CN108051610A - 一种智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法 - Google Patents

一种智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108051610A
CN108051610A CN201711161945.1A CN201711161945A CN108051610A CN 108051610 A CN108051610 A CN 108051610A CN 201711161945 A CN201711161945 A CN 201711161945A CN 108051610 A CN108051610 A CN 108051610A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind speed
resistive element
outer shroud
wind direction
inner ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711161945.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108051610B (zh
Inventor
黄庆安
高适萱
叶舟
叶一舟
王尚
易真翔
秦明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Publication of CN108051610A publication Critical patent/CN108051610A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108051610B publication Critical patent/CN108051610B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
    • G01P5/12—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables using variation of resistance of a heated conductor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane

Abstract

本发明公开了一种智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法，包括衬底，所述衬底中央处设有中心加热电阻，以所述中心加热电阻为中心向外对称设有若干内环电阻元件和外环电阻元件，所述内环电阻元件与外环电阻元件之间的距离小于内环电阻元件与中心加热电阻之间的距离，所述内环电阻元件和外环电阻元件均可分时复用为加热电阻或测温电阻。本发明的智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法，利用该风速风向传感器结测量风速，可以达到宽量程的效果，具有测量准确，风速测量范围广的优良性能。

Description

一种智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法
技术领域
本发明涉及一种传感器及测量方法，具体涉及一种风速风向传感器及测量方法。
背景技术
风速风向是重要的反应气象信息的参数。对环境监测，空气调节，高速公路以及现代精准农业有这重要的影响。因此快速测量出风速风向信息具有重要的实际意义。
众所周知，风速风向传感器的量程是其一个重要指标。本发明采用的是一种智能双检测模式的风速风向传感器结构及测量方法,测量方法中，恒温差模式(CTD)具有对结构几何参数敏感,量程小,易饱和的特点,而温度平衡模式(TB)具有适合测量高风速,灵敏度高,不易于饱和的特点,如何在保证测量精度的前提下提高测量范围是风速风向传感器重点要解决的问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种智能双检测模式的风速风向传感器，以及该传感器的测量方法，利用该风速风向传感器结测量风速，可以达到宽量程的效果，具有测量准确，风速测量范围广的优良性能。
技术方案：本发明所述的一种智能双检测模式的风速风向传感器，包括衬底，所述衬底中央处设有中心加热电阻，以所述中心加热电阻为中心向外对称设有若干内环电阻元件和外环电阻元件，所述内环电阻元件与外环电阻元件之间的距离小于内环电阻元件与中心加热电阻之间的距离，所述内环电阻元件和外环电阻元件均可分时复用为加热电阻或测温电阻。
优选的，所述内环电阻元件或外环电阻元件均为四个。
智能双检测模式的风速风向传感器的测量方法，包括以下步骤：
步骤一：将风速风向传感器放置在被测风速位置；
步骤二：进行测量，首先用恒温差工作模式测量，即将中心加热电阻加热，产生高于环境温度恒定的温度，内环电阻元件不工作,外环电阻元件工作在测温模式,通过测量外环电阻元件的温度差得出风速风向，若得到风速＜a，输出风速风向，若得到风速＞a，则将中心加热电阻停止工作，将两侧的分时复用的电阻元件工作在温度平衡模式，即通过调节外环电阻元件的功率,将两边的内环电阻元件保持在相同的温度,通过计算外环电阻元件的功率差，输出风速风向。
步骤三：进行下次测量，在步骤二完成后，停留b时间，返回步骤二进行测量；否则测量结束。
优选的，步骤二中a的取值范围为20-30m/s。
优选的，步骤三中b的取值范围为0.1-0.2s。
有益效果：本发明的一种智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法，测量准确，风速测量范围广，本发明的风速风向传感器为智能双检测模式的风速风向传感器结构，风速测量方法中,恒温差模式(CTD)具有对结构几何参数敏感,量程小,易饱和的特点,而温度平衡模式(TB)具有适合测量高风速,灵敏度高,不易于饱和的特点，风速较低时,采用恒温差模式(CTD)测得的结果输出风速,风速较高时,采用温度平衡模式(TB)测得的结果输出风速。利用该风速风向传感器结构测量风速，可以达到宽量程的效果，具有测量准确，风速测量范围广的优良性能。
附图说明
图1为本发明的风速风向传感器正面示意图；
图2为本发明的风速风向传感器AA’剖面示意图；
图3为本发明的风速风向传感器的风程框图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1至图3所示，本发明的一种智能双检测模式的风速风向传感器，包括衬底1，所述衬底1中央处设有中心加热电阻2，以所述中心加热电阻2为中心向外对称设有若干内环电阻元件3和外环电阻元件4，所述内环电阻元件3与外环电阻元件4之间的距离小于内环电阻元件3与中心加热电阻2之间的距离，所述内环电阻元件3和外环电阻元件4均可分时复用为加热电阻或测温电阻。
智能双检测模式的风速风向传感器的测量方法，包括以下步骤：
步骤一：将风速风向传感器放置在被测风速位置；
步骤二：进行测量，首先用恒温差工作模式测量，即将中心加热电阻2加热，产生高于环境温度恒定的温度，内环电阻元件3不工作,外环电阻元件4工作在测温模式,通过测量外环电阻元件4的温度差得出风速风向，若得到风速＜a，输出风速风向，若得到风速＞a，则将中心加热电阻2停止工作，将两侧的分时复用的电阻元件工作在温度平衡模式，即通过调节外环电阻元件4的功率,将两边的内环电阻元件3保持在相同的温度,通过计算外环电阻元件4的功率差，输出风速风向。
步骤三：进行下次测量，在步骤二完成后，停留b时间，返回步骤二进行测量；否则测量结束，其中，步骤二中a的取值范围为20-30m/s，步骤三中b的取值范围为0.1-0.2s。
当采用恒温差模式(CTD)时，由于中心加热电阻2与外环电阻元件4距离较近,当风速高于某一特定值时,中心加热电阻2产生的热量完全带到下游的外环电阻元件4上,这样风速的测量就达到了饱和。此时则采用温度平衡模式(TB)模式，由于热量是由上游的外环电阻元件4传到下游的外环电阻元件4，距离更远，只有风速很高时才会饱和，从而温度平衡模式(TB)量程更高，所以可以采用两种工作模式智能切换测量风速。
恒温差模式(CTD)具有对结构几何参数敏感,量程小,易饱和的特点,而温度平衡模式(TB)具有适合测量高风速,灵敏度高,不易于饱和的特点。风速较低时,采用恒温差模式(CTD)测得的结果输出风速,风速较高时,采用温度平衡模式(TB)测得的结果输出风速。利用该风量传感器测量风速，可以达到宽量程的效果。具有测量准确，风速测量范围广的优良性能。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (5)

