导读:本文包含了风速风向传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:风速风向传感器,动态性能,风洞实验,校核参数
风速风向传感器论文文献综述
王哲,孙博,鲁寨军,李田,盖增杰[1]（2019）在《铁路风速风向传感器动态响应特性实验研究》一文中研究指出风速风向传感器能够实时准确可靠地提供风速风向数据,是确保风区铁路运输安全的关键要素之一。兰新铁路大风具有风速变化范围大、风向变化快的特性,对传感器的动态响应特性提出更高的要求。通过风洞模拟真实环境下风速风向改变的条件,对超声式和热场式风速风向传感器及强风仪分别进行动态特性实验,研究结果表明:各传感器均存在风速跟随性误差,但均满足使用要求;热场式传感器的风向跟随误差较小,超声波传感器风向跟随误差相对稍大,且风向输出不稳定;风向改变角速度降低时,传感器风向输出波动明显减小。(本文来源于《铁道科学与工程学报》期刊2019年02期）
刘华欣[2]（2018）在《基于超声波传感器的风速风向测量研究》一文中研究指出针对传统风速仪测量过程中存在精度差、稳定性低等一些问题,设计了一种基于超声波传感器的风向风速测量系统。硬件部分主要设计了超声波发射的DDS驱动电路、信号接收调理放大电路、滤波电路以及ARM控制电路等。系统采用CPLD和AD9754产生高精度的驱动信号,同时采用32位的ARM STM32实现对数据的处理以及外围通信的功能。实验结果表明,该系统在数据处理方面速度快,具有较高的稳定性和精确度,可以满足工程应用要求。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2018年12期）
马昊天,李炳昆,全美兰,刘多文,张鹏[3]（2018）在《风向风速传感器冰冻分析及预防》一文中研究指出从辽宁省抚顺市清原县国家基本气象站(54259站)的实际工作情况出发,结合观测风气象要素实际,在冬季风向风速传感器出现冻结现象后,分析发生时的天气现象和处理方法,并提出预防风向风速传感器冰冻的注意事项。(本文来源于《农业灾害研究》期刊2018年06期）
魏明明,刘禹杉,章允昊[4]（2018）在《区域自动气象站风向风速传感器检测仪设计与应用》一文中研究指出为了解决区域自动气象站的风向传感器、风速传感器的检测难题,设计出一种新型便携式风向风速传感器检测仪。该检测仪通过上位机软件和单片机来实现智能检测和控制等功能,工作时由单片机对步进电机驱动器编程可控制步进电机的精确定位,进而精确控制风向传感器的转动角度或风速传感器的转动速度,将传感器输出值与步进电机的标准值进行对比,最终实现自动化检测风向传感器、风速传感器计量性能的目的。通过与现有检测方法对比,结果显示其精确度更高,稳定性更好;该检测仪体积小、重量轻、操作简单便于携带、集合了风向检测功能和风速检测功能;能有效地解决野外区域自动气象站的现场检测难题。(本文来源于《气象科技》期刊2018年04期）
孙禄,德西[5]（2018）在《风向风速传感器的维护维修》一文中研究指出观测资料的准确性取决于传感器和采集器的正常工作,是确保气象资料及时准确采集的前提,是开展气象服务的重要依据,影响到气象服务质量。要让传感器始终保持稳定的工作状态,必须熟悉掌握仪器的维护维修知识。按规定做好日常维护,并在出现故障时能及时排除。(本文来源于《农业与技术》期刊2018年14期）
周川云[6]（2018）在《高精度低下限超声波风速风向传感器关键技术研究》一文中研究指出本文从超声波时差法测量风速的基本原理、煤矿风速传感器的使用环境及民用超声波时差法风速风向传感器的应用现状等叁个方面论证了超声波时差法应用于煤矿环境的可能性;分析影响其应用的主要因素,提出了相应的解决预案。为解决差压式、机械式、超声波涡街式等传统矿用风速传感器测量结果容易受安装方向影响、测量下限不能满足《煤矿安全规程》中“掘进中的岩巷和其他通风人行巷道最低容许风速为0.15m/s”的风速测量问题,提出了利用超声波时差法应用于煤矿风速测量的构想。超声波时差法在民用气象风速检测领域由于其结构简单、性能稳定,得到了广泛应用,为该技术在煤矿风速检测领域的应用奠定了坚实的基础,但目前国外该技术处于领先地位。国内在测量精度和测量下限等指标方面与国外相比仍有差距。针对上述问题,本文从超声波时差法风速检测基本原理入手,深入分析了测量误差来源及不同误差因子对测量结果的影响程度,煤矿使用环境中各种误差因子的比重。