分，每部分由2大块二小块组成，每大块分有12个窗口，分界处的硅胶厚度为断连式硅胶保护层的0.3倍；二小块分为温度传感器小块和控制单元小块，二小块呈正方形，每条边与大块的下边长度一致；大块有四条导线引出，用于与控制单元小块连接。
本发明方法的有益效果是：提供提供一种全天候风力传感器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1提供一种全天候风力传感器。
图2提供另一种全天候风力传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例l一种阵列式硅压力全天候风力传感器。
如图1所示，本发明实施例一种阵列式硅压力全天候风力传感器，包括：4个硅压力传感器组、断连式硅胶保护层、陀螺方向仪、温度传感器、控制单元、USB 集线器。
硅压力传感器组由12个硅压力传感器、CMOS信号处理电路、温度补偿电路组成，呈长方形；硅压力传感器包括两根电源线、两根信号线、组成惠斯通电桥的四个压敏电阻、CMOS模拟开关；CMOS信号处理电路包括计数器、X译码器、Y译码器、循环串行电路、USB驱动电路；用于以12个单元串行循环扫描方式，依次得到12个压力信号，以USB驱动电路送到控制单元。
断连式硅胶保护层用于传导风力；用于保护硅压力传感器组。
陀螺方向仪用于指示的方向，并发到控制单元。
控制单元用于接收4个硅压力传感器组传来的48个压力信号，根据压力信号大小区分雨点信号和风力信号，当阵列式硅压力全天候风力传感器组成一个长方体的时候，根据4面的风力和陀螺方向仪指示的方向计算当时风力方向和正向风力。
用于各储存硅压力传感器的振动冲击的误差补偿、非线性误差和环境温度附加误差补偿。
集线器用于连接控制单元、4个硅压力传感器组和向外提供USB接口，用于控制单元和16个硅压力传感器组的供电。
断连式硅胶保护层分为4大块二小块，每大块分有12个窗口，分界处的硅胶厚度为断连式硅胶保护层的0.3倍；二小块分为温度传感器小块和控制单元小块，二小块呈正方形，每条边与大块的下边长度一致；大块有四条导线引出，用于与控制单元小块连接。
实施例2一种阵列式硅压力全天候风力传感器。
如图2所示，本发明实施例一种阵列式硅压力全天候风力传感器，包括：4个硅压力传感器组、断连式硅胶保护层、陀螺方向仪、温度传感器、控制单元、USB集线器；
硅压力传感器组由12个硅压力传感器、CMOS信号处理电路、温度补偿电路组成，呈长方形；硅压力传感器包括两根电源线、两根信号线、组成惠斯通电桥的四个压敏电阻、CMOS模拟开关；CMOS信号处理电路包括计数器、X译码器、Y译码器、循环串行电路、USB驱动电路；用于以12个单元串行循环扫描方式，依次得到12个压力信号，以USB驱动电路送到控制单元。
断连式硅胶保护层用于传导风力；用于保护硅压力传感器组。
陀螺方向仪用于指示的方向，并发到控制单元。
控制单元用于接收4个硅压力传感器组传来的48个压力信号，根据压力信号大小区分雨点信号和风力信号，当阵列式硅压力全天候风力传感器组成一个长方体的时候，根据4面的风力和陀螺方向仪指示的方向计算当时风力方向和正向风力。
用于各储存硅压力传感器的振动冲击的误差补偿、非线性误差和环境温度附加误差补偿。
集线器用于连接控制单元、4个硅压力传感器组和向外提供USB接口，用于控制单元和16个硅压力传感器组的供电。
另一种断连式硅胶保护层分为二个分离的部分，每部分由2大块二小块组成，每大块分有12个窗口，分界处的硅胶厚度为断连式硅胶保护层的0.3倍；二小块分为温度传感器小块和控制单元小块，二小块呈正方形，每条边与大块的下边长度一致；大块有四条导线引出，用于与控制单元小块连接。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种阵列式硅压力全天候风力传感器，其特征在于，包括：4个硅压力传感器组、断连式硅胶保护层、陀螺方向仪、温度传感器、控制单元、USB 集线器；
每个硅压力传感器组由12个硅压力传感器、CMOS信号处理电路、温度补偿电路组成，呈长方形；硅压力传感器包括两根电源线、两根信号线、组成惠斯通电桥的四个压敏电阻、CMOS模拟开关；CMOS信号处理电路包括计数器、X译码器、Y译码器、循环串行电路、USB驱动电路；用于以12个单元串行循环扫描方式，依次得到12个压力信号，以USB驱动电路送到控制单元；
所述断连式硅胶保护层分为4大块二小块，每大块分有12个窗口，分界处的硅胶厚度为断连式硅胶保护层的0.3倍；二小块分为温度传感器小块和控制单元小块，二小块呈正方形，每条边与大块的下边长度一致；大块有四条导线引出，用于与控制单元小块连接；断连式硅胶保护层用于传导风力以及保护所述硅压力传感器组；陀螺方向仪用于指示方向，并发送到控制单元；
温度传感器用于为环境温度附加误差补偿提供数据；
控制单元用于接收4个硅压力传感器组传来的48个压力信号，根据压力信号大小区分雨点信号和风力信号；用于当阵列式硅压力全天候风力传感器组成一个长方体的时候，根据4面的风力和陀螺方向仪指示的方向计算当时风力方向和正向风力；控制单元用于储存硅压力传感器的振动冲击的误差补偿、非线性误差和环境温度附加误差补偿；
USB 集线器用于连接控制单元、4个硅压力传感器组和向外提供USB接口，用于控制单元和16个硅压力传感器组的供电。
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