一种恒功率恒温风速传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种恒功率恒温风速传感器，包括外壳，连接于外壳的转轴和设于转轴上的轴承，连接于转轴顶部的支架，连接于支架的风杯，连接于转轴底部的磁铁；设有ARM控制器和磁旋转位置传感器U1并且磁旋转位置传感器U1设于磁铁附近的电路板，电路板设于外壳内，磁旋转位置传感器U1与ARM控制器连接；电路板还设有电源转换模块、加热电阻和恒功率恒温控制模块。本实用新型专利技术采用恒功率恒温控制模块对加热电阻进行恒功率恒温控制，当环境温度低于设计温度时，加热电阻开始加热，加热采用高频开关电路进行控制，能实时调整加热功率和加热温度。本实用新型专利技术简单实用，能在冰冻环境中照常使用，能保护加热IC，达到真正恒温加热的效果，工作更加稳定。

A Constant Power and Constant Temperature Wind Velocity Sensor

The utility model discloses a constant power and constant temperature wind speed sensor, which comprises a housing, a rotating shaft connected to the housing and a bearing on the rotating shaft, a bracket connected to the top of the rotating shaft, a wind cup connected to the bracket and a magnet connected to the bottom of the rotating shaft, a circuit board with an ARM controller and a magnetic rotation position sensor U1 located near the magnet, and a circuit board arranged near the magnet. In the case, the magnetic rotation position sensor U1 is connected with the ARM controller, and the circuit board is also equipped with power conversion module, heating resistance and constant power and temperature control module. The utility model adopts a constant power constant temperature control module to control the heating resistance. When the ambient temperature is lower than the design temperature, the heating resistance starts to heat, and the heating is controlled by a high frequency switch circuit, which can adjust the heating power and temperature in real time. The utility model is simple and practical, can be used as usual in frozen environment, can protect heating IC, achieves the effect of real constant temperature heating, and works more stably.

【技术实现步骤摘要】
一种恒功率恒温风速传感器
本技术属于新能源、风力发电
，具体涉及一种恒功率恒温风速传感器。
技术介绍
机械式风速传感器利用风杯作为感应部件，其感应部件随风旋转并带动风速码盘进行光电扫描，输出相应的电脉冲信号，从而计算出相应风速，风杯一般采用强度高、启动好的材料，例如碳纤维材料，机械式风速传感器可广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域。传统的机械式风速传感器大多没有加热化冰功能，部分风速传感器采用限功率恒温加热技术，机械式风速传感器加热技术主要采用电子元件发热或加热电阻进行加热。环境温度越低加热功率越大，环境温度越高功率越小。当环境温度低于-35℃时加热启动电流过大容易损坏发热IC。当环境温度越低加热效果越差因为加热功率随风速传感器内部温度升高而降低。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本技术目的在于提供一种恒功率恒温风速传感器。