專利名稱：固態(tài)測風傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測風傳感裝置，尤其涉及一種固態(tài)測風傳感器。
背景技術(shù)：
目前較為普遍使用的測量風向及風速的傳感器為機械旋轉(zhuǎn)式，由分立的用于指示或測量 風向的風向標和用于測量風速的風車或風杯組成，上述部件都存在轉(zhuǎn)動慣性，因此不可能得 到風矢量的瞬時變化值，這給陣風的測量和研究造成了困難。在使用旋轉(zhuǎn)式傳感器測量時， 風矢量是作為兩個量分別處理的，在時間和空間上都不同步，再加上風的湍流特征，其測量 結(jié)果與實際的風矢量之間有較大的誤差，尤其是在風向和風速傳感器的起動風速不同時，可 能造成完全錯誤的測量結(jié)果。

實用新型內(nèi)容
本實用新型在于提供一種沒有旋轉(zhuǎn)部件的固態(tài)測風傳感器，可進行風力風向、氣溫、氣 壓等多種氣象環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、處理和傳送，能在較為惡劣環(huán)境條件下動工作。
具體表述為 一種固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述固態(tài)測風傳感器包括數(shù)據(jù)采集控 制器、氣象環(huán)境傳感器、通信接口和電源模塊。氣象環(huán)境傳感器檢測周圍的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)并 傳輸至數(shù)據(jù)采集控制器，數(shù)據(jù)采集控制器將數(shù)據(jù)進行分析處理后經(jīng)通信接口傳輸至顯示終端， 電源模塊為數(shù)據(jù)采集控制器提供電力支持。
所述數(shù)據(jù)采集控制器由16位單片機MSP430F169和18位AD轉(zhuǎn)換器MAX1403功能模塊組 成，數(shù)據(jù)采集控制程序以FlashROM方式嵌入在傳感器單片機中，其主要功能是自動運行控制， 包括氣象環(huán)境數(shù)據(jù)采集、處理和傳送。
所述氣象環(huán)境傳感器包括橫風微壓傳感器、縱風微壓傳感器、大氣壓力傳感器、空氣溫 度傳感器和駕駛倉溫度傳感器，提供的數(shù)據(jù)包括風速風壓、空氣溫度、大氣壓力和駕駛倉溫 度。其中，縱風微壓傳感器與橫風微壓傳感器正交分布，用于測量橫風微壓和縱風微壓。橫 風微壓傳感器由兩個感壓腔和一個差壓傳感器組成， 一個感壓腔連接于差壓傳感器的一端， 另一個感壓腔連接于差壓傳感器的另一端；縱風微壓傳感器由兩個感壓腔和一個差壓傳感器 組成， 一個感壓腔連接于差壓傳感器的一端，另一個感壓腔連接于差壓傳感器的另一端。
所述通信接口采用RS-485/232C直接串行通信接口與顯示終端相連接。
所述電源模塊包括浪涌抑制器和直流穩(wěn)壓電源。同時還可選配太陽能電池、交流適配器、車載電源適配器。
本實用新型還解決了方位感壓補償、野外靜壓測量和同步數(shù)字補償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)。
1. 方位感壓補償自然風壓、傳感器感應(yīng)的差壓及風向角之間的關(guān)系與傳感器的具體結(jié) 構(gòu)有關(guān)，本實用新型采用正交結(jié)構(gòu)的兩組小孔，能夠?qū)崟r氣動補償，同時還能改善防塵、防 雨等性能。
2. 野外靜壓測量本實用新型采用與風速風向無關(guān)、水平對稱結(jié)構(gòu)的靜壓感應(yīng)腔體，能 實現(xiàn)高精度野外靜壓測量。
3. 同步數(shù)字補償硅壓敏元件誤差主要有非線性、遲滯、重復(fù)性誤差和溫度誤差等，其 中非線性、遲滯誤差和溫度誤差屬于系統(tǒng)誤差或較固定的誤差，通過補償可以進一步提高傳 感器的準確度，傳統(tǒng)的方法是通過硬件補償，本實用新型采用更為精確的同步數(shù)字補償技術(shù)。 同步數(shù)字補償技術(shù)的關(guān)鍵是基于硅壓阻傳感器的橋路電阻與其感應(yīng)溫度有關(guān)，本實用新型選 用的方案為同步測量硅壓阻傳感器的橋路電阻以確定硅片溫度，實現(xiàn)更為精確的同步數(shù)字補 償。


圖l是本實用新型所述固態(tài)測風傳感器的連接關(guān)系圖； 圖2是本實用新型所述固態(tài)測風傳感器的感壓腔示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
