[實用新型]一種風向傳感器

無效

• 申請號: 200820227345.0
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN201311431Y
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 于宏波;漆隨平;劉濤;初偉先;王平
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01P13/02
• 分類號: G01P13/02;G01D5/249
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司
• 代理人: 崔濱生

技術領域

本實用新型涉及一種風向傳感器，具體地說，是涉及一種基于電磁感應原理進行編碼的無觸點式風向傳感器，屬于儀器儀表技術領域。

背景技術

風向傳感器是用來測量大氣風向的一種傳感器，它主要應用于公路、機場、碼頭和船舶的氣象觀測，為交通運輸提供準確、可靠的氣象信息，這些信息將幫助相關人員確定最優的工作方案，從而保證人員和交通工具的安全。

風向傳感器一般包括風向標、傳動部件及風向編碼器，目前，公知的風向傳感器的風向編碼方式分為無觸點式和有觸點式兩種。

無觸點式風向傳感器編碼多為基于光電原理的格雷碼形式，此類風向傳感器的風向編碼器由發光管、光敏管和碼盤組成，碼盤設置在發光管和光敏管之間，并固定在風向傳感器風標的傳動部件上，能夠隨風標轉動而相對于發光管和光敏管轉動。傳感器工作時，發光管產生光源，碼盤上的柵格因為轉動角度的不同而產生透光和遮光的作用。透光時，對應位置的光敏管輸出高電平；遮光時，對應位置的光敏管輸出低電平。通過對光敏管輸出的高低電平進行組合編碼，傳感器便能夠輸出一個即時的風向角。為使傳感器能夠正常有效地工作，加工和裝配時必須使發光管、光敏管和相對轉動的碼盤上的柵格保持嚴格同軸，所以這種結構的傳感器加工精度要求極高，其加工成本較高。此外，由于發光管及光敏管需要連接電源線及信號線，所以必須有線纜穿過傳感器的轉動部件處，從而導致傳感器的可靠性降低。

觸點式風向傳感器多使用滑動電阻式，所采用的滑動電阻是一個非閉合的圓周結構。滑動電阻的觸點固定在風向標的轉動部件上，隨風向標的轉動而在電阻上滑動。風向標的轉角不同，測量電路所測得的電阻值不同，從而可得到即時風向值。觸點式風向傳感器因為觸點問題相對無觸點式傳感器壽命較短，可靠性較差，并且其測量范圍無法達到360度全圓周。這類傳感器也存在因轉動部件處需要固定電源線及信號線而導致傳感器可靠性降低的問題。

發明內容

本實用新型針對現有技術中風向傳感器存在的上述技術問題，提供了一種風向傳感器，所述傳感器基于電磁感應原理，能夠降低傳感器的加工精度，而且提高了傳感器的可靠性。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種風向傳感器，包括風向標、傳動部件、風向編碼器及基座，其特征在于，所述風向編碼器包括轉動盤及套設在所述轉動盤外側的定位盤，所述轉動盤與所述傳動部件相連，隨傳動部件的旋轉而轉動，所述定位盤固定在所述基座上；所述轉動盤外圓周上設置有至少兩層磁鋼體層，所述磁鋼體層上下垂直排列，每層包括有若干個磁鋼體；在所述定位盤的內圓周上、與所述磁鋼體層相對應的位置處設置有感應元件層，所述感應元件層包括有若干個感應元件，所述感應元件輸出端連接有測量電路；每層磁鋼體層及與其對應的感應元件層構成風向傳感器的編碼盤。

優選的，所述轉動盤外邊沿設置有三層磁鋼體層，在所述定位盤的內邊沿上、與所述每層磁鋼體層相對應的位置處設置有感應元件層，所述磁鋼體層和所述感應元件層構成三層編碼盤，所述三層編碼盤上下垂直排列。

根據本實用新型，當所述編碼盤為三層時，在第一層編碼盤中，第一層磁鋼體層包括8個磁鋼體，所述8個磁鋼體在所述轉動盤外圓周上從所述風向標的轉角零度位置開始每隔45°設置一個，且每個磁鋼體的長度與感應元件的長度相適應；第一層感應元件層包括8個感應元件，所述8個感應元件在所述定位盤內圓周上從所述風向標的轉角零度位置開始每隔5°設置一個；

在第二層編碼盤中，第二層磁鋼體層包括2個磁鋼體，所述2個磁鋼體在所述轉動盤外圓周上從所述風向標的轉角零度位置開始每隔180°設置一個，且每個磁鋼體長度為所述轉動盤圓周長度的1/8；第二層感應元件層包括4個感應元件，所述4個感應元件在所述定位盤內圓周上從所述風向標的轉角零度位置開始每隔45°設置一個；

在第三層編碼盤中，第三層磁鋼體層包括1個磁鋼體，所述磁鋼體設置在所述轉動盤外圓周上的風向標的轉角零度位置，且其長度為所述轉動盤圓周長度的1/2；第三層感應元件層包括1個感應元件，所述感應元件設置在所述定位盤上的風向標的轉角零度位置。

根據本實用新型，具有上述三層編碼盤的風向傳感器的分辨率為5°。

根據本實用新型，所述測量電路包括若干個編碼芯片，所述編碼芯片的輸入端連接所述感應元件的輸出端，所述編碼芯片的輸出端輸出與風向一一對應的二進制編碼。

根據本實用新型，所述感應元件為霍爾開關元件。

與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是：