通过对超声波激励和传播特性的研究,提出了基于加权思想和细分插值算法的超声波飞行时间检测方法,实现了超声波飞行时间10ns的稳定测量,提高了检测精度;通过对超声波预激活驱动技术的研究,实现了超声波低电压低功耗驱动,为硬件电路本质安全设计提供了基础;利用高速数据采集卡,结合LABview仿真软件,搭建了超声波时差法风速检测实验平台,验证了系统的软硬件设计方案的可行性,实现了分辨率0.1m/s,0~15m/s的全量程测量。通过超声波探头组结构的研究设计,该技术以适应煤矿井下高湿、高粉尘的环境,为煤矿井下风速准确测量提供了新的技术途径。实验结果表明:该系统实现了0~15m/s全量程风速测量,误差±0.1m/s,解决了煤矿井下低风速高精度测量的技术难题,为下一步该技术的产业化提供了支撑。(本文来源于《煤炭科学研究总院》期刊2018-05-31）
陶明明,李金东[7]（2018）在《基于Microwindows的风向风速传感器研究》一文中研究指出风向风速仪是船舶重要的导航设备之一,能够对舰船提供相对和真风向风速信息数据,直接影响舰船的航行安全。而风向风速传感器是气象设备要素的核心,对风向风速信息采集和测量计算的重要组成部分。该文针对采用超声波风向风速传感器技术进行了研究,并利用NI推出的Microwindows图形系统以及基于Cotex-M0核心的飞思卡尔单片机MKL05Z芯片来模拟并研究实现风向风速传感器系统。(本文来源于《电脑知识与技术》期刊2018年04期）
高伟[8]（2017）在《基于超声波传感器阵列及多重信号分类算法的风速风向测量方法》一文中研究指出风作为一种重要的自然现象,在现今生活中有着广泛的应用,在铁路、航空、航海、军事和气象等方面,风速风向的准确测量至关重要。传统的测风仪器由于存在可测风速范围不高、机械磨损、使用寿命短、维护成本高和精度较低等诸多缺点,逐渐被结构简单,测量范围宽,测量速度快,准确度高的超声波测风仪所取代。现有的超声波测风仪应用最为广泛的原理是时差法,即利用超声波在顺风和逆风情况下传播时间的不同来测量风速。国内外学者的相关研究也都是围绕时差法展开的,而时差法的测量精度完全取决于对超声波传播时间的测量精度。但是,在强电磁干扰和低信噪比的环境下,超声波传播时间的测量将变得困难甚至失效。阵列信号处理方法可以在复杂环境中对噪声进行有效抑制,目前将阵列信号处理的思想应用于气象仪器的研究,特别是超声测风方面的研究较少。本文利用阵列信号处理的优势,借鉴多重信号分类算法对风速风向信息进行估计,以突破时差法的原理限制。本文的主要工作内容如下:1.本文设计了一种弧形超声波传感器阵列结构,在此基础上建立了风速风向作用下的近场阵列接收数据的数学模型,并对其阵列流型矢量进行了推导,最后借鉴多重信号分类算法的基本思想,根据待测风速风向的范围及分辨率,通过谱峰搜索估计出风速风向信息;2.对弧形阵列结合多重信号分类算法估计风速风向信息方法的相关性能和问题展开分析和讨论:对所提方法的风速和风向估计方差公式分别进行推导,得到的公式可用于任意阵列结构,同时也分别给出了阵列测风方法的风速风向估计克拉美-罗界公式;利用估计方差的计算结果以及阵列模糊问题的分析,讨论了均匀线阵对于本文提出的方法的缺陷;接着对方法测向范围、阵列模糊和分辨力问题展开了详细的分析和讨论;通过设计仿真实验验证了方法的可行性以及相关问题和性能。3.根据待估计的风速风向范围以及分辨率,利用推导得到的方差公式,分别计算得到所提方法对风速和风向的估计方差值,从理论上对阵列测风方法估计的准确性做了一定的说明,着重分析讨论了估计方差相对较大的部分;推导得到的估计方差公式,对于分析这一类方法的准确性有着很高的应用价值。4.通过搭建硬件实验平台验证本文提出的测风方法:首先对硬件实验平台的整体结构及各部分组成进行了详细描述,利用Gill仪器对搭建的实验风洞进行了风速标定;接着说明了在硬件实验平台的实际应用中,对数据进行处理的几种方式;最后对实验平台在风洞中的实验结果以及产生误差的原因进行分析和讨论,证明了方法的可行性以及算法应用的稳定性。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