1.一种智能双检测模式的风速风向传感器，其特征在于：包括衬底(1)，所述衬底(1)中央处设有中心加热电阻(2)，以所述中心加热电阻(2)为中心向外对称设有若干内环电阻元件(3)和外环电阻元件(4)，所述内环电阻元件(3)与外环电阻元件(4)之间的距离小于内环电阻元件(3)与中心加热电阻(2)之间的距离，所述内环电阻元件(3)和外环电阻元件(4)均可分时复用为加热电阻或测温电阻。
2.根据权利要求1所述的智能双检测模式的风速风向传感器，其特征在于：所述内环电阻元件(3)或外环电阻元件(4)均为四个。
3.根据权利要求1所述的智能双检测模式的风速风向传感器的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将风速风向传感器放置在被测风速位置；
步骤二：进行测量，首先用恒温差工作模式测量，即将中心加热电阻(2)加热，产生高于环境温度恒定的温度，内环电阻元件(3)不工作,外环电阻元件(4)工作在测温模式,通过测量外环电阻元件(4)的温度差得出风速风向，若得到风速＜a，输出风速风向，若得到风速＞a，则将中心加热电阻(2)停止工作，将两侧的分时复用的电阻元件工作在温度平衡模式，即通过调节外环电阻元件(4)的功率,将两边的内环电阻元件(3)保持在相同的温度,通过计算外环电阻元件(4)的功率差，输出风速风向。
步骤三：进行下次测量，在步骤二完成后，停留b时间，返回步骤二进行测量；否则测量结束。
4.根据权利要求2所述的智能双检测模式的风速风向传感器的测量方法，其特征在于，步骤二中a的取值范围为20-30m/s。
5.根据权利要求2所述的智能双检测模式的风速风向传感器的测量方法，其特征在于，步骤三中b的取值范围为0.1-0.2s。
CN201711161945.1A 2017-10-16 2017-11-21 一种智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法 Active CN108051610B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2017109585141 2017-10-16
CN201710958514 2017-10-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108051610A true CN108051610A (zh) 2018-05-18
CN108051610B CN108051610B (zh) 2022-04-12

