eyc-tech 风速感测原理

简述

热线式风速传感器根据传感组件之间的热传递，例如热丝线或金属片和周围的流体。移动的流体造成热损失，改变电阻。藉由冷却的效果可平衡流体的速度。在电路上保持传感器温度恒定。因此，流体造成电压降可从传感器所消耗的功率直接测量。图为一恒温风速计(Constant Temperature Anemometer, CTA)的基本设计。

现代CTA风速计通常包括三个要素：

1.模拟/数字转换器和数据采集软件，采样CTA的风速信号，并执行数字信号处理。
2.CTA应提供用户配置选项的范围。
校准设施，涵盖量测速度范围。液体校准系统通常从数cm/s到10m/s的速度范围。气体较准系统通常从几cm/s到1马赫的速度范围。

热膜探头接入传感器电路，将气体流量信号转为电压信号，经差动放大电路和同相放大电路后，送入MSP430单机片的12位AD通道。单机片根据采集的信号计算出气体的流速，同时根据用户的需求输出4-20mA电流。

CTA的电压输出E和流体速度U，显示传递函数有一个幕次定律相关的非线性关系，它最常使用四阶多项是关系建模。此外，任何流量变量，如流体的密度和温度都会影响热传。因此，CTA传感器需要进行使用前的速度响应校准。环境温度逐渐增加可通过分析温度测量电压更正。

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