王芳[9]（2017）在《MEMS热式风速风向传感器系统的优化设计》一文中研究指出MEMS热式风速风向传感器因具有传统风检测设备所不具备的低功耗、小型化、智能化等优点,而被众多研究人员所研究。为了使其能够更广泛的应用于气象检测、农业生产以及日常生活的各个方面,对于传感器系统优化的研究也在不断的进行中。在本论文中首先分析了实验室对热式风速风向传感器温漂现象现有的补偿方法及其局限性,接着提出了一种基于软件恒温差控制的热式风速风向传感器系统,利用软件模块代替原有的惠斯通电桥来获取温差信息并利用单片机实现系统的恒温差控制,目的是消除在使用惠斯通电桥进行温差信息采样时,由于测温元件温度系数不同所造成的的温漂现象,同时实现对加热功率的准确控制。课题的主要内容如下:(1)对恒温差控制系统进行硬件电路和软件模块的设计,利用反馈控制改变流经加热元件的电流以改变加热功率,使系统实现恒温差控制;(2)对软件算法中的关键环节进行优化设计与实验验证——分别对温度采样滤波算法和恒温差控制核心算法进行了优化设计,确定了定时采样递推平均滤波算法和PID恒温差控制算法为系统软件算法的最终方案;(3)对优化后的传感器系统进行风速风向性能测试;(4)对系统的静态温漂特性进行测试并对存在的温漂现象进行分析与实验验证,最终确认该系统温漂来源较为单一,主要是来自于测温元件温度系数检测误差,因而易于进行温漂补偿,并依据分析结果对温漂现象进行了补偿。系统测试结果显示,基于软件恒温差控制的传感器系统在温差设为15℃的情况下,传感器系统的风速测量范围为Om/s-19m/s,热损失测量低风速段灵敏度为4.5mW/(m ·s-1),高风速段灵敏度为1.7mW/(m·s-1),响应时间最长为40s,热温差检测中x方向和y方向最大灵敏度分别为22.4mV/(m · s-1)和14mV/(m ·s-1),基本可以实现风速风向检测功能。系统温漂补偿后测试结果显示,在环境温度从-20℃变化到40℃的过程中,传感器系统静态加热功率仅变化2mW,对应的静态风速输出值变化量小于0.5m/s,静态温漂现象得到了较好改善。(本文来源于《东南大学》期刊2017-05-05）
朱雁青[10]（2016）在《低功耗MEMS热式风速风向传感器的研究》一文中研究指出风速风向的准确测量对社会生产生活的多个方面都有非常重要的作用。因此,风速风向传感器广泛应用于农业生产、交通运输、装备制造、能源利用和天气预测等各个领域。近年来,随着微电子机械系统(MEMS)技术的发展,各种新型的MEMS风速传感器不断涌现,风速传感器结构也逐渐趋向于微型化、集成化、智能化。其中,MEMS热式风速传感器因具有无可动结构、初始灵敏度高、成本低等优点而得到了广泛的关注。但是另一方面,因为需要将芯片加热到高于环境温度,热式风速传感器的功耗一直较高,限制了其在移动式气象测量设备等低功耗场合的应用。因此,本文以设计出一种功耗较低,性能优良,结构牢固的MEMS热式风速风向传感器为目标,对热式风速风向传感器的理论模型、结构设计、制备工艺、芯片封装等多个方面进行了深入研究,主要工作包括:(1)提出了一种新型背面感风方式的低功耗MEMS热温差型风速风向传感器。该传感器采用硅-玻璃混合基底作为传感器的衬底,传感器的加热元件和测温元件通过嵌入在玻璃中高热导率硅通孔实现与外界流体的热交换,而加热元件和测温之间通过低热导率的玻璃实现热隔离,从而提高了传感器的灵敏度和降低了传感器的功耗。传感器的制备基于玻璃热回流工艺和金属剥离工艺,整个工艺流程简单可靠。传感器采用自封装结构,有效地提高了传感器的可靠性,降低了器件的封装成本。利用测试系统对风速传感器的性能进行了测试。测试结果表明,在总功耗为24.5 mW的条件下,传感器的风速测试量程为0-25 m/s,5 m/s时的灵敏度约为7.2 mV/(m/s),低风速条件下的测量误差约为0.1 m/s,高风速条件下的误差约为0.5 m/s;传感器的风向测试量程为0-360°,最大风向误差小于6°。(2)研究了封装误差对使用不同形状加热结构的MEMS热式风速传感器输出性能的影响。实验结果表明,封装误差对传感器输出信号的影响主要表现在输出电压幅度的偏移以及风向角的相移。由于封装误差引入的热不对称性,在实际测试中,风速测量精度会随风向的改变而变化,而测试得到的风向值与实际风向值也会偏离线性变化关系。在不同的加热结构中,使用环状加热结构的风速传感器在测试过程中受封装误差的影响最小。在0-30 m/s的范围内,环状加热结构的风速传感器的输出电压随风向改变的均方根误差只有5 mV左右,风向测量误差平均值在4°左右。(3)提出了一种改进低功耗MEMS热式风速风向传感器灵敏度的后端加工工艺。