专利名称：一种风速传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，尤其是涉及一种风速传感器。
背景技术：
风速是自然环境的重要信息参数。当前社会日益注重全球环境保护，而风速与风速也越来越需要在大范围被实时、精确地测量出来。风速传感器是指能够测量风速的大小传感器。现在技术中的公开了一种风速和风速传感器，包括上盖板，下档体，侧挡板，通孔，悬臂梁阵列，应变传感器，侧挡板位于上盖板和下档体间；上盖板与侧挡板的一面紧密结合；下档体与侧挡板的另一面紧密结合，在下档体本体上分布通孔，侧挡板位于两个通孔间，悬臂梁阵列位于通孔内；悬臂梁阵列一端与应变传感器一端相连，应变传感器的另一端位于通孔的侧壁内。以上设计，并未公开测风速的机构的具体结构，现有技术中的测风速机构为了提高灵敏度，一方面改进轴承机构的设计，另一方面尽可能减轻测风速机构中的风杯的质量，因此，现有技术中的风杯均采用塑料或其它一些轻质量而又容易折损的材料，如果将这种风杯用在风力较大的环境中容易造成部件的损坏，因此抗强风能力较差，在一些强风地区不适用。
实用新型内容为此，本实用新型所要解决的是提出抗强风能力强的风速传感器。本实用新型的一种风速传感器，包括壳体；风速机构；传动轴机构，与所述风速机构连接；轴承机构，设于所述壳体内部，与所述壳体内壁连接，且与所述传动轴机构连接；风速转换电路模块，用于将所述风速机构检测到的风速磁场变化转换成模拟电流
量输出；所述风速机构包括与所述传动轴连接的风杯支架和位于所述风杯支架两端的金属风杯。上述的风速传感器，所述轴承机构包括分别套设在所述传动轴上的上轴承和下轴承，还包括位于所述上轴承和所述下轴承中间，套设于所述传动轴上的定位套；所述上轴承下端和壳体连接，上端与限位帽连接；所述下轴承与所述壳体连接，所述风速传感器还包括底座机构，位于所述轴承机构下方，与所述壳体固定连接所述风速转换电路模块固定安装在所述壳体上或所述底座机构上。上述的风速传感器，所述底座为金属件。上述的风速传感器，所述传动轴机构包括与所述风杯支架连接的传动轴，还包括锁紧螺母，套设于所述传动轴下端和位于所述锁紧螺母的末端的磁钢；所述壳体内有加热板，所述加热板设于磁钢上方，通过紧固螺钉固定在壳体中，所述加热板与所述电源装置连接。上述的风速传感器，所述风速转换电路模块为风速转换电路板，电缆和插头，其中，风速转换电路与电缆连接，所述电缆插入插头中，所述插头设置于所述底座下端。上述的风速传感器，所述风速转换电路板具有转换电路，所述风速转换电路包括 包括磁感应单元，将变化磁场转换成磁感应电压进行输出；控制单元，与所述磁感应单元连接，数据处理，用于完成对所述磁感应单元磁感应电压的模数转换，并对转换得到的电压数字量进行平滑滤波，使输出稳定的数字信号；数模转换单元，与所述控制单元连接，用于完成数字量转换成模拟电流量输出；电源单元，分别与所述控制单元，和所述数模转换单元连接，用于为该两个单元供 H1^ ο上述的风速传感器，所述电源单元包括一个兀型RC滤波器和所述兀型RC滤波器串联的LC电感滤波器。 上述的风速传感器，所述磁感应单元包括一个霍尔电路。上述的风速传感器，所述控制单元包括单片机，所述单片机设有高精度振荡器，上电复位电路，内设有增强型低电流看门狗电路，所述单片机内部设有A/D转换器。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点1.所述风速机构包括与所述传动轴连接的风杯支架和位于所述风杯支架两端的金属风杯，能提高抗强风能力。2.所述风杯为铝合金件，由于材质较轻，不但能够实现高灵敏度，而且可以使装置具有较好的抗强风能力。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1为风速传感器机械结构示意图；图2为风速传感器风速转换电路结构示意图；图3为风速传感器风速转换电路原理图；1-风杯，2-风杯支架，3-壳体，4-上轴承，5-定位套，6_下轴承，7_紧固螺钉，8_风速转换电路板，9-锁紧螺母，10-磁钢，11-底座，12-电缆，13-插头，14-底座螺母，15-传动轴，16-加热板，17-固定帽，18-限位帽，Tl-霍尔电路，T2-电流输出模块，T3-单片机， T4-电压转换模块，Bl-晶体振荡器，DUD2- 二极管，QUQ2-三极管；
具体实施方式