如圖1所示，固態(tài)測風傳感器包括數(shù)據(jù)采集控制器1、氣象環(huán)境傳感器2、通信接口 3和 電源模塊4。氣象環(huán)境傳感器2檢測周圍的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，包括風速風壓、空氣溫度、大氣 壓力和駕駛倉溫度。數(shù)據(jù)采集控制器1將上述數(shù)據(jù)進行分析處理后經(jīng)通信接口 3傳輸至顯示 終端；電源模塊4為數(shù)據(jù)采集控制器1提供電力支持。
如圖2所示，縱風微壓傳感器與橫風微壓傳感器正交分布，用于測量橫風微壓和縱風微 壓。其中，橫風微壓傳感器由兩個感壓腔5和一個差壓傳感器6組成， 一個感壓腔5連接于 差壓傳感器6的一端，另一個感壓腔5連接于差壓傳感器6的另一端；縱風微壓傳感器由兩 個感壓腔5和一個差壓傳感器6組成， 一個感壓腔5連接于差壓傳感器6的一端，另一個感 壓腔5連接于差壓傳感器6的另一端。
權(quán)利要求1.一種固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述固態(tài)測風傳感器包括數(shù)據(jù)采集控制器(1)和分別與其相連的氣象環(huán)境傳感器(2)、通信接口(3)、電源模塊(4)。
2. 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器(1)由16位單片機MSP430F169和18位AD轉(zhuǎn)換器MAX1403功能模塊組成。
3. 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述氣象環(huán)境傳感器(2)包括 橫風微壓傳感器、縱風微壓傳感器、大氣壓力傳感器、空氣溫度傳感器和駕駛倉溫度傳感器。
4. 如權(quán)利要求3所述的固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述橫風微壓傳感器由兩個感壓 腔(5)和一個差壓傳感器(6)組成； 一個感壓腔(5)連接于差壓傳感器(6)的一端，另 一個感壓腔(5)連接于差壓傳感器(6)的另一端。
5. 如權(quán)利要求3所述的固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述縱風微壓傳感器由兩個感壓 腔(5)和一個差壓傳感器(6)組成； 一個感壓腔(5)連接差壓傳感器(6)的一端，另一 個感壓腔(5)連接差壓傳感器(6)的另一端。
6. 如權(quán)利要求3所述的固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述縱風微壓傳感器與所述橫風 微壓傳感器正交分布。
7. 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述通信接口(3)采用RS-485/232C 通信接口。
8. 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)測風傳感器，其特征在于所述電源模塊(4)包括浪涌抑 制器和直流穩(wěn)壓電源。
專利摘要本實用新型涉及一種沒有旋轉(zhuǎn)部件的固態(tài)測風傳感器，可進行風力風向、氣溫、氣壓等多種氣象環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、處理和傳送，能夠在惡劣的環(huán)境下自動工作，有效的解決目前傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式測風傳感器在測量精度、測量內(nèi)容等方面的不足。本固態(tài)測風傳感器由數(shù)據(jù)采集控制器、氣象環(huán)境傳感器、通信接口和電源模塊組成，氣象環(huán)境傳感器檢測周圍的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)采集控制器，數(shù)據(jù)采集控制器將數(shù)據(jù)進行分析處理后經(jīng)通信接口傳輸至顯示終端；電源模塊為數(shù)據(jù)采集控制器提供電力支持。同時，本實用新型還解決了測量中的方位感壓補償、野外靜壓測量和同步數(shù)字補償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)。
文檔編號G01W1/02GK201387490SQ20092010775
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者超 許 申請人:北京市國瑞智新技術(shù)有限公司