本技术所采用的技术方案为：一种恒功率恒温风速传感器，包括外壳，连接于外壳的转轴和设于转轴上的轴承，连接于转轴顶部的支架，连接于支架的风杯，恒功率恒温风速传感器还包括：连接于转轴底部的磁铁；设有ARM控制器和磁旋转位置传感器U1并且磁旋转位置传感器U1设于磁铁附近的电路板，电路板设于外壳内，磁旋转位置传感器U1与ARM控制器连接；所述电路板还设有电源转换模块、加热电阻和恒功率恒温控制模块，恒功率恒温控制模块包括串联在直流电压源端的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，基极连接第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的节点、集电极连接直流电压源端的第一PNP复合管Q3，以及基极连接ARM控制器接入PWM1信号、集电极连接第一PNP复合管Q3的发射极、发射极连接加热电阻的第二PNP复合管Q4；恒功率恒温控制模块还包括设于加热电阻附近的温敏电阻RT1，以及与温敏电阻RT1串联的第三分压电阻R5，ARM控制器连接温敏电阻RT1和第三分压电阻R5之间节点采集温度，ARM控制器连接第二PNP复合管Q4的发射极采集最大加热电流。接入的PWM1信号用于调整加热电流和温度大小，当PWM1信号为H时，第一PNP复合管Q3和第二PNP复合管Q4导通，加热电阻开始加热，PWM1信号的占空比在10％-90％变化；当加热电流或温度超过额定值时开始减小PWM1信号。本技术为了解决现有技术中因加热功率随传感器内部温度升高而降低造成的当环境温度越低加热效果越差的问题，采用恒功率恒温控制模块对加热电阻进行恒功率恒温控制，当环境温度低于设计温度时，加热电阻开始加热，加热采用高频开关电路进行控制，能实时调整加热功率和加热温度。在上述技术方案的基础上，所述加热电阻包括并联的第一加热电阻R3和第二加热电阻R4。在上述技术方案的基础上，所述电路板还设有桥式整流器D3，桥式整流器D3接入24V交流电，桥式整流器D3的正极输出端为直流电压源端。在上述技术方案的基础上，所述电源转换模块包括电源转换芯片U3、第四分压电阻R7、第五分压电阻R12、频率设定电阻R18、第六分压电阻R8和第七分压电阻R9，24V交流电依次通过保险丝、二极管D2转换成24V直流电后输入到电源转换芯片U3的电源输入引脚VIN，串联在24V直流电端的第四分压电阻R7和第五分压电阻R12进行电压采样后输入到电源转换芯片U3的使能引脚EN，电源转换芯片U3的上管驱动信号参考点引脚SW通过储能电感L1连接到5V电压输出端，串联在5V电压输出端的第六分压电阻R8和第七分压电阻R9进行电压采样输入到电源转换芯片U3的输出电压反馈引脚FB，电源转换芯片U3的上管驱动信号参考点引脚SW还连接有续流二极管D1，上管驱动信号参考点引脚SW与自升压引脚BST之间还连接有电容C4，频率设定电阻R18与电源转换芯片U3的频率设定引脚FREQ连接。在上述技术方案的基础上，所述ARM控制器的型号为STM32F030。在上述技术方案的基础上，所述外壳包括底座、中壳和上壳，底座的上端与中壳的下端卡扣连接，底座和中壳内部均设有腔体并通过连接于底座内壁的隔板隔开，上壳套接于中壳的上端并可旋转，上壳和中壳均设有通孔，通孔与中壳的腔体连通，转轴和轴承设于通孔中，转轴的上端穿过通孔顶部与支架连接并且通过压紧螺母压紧，转轴的下端穿过通孔底部连接磁铁。本技术简单实用，能在冰冻环境中照常使用，通过数字智能恒功率恒温控制模块，能保护加热IC，即PNP复合管Q3，达到真正恒温加热的效果，工作更加稳定。在上述技术方案的基础上，所述中壳的上端的外径略小于上壳的内径，并且中壳设有限位凹槽，上壳设有滑动连接于限位凹槽中的限位块。为了起到更好地限位作用，所述限位凹槽设于中壳的顶部，限位凹槽和限位块均为竖向设置，相应地，上壳包括壳壁和连接于壳壁顶部的壳顶，限位块则设于上壳的壳顶下表面。在上述技术方案的基础上，所述底座的下端设有锁紧螺母，底座与中壳的连接处还设有密封挡圈。在上述技术方案的基础上，所述支架包括三个相互呈120°夹角的子支架，三个子支架处于同一平面，支架水平设置，子支架各放一个风杯。本技术的有益效果为：1、本技术为了解决现有技术中因加热功率随传感器内部温度升高而降低造成的当环境温度越低加热效果越差的问题，采用恒功率恒温控制模块对加热电阻进行恒功率恒温控制，工作电压为24V，最大加热功率为48W，当环境温度低于设计温度时，加热电阻开始加热，加热采用高频开关电路进行控制，能实时调整加热功率和加热温度。2、本技术简单实用，能在冰冻环境中照常使用，通过数字智能恒功率恒温控制模块，能保护加热IC，即PNP复合管Q3，达到真正恒温加热的效果，工作更加稳定。附图说明图1是本技术-实施例的结构示意图。图2是本技术-实施例的剖面结构示意图。图3是本技术-实施例ARM控制板的电路原理图。图4是本技术-实施例加热板电路原理图。图中：1-外壳；101-底座；102-中壳；103-上壳；104-锁紧螺母；105-隔板；106-密封挡圈；2-风杯；3-支架；4-转轴；5-轴承；6-磁铁；7-ARM控制板；8-加热板。