[发明专利]含有仿生十字梁传感器的空气流速传感装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含有仿生十字梁传感器的空气流速传感装置及其制备方法，所述仿生十字梁传感器包括：衬底，所述衬底上设置有通孔以及位于所述通孔边缘的第一压敏电阻、第三压敏电阻、连接焊接点V1、连接焊接点V2、连接焊接点GND、连接焊接点VCC；所述通孔内设置有可形变的十字梁，所述十字梁上设置有第一仿生梳齿缝结构、第二仿生梳齿缝结构、第二压敏电阻以及第四压敏电阻。通过检测惠斯通电桥的电压可以得到空气的流速。由于应力集中效应，使应力集中于仿生梳齿缝结构的周围区域，因此仿生梳齿缝结构的周围区域受力更大，仿生梳齿缝结构边缘的压敏电阻产生的变化更大，含有仿生梳齿缝结构的十字梁传感器具有更高的灵敏度。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及的是一种含有仿生十字梁传感器的空气流速传感装置及其制备方法。

背景技术

目前，流速传感装置在气象监测、航空航天、机器人感知及国防武器装备等方面有广泛的应用。传统的流速传感装置采用热量耗散的方式，通过对电阻通电产生热量，热量在流体中耗散，通过热敏电阻检测温度，进而推导出流速，这种检测方式有着灵敏度差的缺点。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种含有仿生十字梁传感器的空气流速传感装置及其制备方法，旨在解决现有技术中空气流速传感装置灵敏度差的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种仿生十字梁传感器，其中，包括：衬底，所述衬底上设置有通孔以及位于所述通孔边缘的第一压敏电阻、第三压敏电阻、连接焊接点V1、连接焊接点V2、连接焊接点GND、连接焊接点VCC；所述通孔内设置有可形变的十字梁，所述十字梁上设置有第一仿生梳齿缝结构和第二仿生梳齿缝结构，所述第一仿生梳齿缝结构包括：第一仿生缝结构和第一梳齿结构，所述第一梳齿结构设置在所述十字梁一侧所述第一仿生缝结构对应位置上，所述十字梁背离所述第一梳齿结构的一侧设置有第二压敏电阻，所述第二仿生梳齿缝结构包括：第二仿生缝结构和第二梳齿结构，所述第二梳齿结构设置在所述十字梁一侧所述第二仿生缝结构对应位置上，所述十字梁背离所述第二梳齿结构的一侧设置有第四压敏电阻；所述第一压敏电阻的第二端和所述第二压敏电阻的第一端均与所述连接焊接点V1连接，所述第二压敏电阻的第二端和所述第三压敏电阻的第一端均与所述连接焊接点GND连接，所述第三压敏电阻的第二端和所述第四压敏电阻的第一端均与所述连接焊接点V2连接，所述第四压敏电阻的第二端和所述第一压敏电阻的第一端均与所述连接焊接点VCC连接。

所述的仿生十字梁传感器，其中，所述第一仿生缝结构和所述第二仿生缝结构均采用贯穿所述十字梁的孔缝组，所述孔缝组的贯穿方向与所述通孔的中心轴线方向一致；所述第一梳齿结构和第二梳齿结构均采用梳齿组，所述梳齿组中梳齿与所述孔缝组中的孔缝一一对应设置，且所述梳齿上设置有与所述孔缝相通的延伸孔。

所述的仿生十字梁传感器，其中，所述孔缝组中孔缝的长宽比为1-20:1；所述孔缝组中孔缝的尖端为变曲率弧形尖端。

所述的仿生十字梁传感器，其中，所述孔缝组中各孔缝的间距和长宽比根据各孔缝所在的所述十字梁的受力大小确定。

所述的仿生十字梁传感器，其中，所述梳齿组相邻两个梳齿之间形成沟槽，所述沟槽的深度和长宽比根据各梳齿所在的所述十字梁的受力大小确定。

所述的仿生十字梁传感器，其中，所述十字梁中心设置有空气阻挡板。

一种含有仿生十字梁传感器的空气流速传感装置，其中，包括：传感装置本体，所述传感装置本体上形成有主通气管道，U型通气管道；所述U型通气管道的入口和出口均位于所述主通气管道内，并分别朝向所述主通气管道的两端；所述U型通气管道内设置有如上述任意一项所述的仿生十字梁传感器。

所述的空气流速传感装置，其中，所述仿生十字梁传感器有两个，分别位于所述U型通气管道的两个直线管内。