在工艺完成后,传感器的衬底厚度变薄,通过衬底横向热传导损耗的热量减少;与此同时,玻璃衬底中的硅通孔突出衬底表面,使得传感器与流体之间的热对流效应增强;两者的迭加最终显着提高了传感器的灵敏度。测试结果显示,与腐蚀前的传感器相比,经过7 min和14 min的湿法腐蚀后,传感器的灵敏度得到了显着改进,分别提高了 27.7%和112.5%。研究还发现,提高传感器的灵敏度可以使得传感器在高风速下获得更好的风速测量准确度,但是对传感器的风向测量准确度几乎没有影响;传感器的风向测量准确度主要由传感器芯片的结构对称性和热对称性决定。(4)开发了一种针对正面感风方式的低功耗MEMS热式风速风向传感器的新型封装结构。该结构使用嵌入在玻璃中的低阻硅通孔实现传感器和测试电路间的电通路,提高了传感器电信号引出的可靠性,且为传感器与电路芯片之间的叁维异质集成提供了可能。成功完成了传感器的工艺制备和封装测试。测试结果显示,在总功耗为14.5 mW的条件下,传感器的风速测试量程为0-33m/s.,5m/s时的灵敏度约为20.2mV/(m/s),低风速条件下的测量误差小于0.5 m/s,高风速条件下的误差小于5%FS(Full-scale range);传感器的风向测试量程为0-360°,最大风向误差小于5°,平均风向误差约为2°。(5)研究了环境温度对MEMS热式风速风向传感器的输出信号的影响。首先建立了正面感风MEMS热式风速风向传感器及其封装结构的解析模型,该模型提供了风速传感器的输出信号与传感器结构参数、材料属性以及加热功率之间的量化关系。接着测试了封装后的风速传感器在不同温度条件下的电压输出。实验结果表明,风速传感器的电压输出信号随温度的升高而降低,低风速条件下的下降绝对值较小,高风速条件下的下降绝对值较大,但是高低风速下电压下降值的相对比例一致,温度每上升1K,传感器的输出电压下降幅度约为0.75%。基于建立的传感器解析模型和有限元仿真,最终发现传感器输出信号的温度漂移主要是由空气的热属性参数、传感器衬底的热导率以及封装结构的热导率随温度的变化引起。本论文以实现MEMS热式风速风向传感器的标准化制备、高结构可靠性和低功耗为目标,着重于对热式风速风向传感器的设计理论、结构优化、工艺制备和芯片封装等4个方面进行了研究和改进,设计的传感器具备芯片可靠性高,功耗低,测试精度好和测试范围大等特点,适合于移动气象监测设备等低功耗应用场合的指标要求。(本文来源于《东南大学》期刊2016-12-20）
风速风向传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对传统风速仪测量过程中存在精度差、稳定性低等一些问题,设计了一种基于超声波传感器的风向风速测量系统。硬件部分主要设计了超声波发射的DDS驱动电路、信号接收调理放大电路、滤波电路以及ARM控制电路等。系统采用CPLD和AD9754产生高精度的驱动信号,同时采用32位的ARM STM32实现对数据的处理以及外围通信的功能。实验结果表明,该系统在数据处理方面速度快,具有较高的稳定性和精确度,可以满足工程应用要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
风速风向传感器论文参考文献
[1].王哲,孙博,鲁寨军,李田,盖增杰.铁路风速风向传感器动态响应特性实验研究[J].铁道科学与工程学报.2019
[2].刘华欣.基于超声波传感器的风速风向测量研究[J].仪表技术与传感器.2018
[3].马昊天,李炳昆,全美兰,刘多文,张鹏.风向风速传感器冰冻分析及预防[J].农业灾害研究.2018
[4].魏明明,刘禹杉,章允昊.区域自动气象站风向风速传感器检测仪设计与应用[J].气象科技.2018
[5].孙禄,德西.风向风速传感器的维护维修[J].农业与技术.2018
[6].周川云.高精度低下限超声波风速风向传感器关键技术研究[D].煤炭科学研究总院.2018
[7].陶明明,李金东.基于Microwindows的风向风速传感器研究[J].电脑知识与技术.2018
[8].高伟.基于超声波传感器阵列及多重信号分类算法的风速风向测量方法[D].吉林大学.2017
[9].王芳.MEMS热式风速风向传感器系统的优化设计[D].东南大学.2017
[10].朱雁青.低功耗MEMS热式风速风向传感器的研究[D].东南大学.2016