一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器及其制作方法，传感器芯片采用球形外壳封装结构，利用管道将环境风速分解为三个正交方向风速分量，并引导至传感器表面，对于水平方向的风速分量，利用中心加热元件形成温度场，热传感测温元件进行上下游温度测量，所测对应的温度差可以得到对应的风速分量信息；对于竖直方向的风速分量，采用机械原理进行测量，利用吹过方形薄板的风速使得方形薄板发生弯曲造成压敏电阻阻值变化，从而得到竖直方向风速信息，水平方向和竖直方向风速信息结合分析，可以获知外部环境三维风速风向信息。本发明专利技术可有效检测三维风速风向，并且解决了三维风速风向传感器的封装问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器及其制作方法
本专利技术涉及一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器及其制作方法。
技术介绍
风速风向传感器广泛应用于气象预警、工程机械、智慧农业、机场高速公路风速监测、风力发电场等领域。目前，二维风速风向传感器发展比较成熟，但是对于三维风速风向的测量除超声风速传感器外，很难实现，但是超声风速风向传感器价格昂贵，体积较大。三维风速风向传感器的主要技术瓶颈在于目前提出的三维风速风向传感器结构，都难以进行封装，圆片裸露外界环境，很容易受到污染和破坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本专利技术提供一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器及其制作方法，其通过将外界环境的风速分解为三个正交方向分量引导至传感器测量元件表面分别测量，以获得外部环境三维风速风向信息。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器，包括方形的传感器芯片，位于传感器芯片正面设置有两组相互垂直的一维风速风向传感器，所述的一维风速风向传感器具有中心加热元件、以中心加热元件为对称轴对称分布的热传感测温元件，传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器，包括方形的传感器芯片(1)，其特征是：位于传感器芯片(1)正面设置有两组相互垂直的一维风速风向传感器(2)，所述的一维风速风向传感器(2)具有中心加热元件(3)、以中心加热元件(3)为对称轴对称分布的热传感测温元件(4)，传感器芯片(1)正面还设有方形薄板(5)，方形薄板(5)根部通过悬臂梁(6)支撑，在悬臂梁(6)根部设置有压敏电阻(7)；传感器芯片(1)的背面具有长方形空腔(8)，长方形空腔(8)的面积覆盖两组一维风速风向传感器(2)和方形薄板(5)所在区域，方形薄板(5)四周开设有U型镂空(9)。

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器，包括方形的传感器芯片(1)，其特征是：位于传感器芯片(1)正面设置有两组相互垂直的一维风速风向传感器(2)，所述的一维风速风向传感器(2)具有中心加热元件(3)、以中心加热元件(3)为对称轴对称分布的热传感测温元件(4)，传感器芯片(1)正面还设有方形薄板(5)，方形薄板(5)根部通过悬臂梁(6)支撑，在悬臂梁(6)根部设置有压敏电阻(7)；传感器芯片(1)的背面具有长方形空腔(8)，长方形空腔(8)的面积覆盖两组一维风速风向传感器(2)和方形薄板(5)所在区域，方形薄板(5)四周开设有U型镂空(9)。2.如权利要求1所述的基于MEMS技术的三维风速风向传感器，其特征是：所述的传感器芯片(1)外围包覆有球形外壳(10)，球形外壳(10)中分布有三条互不交叠、可将三维方向的风引导至对应的传感器测量元件表面的中空管道(11)。3.一种权利要求2所述基于MEMS技术的三维风速风向传感器的制作方法，其特征是：具有如下步骤：a、在SOI圆片(12)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蓓，袁宁一，丁建宁，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32