[實用新型]一種風速傳感器測量電路

有效

• 申請號: 202221042616.1
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN217484349U
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 張鑫偉;李舟;焦松濤;王會敏;宋夢森
• 申請（專利權）人: 華云升達(北京)氣象科技有限責任公司
• 主分類號: G01P5/12
• 分類號: G01P5/12
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 胡曉男;吳昊

本實用新型提供一種風速傳感器測量電路，通過邏輯控制電路完成電阻除法電路中兩個測溫電阻的位置切換，通過電阻除法電路完成對被測風速傳感器兩個測溫電阻的除法運算，由主控電路根據電阻除法電流的輸出信號生成風速信號，完成測算風速，這樣的電路結構，與現有技術中的電橋電路相比，測量原理有著本質上的區別，從電路原理角度入手，能夠明顯改善風速傳感器在高風速下的響應特性，提高風速傳感器的在高風速下的分辨率。

技術領域

本實用新型涉及氣象觀測領域，尤其涉及一種風速傳感器測量電路。

背景技術

在氣象觀測領域中，風速是最為基本的氣象要素之一，關系生產生活水平和生命財產安全。目前，風速測量方式多種多樣，具有各異的優勢并適用于不同的場景。以MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統)為工藝的熱膜式風速傳感器具有體積小、易于集成、精度高、功耗小等優勢，成為當前新興的、發展迅速的風速傳感器，但該種傳感器風速測量范圍小，嚴重限制了熱膜式風速傳感器應用范圍。因此，有必要對該問題進行針對性的研究。

風速傳感器是風速測量的核心，為了提升傳感器性能，在風速傳感器方面，相關研究主要針對傳感器的基材、結構等角度開展，嘗試通過減小傳感器熱損耗率的方式來提升傳感器高風速響應靈敏度，進而擴大風速測量范圍。在風速測量電路設計方面，創新型研究內容較少，常用的電路測量方案中采用恒溫差電路實現電阻加熱，采用電橋電路實現測溫電阻的風速讀取。在低風速時，電橋電路可以有較高的分辨率，但隨著風速提高，分辨率逐漸下降直至為0，該特點是MEMS風速傳感器的重要缺陷之一，嚴重限制了MEMS風速傳感器的使用場景。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提供一種風速傳感器測量電路，從電路原理角度入手，改善了風速傳感器在高風速下的響應特性，提高風速傳感器的在高風速下的分辨率。

本實用新型實施例提供一種風速傳感器的測量電路，所述風速傳感器包括第一測溫電阻和第二測溫電阻，所述測量電路包括：

電阻除法電路，與被測風速傳感器連接，用于對所述被測風速傳感器的第一測溫電阻和第二測溫電阻進行除法運算，得到輸出信號；

邏輯控制電路，與所述電阻除法電路的輸出端、輸入端連接，用于控制被測風速傳感器的第一測溫電阻和第二測溫電阻的位置切換；

主控電路，與所述電阻除法電路、所述邏輯控制電路連接，用于根據所述輸出信號生成風速信號。

在一些實施例中，所述電阻除法電路，包括：

模擬開關，所述模擬開關的第一端和第二端接入參考信號，所述模擬開關的第三端連接所述第二測溫電阻一端，所述第二測溫電阻另一端連接所述第一測溫電阻一端，所述第一測溫電阻另一端連接所述模擬開關的第四端，所述模擬開關用于切換所述第一測溫電阻和所述第二測溫電阻的位置；

電阻除法器，反相輸入端連接所述第二測溫電阻另一端，同相輸入端連接補償電阻一端，所述補償電阻另一端接地，所述電阻除法器的輸出端連接至所述模擬開關的第五端、第六端，所述電阻除法器用于對所述第一測溫電阻和所述第二測溫電阻進行除法運算。

在一些實施例中，所述邏輯控制電路，包括：

模擬比較器，同向輸入端接入參考信號，反相輸入端接入所述電阻除法器的輸出信號的翻轉信號，并對所述參考信號和所述翻轉信號進行比較，所述模擬比較器的輸出端連接分壓電路；

JK觸發器，J端、K端、時鐘信號引腳與所述主控電路連接，所述時鐘信號引腳還連接至所述分壓電路，所述JK觸發器的輸出端連接所述模擬開關的輸入端，所述J端、所述K端的狀態由所述主控電路根據所述電阻除法器的輸出信號設定，以控制所述第一測溫電阻和第二測溫電阻的位置切換。

在一些實施例中，所述分壓電路包括：

第三電阻，一端連接所述模擬比較器的輸出端；