[发明专利]一种提高测量范围和全量程精度的风速风向传感器

权利要求书

1.一种提高测量范围和全量程精度的风速风向传感器，其特征在于：传感器芯片（10）包括硅薄膜（17）、传感器背腔（18），在硅薄膜（17）设置有中央加热元件（16）、四个中心对称的测温元件（15）以及四个中心对称的硅压阻（14），以及导风板（20）、整流栅格（30）、下底盖（40）、绝热圆环（50）；硅薄膜（17）的形状是任意中心对称的形状；导风板（20）的形状是任意使风向发生偏转至正面硅薄膜（17）的中心对称形状；

加热元件（16）位于硅薄膜（17）的中心，四个测温元件（15）中心对称地分布于加热元件（16）周围，四个硅压阻（14）设置在硅薄膜（17）的边缘，同样中心对称的分布在加热元件（16）周围；当无风时，加热元件（16）形成中心对称的温度场，四个测温元件（15）所在位置具有相同的温度；硅薄膜（17）两侧的压力差为零，四个硅压阻（14）所受纵向应力和横向应力均为零；当有风吹过，气流经过导风板（20）偏转一定角度后作用在硅薄膜（17）上，两组相互正交的硅压阻（14）分别受到纵向应力和横向应力，应力的大小随风速的增大而增大，硅薄膜（17）两侧压力差的大小可反映风速信息；

低风速范围内，热分布测量通过监测传感器芯片（10）表面温度分布情况来间接表征风速风向值；通过相互正交分布的两对测温元件（15）分别检测水平、垂直方向上的温度差，将两组温差信号进行矢量合成即可用于表征风速风向信息；

高风速范围内，风压测量通过监测硅薄膜（17）边缘压力情况来间接表征风速风向值；

所述风速风向传感器的制作步骤包括：首先将传感器芯片（10）注塑于绝热圆环（50）中心位置，并将其粘接于塑料底座上；然后在上方加装包含弧形导风板（20）和整流栅格（30）。

2.根据权利要求1所述的一种提高测量范围和全量程精度的风速风向传感器，其特征在于：整流栅格（30）的形状是柱状或网状。

3.根据权利要求1所述的一种提高测量范围和全量程精度的风速风向传感器，其特征在于：绝热圆环（50）由任意低热导率材料组成。