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公开(公告)号：CN113466488A
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202110814255.1
申请日：2021-07-19
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种二维温度平衡模式MEMS风速风向传感器及其制备方法，传感器包括传感器芯片部分和测控电路，传感器芯片部分基于热电偶结构，测控电路系统采用温度平衡模式。芯片中的测温元件热电偶由两层热偶臂组成。基于分时复用的思想，持续采样x和y方向上的输出电压，利用控制电路调整4个加热元件上的功耗，使得x和y方向上、下游温差为零。最终，根据4个加热元件的功耗值即可获取风速和风向信息。相较于现有技术，该传感器结构提出了新的基于热电偶的二维风速风向传感结构与检测过程，此外，解决了垂直方向热偶臂交叉互连问题，在实现多层热电堆测温时有减少材料层数与优化制备工艺的优势。
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公开(公告)号：CN113933535A
公开(公告)日：2022-01-14
申请号：CN202111143985.X
申请日：2021-09-28
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种二维双模式MEMS风速风向传感器及其制备方法，传感器包括传感器芯片部分和测控电路，传感器芯片部分基于热阻和压阻两部分，测控电路系统基于惠斯通电桥结构。热阻工作在自加热模式，风引起芯片表面温度场的不均匀分布，测量四个热阻的阻值变化可获得低速风速和风向信息；压阻测得风速引起的悬臂梁形变获得高速风速和风向信息。相较于现有技术，本发明提出了新的基于热式、压阻式的二维风速风向传感结构与检测过程，解决了热式风速传感器高风速下饱和无法测量的问题，此外，将热阻与压阻整合在同一悬臂梁上，结构简单。
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公开(公告)号：CN115902289A
公开(公告)日：2023-04-04
申请号：CN202211377420.2
申请日：2022-11-04
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种热式‑电容式宽量程MEMS风速风向传感器，传感器芯片部分包括热阻和电容器两部分，连接惠斯通电桥，将风速信号转换为电信号，实现测量。热阻采用自加热模式，在自加热提供对称热场的同时实现温度的测量，在风作用下，芯片表面的对称热场被破坏，测量热阻的阻值变化即可实现对低速风速风向的测量。在高风速下，热式原理由于饱和无法测量，由悬臂梁参与组成的电容器释放后保留一定弧度的翘曲，在风力作用下翘曲弧度改变，电容值的改变表征风力引起的悬臂梁形变，以此获得高速风速风向信息。本发明在不增加芯片面积的前提下，为热式传感器无法测量高速风速风向的问题提出了新的解决方案，保障了在量程范围内对高低风速的测量精度。
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公开(公告)号：CN113933535B
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202111143985.X
申请日：2021-09-28
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种二维双模式MEMS风速风向传感器及其制备方法，传感器包括传感器芯片部分和测控电路，传感器芯片部分基于热阻和压阻两部分，测控电路系统基于惠斯通电桥结构。热阻工作在自加热模式，风引起芯片表面温度场的不均匀分布，测量四个热阻的阻值变化可获得低速风速和风向信息；压阻测得风速引起的悬臂梁形变获得高速风速和风向信息。相较于现有技术，本发明提出了新的基于热式、压阻式的二维风速风向传感结构与检测过程，解决了热式风速传感器高风速下饱和无法测量的问题，此外，将热阻与压阻整合在同一悬臂梁上，结构简单。
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公开(公告)号：CN113466488B
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202110814255.1
申请日：2021-07-19
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种二维温度平衡模式MEMS风速风向传感器及其制备方法，传感器包括传感器芯片部分和测控电路，传感器芯片部分基于热电偶结构，测控电路系统采用温度平衡模式。芯片中的测温元件热电偶由两层热偶臂组成。基于分时复用的思想，持续采样x和y方向上的输出电压，利用控制电路调整4个加热元件上的功耗，使得x和y方向上、下游温差为零。最终，根据4个加热元件的功耗值即可获取风速和风向信息。相较于现有技术，该传感器结构提出了新的基于热电偶的二维风速风向传感结构与检测过程，此外，解决了垂直方向热偶臂交叉互连问题，在实现多层热电堆测温时有减少材料层数与优化制备工艺的优势。
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