实施例1如图1所示的风速传感器包括壳体3 ；风速机构，设于所述壳体3上方；传动轴15，设于所述壳体3内部，并与所述风速机构连接；[0036]轴承机构，套设在所述传动轴15上，与所述壳体3连接；底座机构，本实施例为底座11，设于所述壳体3内部，位于所述轴承机构下方，与所述壳体3固定连接；风速转换电路模块，安装在所述底座11上，用于将检测到的风速磁场变化转换成模拟电流量输出；锁紧螺母9，套设于所述传动轴15下端，并所述壳体3固定连接；磁钢10，位于所述锁紧螺母9的末端；所述风速机构优选为包括与所述传动轴15连接的风杯支架2和位于所述风杯支架2两端的金属风杯1，所述金属风杯1优选为铝合金件。所述轴承机构优选为包括分别套设在所述传动轴15上的上轴承4和下轴承6，还包括位于所述上轴承4和所述下轴承6中间，套设于所述传动轴15上的定位套5 ；所述上轴承4下端和壳体3连接，上端与限位帽18连接；所述下轴承6与所述壳体3连接。所述底座11优选为金属件。所述壳体3内有加热板16，所述加热板16设于磁钢10上方，通过紧固螺钉7固定在壳体3中，其中所述加热板16与所述电源装置连接。所述风速转换电路模块为风速转换电路8，所述电源装置包括电缆12和插头13， 其中，风速转换电路板8与电缆12连接，所述电缆12插入插头13中，所述插头13设置于所述底座11下端。其中所述电缆优选为七芯防水电缆，所述插头优选为七芯航空插头。所述传动轴15上端安装有固定帽17，通过螺钉15固定在风杯支架上。所述底座 11下端安装有底座螺母14。如图2，所述风速转换电路包括磁感应单元，将变化磁场转换成磁感应电压进行输出；控制单元，与所述磁感应单元连接，数据处理，用于完成对所述磁感应单元磁感应电压的模数转换，并对转换得到的电压数字量进行平滑滤波，使输出稳定的数字信号；数模转换单元，与所述控制单元连接，用于完成数字量转换成模拟电流量输出；电源单元，分别与所述控制单元，和所述数模转换单元连接，用于为该两个单元供 H1^ ο所述电源单元优先为包括一个兀型RC滤波器和所述兀型RC滤波器串联的LC电感滤波器。如图3所示的风速传感器电路，其中风速转换电路的电源单元由接点KAl接入 DC/12-28伏正直流电压，接点KA2接500 Ω负载500另一端接DC/12-观伏电压负端，然后由电容C12、C11、C10、C8和电阻Rll组成兀型RC滤波器，在由电感L2、L1、电阻R7、二极管 D2组成LR电感滤波器。磁感应单元由集成电路、三极管Q1、电阻R1、电容C1、C6组成。所述集成电路在本实施例中优选为是一个高发敏度的霍尔电路Tl，当安装在风速仪轴杆上的磁钢在霍尔电路 Tl上方转动时。霍尔电路Tl第4角和5角输出对应的风速感应电压；其中，所述磁钢随传动轴的转动而转动，将检测到的风速转化为变化的磁场，作用于所述磁感应单元上。单片机控制单元由单片机T3、电阻R3、R4、电容C4、C7、晶体振荡器Bi，电容C14、 电阻R10、电容C5组成。单片机T3单片机内设有高精度振荡器，上电复位电路，内设有增强型低电流看门狗电路，该内部设有10位分辨A/D转换器。该单元用于完成模数转换，高速度数据处理，把霍尔电路Tl输出的磁感应电压，转换成数字信号，同时对采集的数据进行平滑滤波，使输出数字信号稳定。数模转换单元由电压转换模块T4、电流输出模块T2、电阻R7、R8、R5、R6、R14、R13、 电容C3、C15、C13组成。该单元完成数字量转换成电流量输出。其中电流输出模块T2是高精度4-20mA输出模块。把输入的5V电压信号转换成2. 5V的电压，通过电阻R9、R6，输入到电流输出模块T2的第2角，完成电压与电流之间的转换。接点KAl接外电源正，接点 KA2接外电源负。电阻R11，C10接至接点KA1。接点KA2联接电容C12，Cll，C10，C8，电感 L2。电感L2另一端接电阻R7，电阻R7另一端联接二极管Dl的正极，接电容C9，接电流输出模块T2第4角。电阻Rll的另一端接电容C8，电感Li。电感Ll的另一端接三极管D2 的正极。三极管D2的负极接T2第7角，接三极管Q2的集电极。电容C9，二极管D1，电阻 R14以上电路连接组成电源供给电路，霍尔电路Tl的第一角接T3单片机第10角。霍尔电路Tl的第7角、第2角、第3角相接并接电容Cl。电容C6接电阻R1。霍尔电路Tl的第4 角接单片机T3的第9角。霍尔电路Tl的第5角接单片机T3的第8角。霍尔电路Tl的第 6角和8角相接，再接三极管Ql的集电极，三极管Ql的基极接地，其发射极接单片机T3的第11角。单片机T3第1角接电容C17。电容C4、C2、R3、R4接电流输出模块T2的第8角。 电阻Rl组成电源供给电路。单片机T3第2角接晶体振荡器Bl的第3角。电容C14。单片机T3的第3角接电阻R10。电阻RlO另一端接晶体振荡器Bi，电容C5。晶体振荡器Bl的第1角和第4角地为模拟地。单片机T3的第4角接电阻R3。单片机T3的第5角接电压转换模块"Γ4第3角。单片机T3第6角接电压转换模块T4第1角，单片机T3的第7角接电阻R7。单片机T3的第12角接电阻R4。单片机T3的第13角接电阻R14、R13、电容C13。 单片机T3的第14角接电容C7。电容C4接模拟地。电压转换模块T4的第2角接模拟地， 电压转换模块T4的第2角接R9。电压转换模块T4的第5角接电容C15、R5、电流输出模块 T2的一角。电压转换模块T4的第1角接电阻R8。电流输出模块T2的第8角输出+5伏电压。电流输出模块T2的第1角输2. 5伏电压。电流输出模块T2的第2角接电阻R8、R7、 R5、R6。电阻R6另一端接电阻R9、电容C3。电流输出模块T2的第3角接电容C3接模拟地。电流输出模块T2的第4角接R7。电流输出模块T2的第5角接电阻R2、三极管Q2的发射极。电流输出模块T2的第6角接三极管Q2的基极。电流输出模块T2的第7角接三极管Q2的集电极。电阻R2、R13和电容C13、C15、C6、C1、C2的其中一端接模拟地。其中，霍尔电路Tl所使用的是2SA-10G型号的集成电路模块，电流输出模块为 XTRl 15U型号的集成电路模块，单片机T3为PIC16F684型号单片机。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
权利要求1.一种风速传感器，包括 壳体；风速机构；传动轴机构，与所述风速机构连接；轴承机构，设于所述壳体内部，与所述壳体内壁连接，且与所述传动轴机构连接； 风速转换电路模块，用于将所述风速机构检测到的风速磁场变化转换成模拟电流量输出；电源装置，与所述风速转换电路模块连接，为其供电； 其特征在于所述风速机构包括与所述传动轴连接的风杯支架和位于所述风杯支架两端的金属风杯。
2.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于所述轴承机构包括分别套设在所述传动轴上的上轴承和下轴承，还包括位于所述上轴承和所述下轴承中间，套设于所述传动轴上的定位套；所述上轴承下端和壳体连接，上端与限位帽连接；所述下轴承与所述壳体连接，所述风速传感器还包括底座机构，位于所述轴承机构下方，与所述壳体固定连接所述风速转换电路模块固定安装在所述壳体上或所述底座机构上。
3.根据权利要求2所述的风速传感器，其特征在于 所述底座为金属件，所述风杯优选为铝合金件。
4.根据权利要求3所述的风速传感器，其特征在于所述传动轴机构包括与所述风杯支架连接的传动轴，还包括锁紧螺母，套设于所述传动轴下端和位于所述锁紧螺母的末端的磁钢；所述壳体内有加热板，所述加热板设于磁钢上方，通过紧固螺钉固定在壳体中，所述加热板与所述电源装置连接。
5.根据权利要求4所述的风速传感器，其特征在于所述风速转换电路模块为风速转换电路板，所述电源装置包括电缆和插头，其中，风速转换电路板与电缆连接，所述电缆插入插头中，所述插头设置于所述底座下端。
6.根据权利要求5所述的风速传感器，其特征在于所述风速转换电路板具有风速转换电路，所述风速转换电路包括磁感应单元，将变化磁场转换成磁感应电压进行输出；控制单元，与所述磁感应单元连接，数据处理，用于完成对所述磁感应单元磁感应电压的模数转换，并对转换得到的电压数字量进行平滑滤波，使输出稳定的数字信号； 数模转换单元，与所述控制单元连接，用于完成数字量转换成模拟电流量输出； 电源单元，分别与所述控制单元，和所述数模转换单元连接，用于为该两个单元供电。
7.根据权利要求6所述的风速传感器，其特征在于所述电源单元包括一个兀型RC滤波器和所述兀型RC滤波器串联的LC电感滤波器。
8.根据权利要求7所述的风速传感器，其特征在于 所述磁感应单元包括一个霍尔电路。
9.根据权利要求8所述的风速传感器，其特征在于所述控制单元包括单片机，所述单片机设有高精度振荡器，上电复位电路，内设有增强型低电流看门狗电路，所述单片机内部设有A/D转换器。
专利摘要本实用新型公开了一种风速传感器，包括壳体；风速机构，设于所述壳体上方；传动轴，设于所述壳体内部，并与所述风速机构连接；轴承机构，套设在所述传动轴上，与所述壳体连接；风速转换电路模块，用于将检测到的风速磁场变化转换成模拟电流量输出；锁紧螺母，套设于所述传动轴下端；磁钢，位于所述锁紧螺母的末端；所述风速机构包括与所述传动轴连接的风杯支架和位于所述风杯支架两端的金属风杯。
文档编号G01P5/08GK202204827SQ20112030900
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者叶阿敏, 张胜德 申请人:浙江贝良风能电子科技有限公司