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步阐述。实施例：如图1-4所示，本实施例的一种恒功率恒温风速传感器，包括外壳1、风杯2、支架3、转轴4、轴承5、磁铁6和电路板。本实施例中，电路板包括ARM控制板7和加热板8。外壳1包括底座101、中壳102和上壳103，其中，底座101的上端与中壳102的下端卡扣连接，底座101和中壳102内部均设有腔体并通过连接于底座101内壁的隔板105隔开，底座101的下端设有锁紧螺母104，底座101与中壳102的连接处还设有密封挡圈106。上壳103套接于中壳102的上端并可旋转，在本实施例中，中壳102的上端的外径略小于上壳103的内径，并且中壳102设有限位凹槽，上壳103设有滑动连接于限位凹槽中的限位块。为了起到更好地限位作用，限位凹槽设于中壳102的顶部，限位凹槽和限位块均为竖向设置，相应地，上壳103包括壳壁和连接于壳壁顶部的壳顶，限位块则设于上壳103的壳顶下表面。上壳103和中壳102均设有通孔，该通孔与中壳102的腔体连通。转轴4和轴承5设于通孔中，转轴4的上端穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒功率恒温风速传感器，包括外壳(1)，连接于外壳的转轴(4)和设于转轴上的轴承(5)，连接于转轴顶部的支架(3)，连接于支架的风杯(2)，其特征在于：恒功率恒温风速传感器还包括：连接于转轴底部的磁铁(6)；设有ARM控制器和磁旋转位置传感器U1并且磁旋转位置传感器U1设于磁铁附近的电路板，电路板设于外壳内，磁旋转位置传感器U1与ARM控制器连接；所述电路板还设有电源转换模块、加热电阻和恒功率恒温控制模块，恒功率恒温控制模块包括串联在直流电压源端的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，基极连接第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的节点、集电极连接直流电压源端的第一PNP复合管Q3，以及基极连接ARM控制器接入PWM1信号、集电极连接第一PNP复合管Q3的发射极、发射极连接加热电阻的第二PNP复合管Q4；恒功率恒温控制模块还包括设于加热电阻附近的温敏电阻RT1，以及与温敏电阻RT1串联的第三分压电阻R5，ARM控制器连接温敏电阻RT1和第三分压电阻R5之间节点采集温度，ARM控制器连接第二PNP复合管Q4的发射极采集最大加热电流；所述支架包括三个相互呈120°夹角的子支架，三个子支架处于同一平面，支架水平设置，子支架各放一个风杯。...

【技术特征摘要】
1.一种恒功率恒温风速传感器，包括外壳(1)，连接于外壳的转轴(4)和设于转轴上的轴承(5)，连接于转轴顶部的支架(3)，连接于支架的风杯(2)，其特征在于：恒功率恒温风速传感器还包括：连接于转轴底部的磁铁(6)；设有ARM控制器和磁旋转位置传感器U1并且磁旋转位置传感器U1设于磁铁附近的电路板，电路板设于外壳内，磁旋转位置传感器U1与ARM控制器连接；所述电路板还设有电源转换模块、加热电阻和恒功率恒温控制模块，恒功率恒温控制模块包括串联在直流电压源端的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，基极连接第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的节点、集电极连接直流电压源端的第一PNP复合管Q3，以及基极连接ARM控制器接入PWM1信号、集电极连接第一PNP复合管Q3的发射极、发射极连接加热电阻的第二PNP复合管Q4；恒功率恒温控制模块还包括设于加热电阻附近的温敏电阻RT1，以及与温敏电阻RT1串联的第三分压电阻R5，ARM控制器连接温敏电阻RT1和第三分压电阻R5之间节点采集温度，ARM控制器连接第二PNP复合管Q4的发射极采集最大加热电流；所述支架包括三个相互呈120°夹角的子支架，三个子支架处于同一平面，支架水平设置，子支架各放一个风杯。2.根据权利要求1所述的一种恒功率恒温风速传感器，其特征在于：所述加热电阻包括并联的第一加热电阻R3和第二加热电阻R4。3.根据权利要求1所述的一种恒功率恒温风速传感器，其特征在于：所述电路板还设有桥式整流器D3，桥式整流器D3接入24V交流电，桥式整流器D3的正极输出端为直流电压源端。4.根据权利要求1所述的一种恒功率恒温风速传感器，其特征在于：所述电源转换模块包括电源转换芯片U3、第四分压电阻R7、第五分压电阻R12、频率设定电阻R18、第六分压电阻R8和第七分压电阻R9，24V交流电依次通过保险丝、二极管D2转...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔益华，
申请(专利权)人：海外远景北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11