Family

ID=62120365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711161945.1A Active CN108051610B (zh) 2017-10-16 2017-11-21 一种智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108051610B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107796456A (zh) * 2017-10-16 2018-03-13 东南大学 一种基于双检测模式的宽量程流量传感器及测量方法
CN109116050A (zh) * 2018-06-21 2019-01-01 东南大学 一种超小型高灵敏度二维风速计及其制作方法
CN109900924A (zh) * 2019-03-26 2019-06-18 中国电子科技集团公司第四十九研究所 基于htcc工艺的热膜式风速传感单元、传感器及传感单元的制备方法
CN110579623A (zh) * 2019-10-28 2019-12-17 广州极飞科技有限公司 风参数测量装置、方法和系统
CN112730886A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 上海交通大学 基于非晶锗热电阻的柔性mems流速传感器
CN113466488A (zh) * 2021-07-19 2021-10-01 东南大学 二维温度平衡模式mems风速风向传感器及其制备方法
CN113759145A (zh) * 2021-09-08 2021-12-07 华东师范大学 一种热式风速风向传感器及石墨烯薄膜的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4905513A (en) * 1983-06-17 1990-03-06 Institut De Recherche Et De Development Aerologique Marketing S.A. Wind speed measuring device
US20040226360A1 (en) * 2003-05-13 2004-11-18 Berkin B.V. Mass flowmeter
CN101680788A (zh) * 2007-05-24 2010-03-24 株式会社山武 热流量计
CN102749473A (zh) * 2012-06-30 2012-10-24 东南大学 一种二维热膜风速风向传感器及其制备方法
CN103018478A (zh) * 2012-12-03 2013-04-03 东南大学 一种可自动零点补偿的热风速传感装置及测量风速的方法
CN105547371A (zh) * 2016-01-19 2016-05-04 东南大学 基于陶瓷封装的二维热式风速风向传感器及其制作方法
CN106829850A (zh) * 2017-01-18 2017-06-13 东南大学 热温差型风速传感器及其制备方法和检测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4905513A (en) * 1983-06-17 1990-03-06 Institut De Recherche Et De Development Aerologique Marketing S.A. Wind speed measuring device
US20040226360A1 (en) * 2003-05-13 2004-11-18 Berkin B.V. Mass flowmeter
CN101680788A (zh) * 2007-05-24 2010-03-24 株式会社山武 热流量计
CN102749473A (zh) * 2012-06-30 2012-10-24 东南大学 一种二维热膜风速风向传感器及其制备方法
CN103018478A (zh) * 2012-12-03 2013-04-03 东南大学 一种可自动零点补偿的热风速传感装置及测量风速的方法
CN105547371A (zh) * 2016-01-19 2016-05-04 东南大学 基于陶瓷封装的二维热式风速风向传感器及其制作方法
CN106829850A (zh) * 2017-01-18 2017-06-13 东南大学 热温差型风速传感器及其制备方法和检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
麻硕: "一种基于温度平衡控制系统的全向流量传感器", 《数控技术》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107796456A (zh) * 2017-10-16 2018-03-13 东南大学 一种基于双检测模式的宽量程流量传感器及测量方法
CN109116050A (zh) * 2018-06-21 2019-01-01 东南大学 一种超小型高灵敏度二维风速计及其制作方法
CN109116050B (zh) * 2018-06-21 2020-01-31 东南大学 一种超小型高灵敏度二维风速计及其制作方法
CN109900924A (zh) * 2019-03-26 2019-06-18 中国电子科技集团公司第四十九研究所 基于htcc工艺的热膜式风速传感单元、传感器及传感单元的制备方法
CN110579623A (zh) * 2019-10-28 2019-12-17 广州极飞科技有限公司 风参数测量装置、方法和系统
CN112730886A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 上海交通大学 基于非晶锗热电阻的柔性mems流速传感器
CN113466488A (zh) * 2021-07-19 2021-10-01 东南大学 二维温度平衡模式mems风速风向传感器及其制备方法
CN113466488B (zh) * 2021-07-19 2022-05-27 东南大学 二维温度平衡模式mems风速风向传感器及其制备方法
CN113759145A (zh) * 2021-09-08 2021-12-07 华东师范大学 一种热式风速风向传感器及石墨烯薄膜的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108051610B (zh) 2022-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108051610A (zh) 一种智能双检测模式的风速风向传感器及测量方法
CN104048808B (zh) 一种动态熵探针
CN206057424U (zh) 一种电流测量装置
CN103278264A (zh) 一种面源黑体温度准确度的校准方法及其校准系统
CN104040300A (zh) 用于修正热测量装置的失调漂移影响的方法、热测量装置和气体流量测量仪
CN106546357A (zh) 一种检测环境温度的方法、装置和电子设备
CN107144211A (zh) 一种电涡流位移传感器快速标定方法
CN106289563A (zh) 温度检测方法、系统及装置
CN103063328A (zh) 一种非接触式测量露天煤垛内部温度的方法和设备
CN206496814U (zh) 电接点水位计
CN107907250A (zh) 一种硅‑蓝宝石压力传感器的温度补偿方法及装置
CN109855583A (zh) 三坐标测量机测量不确定度的确定方法
CN104977429B (zh) 一种具有零点校准功能的热式风速传感器结构及校准方法
CN102735152B (zh) 一种吸波涂层测厚仪的校准和测量方法
CN109738092B (zh) 一种双向热电堆式薄膜热流计及热流测量方法
CN107977730A (zh) 一种多传感器数据融合技术的风速测量方法
CN105021663A (zh) 一种盐度测量方法
CN113325343B (zh) 一种单轴隧道磁阻电流测量方法
CN103018478B (zh) 一种可自动零点补偿的热风速传感装置及测量风速的方法
CN109253781A (zh) 节流式压差流量传感器的校准方法及校准系统
CN215893841U (zh) 一种新型六边形排布的温度传感器的高精度测试装置
CN206019676U (zh) 一种设有惠斯通电桥的电阻式传感器
CN109738665A (zh) 一种基于皮托管的流速自动测量方法
CN107796456A (zh) 一种基于双检测模式的宽量程流量传感器及测量方法
CN108398662A (zh) 一种提高空间定位精度的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant