风速传感器的制作方法

文档序号:12194739阅读:2168来源:国知局

本实用新型涉及气象测量设备制造技术领域,尤其是一种用于气象站测量风速的传感器。



背景技术:

目前应用广泛的风速传感器有电涡流式传感器,该传感器的结构简单,它是由风杯通过转轴带动金属齿转盘转动,通过芯片对传感器转轴转速的计算,得到风速的数据,由于这种传感器结构简单,成本低廉,所以在一些对于精度要求不太高的领域中,得到了广泛的应用。在气象测量工作中,往往需要一些较为精确的测量数据,而电涡流式传感器虽然灵敏度和耐用性都比较理想,但是它的精度已经不能完成目前一些领域的测量工作,所以又产生出精度较高的光耦感应式风速传感器。

光耦感应式风速传感器的原理为,当风杯转动时,通过主轴带动多齿转盘旋转,使多齿转盘下面的光敏三极管接收上面的发光二极管照射下来的光线,通过光敏三极管导通或截止的状态,形成与风杯转速成正比的频率信号,而经过计算以后能得到详细的风速数据,但此传感器成本较高,尚未普及应用。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种风速传感器,它能解决现有的精度较高的传感器成本高的问题。

为了解决上述问题,本实用新型采用的技术方案是:这种风速传感器,包括至少一个风杯,所述风杯通过转轴与转盘连接,所述转盘上设置有磁性元件,所述磁性元件通过磁力线与霍尔模块连接。

上述技术方案中,更为具体的方案还可以是:所述磁性元件为磁钢。

更进一步:所述霍尔模块为A3144E霍尔开关。

由于采用了上述技术方案,本实用新型与现有技术相比,具有的有益效果是:测量风速的第一步就是要将风速表示为单片机可以识别的脉冲信号,从而进行脉冲计数。本实用新型使用霍尔传感器获得脉冲信号以实现风速监测,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢,让霍尔开关靠近磁钢,就有信号输出,转轴旋转时,就会不断地产生脉冲信号输出,经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置,进行转速的测量。将霍尔开关应用在风速测量上具有成本低、灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小、能耗低和耐高温的特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述:

图1所示的风速传感器,包括通过叶片相互连接的三个风杯1,风杯1通过转轴与转盘2连接,转盘2上设置有磁性元件3,磁性元件3通过磁力线与霍尔模块4连接。

本实施例中,磁性元件3 为磁钢,霍尔模块4为A3144E霍尔开关。

A3144E霍尔开关模块是一种磁敏电路,它是由电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器、史密特触发器,温度补偿电路和集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路,其输入为磁感应强度,输出是一个数字电压信号;随着风杯1带动转盘2的转动,霍尔模块4受到设在转盘2上的磁钢磁场的触发而输出脉冲信号,该脉冲信号经过处理后输出到计数器或其它脉冲计数装置进行转速测量。

在金属或半导体薄片的两端通过控制电流,并在薄片的垂直方向施加磁场,那么,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势场(霍尔电压),这就是霍尔效应。根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件,它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。由于霍尔元件产生的电势差很小,故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上,称之为霍尔开关。霍尔开关的原理是利用霍尔效应与集成电路技术结合而制成的一种磁敏传感器,它能感知一切与磁信息有关的物理量。测量风速的第一步就是要将风速表示为单片机可以识别的脉冲信号,从而进行脉冲计数。本实用新型使用霍尔开关获得脉冲信号以实现风速监测,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢,让霍尔开关靠近磁钢,就有信号输出,转轴旋转时,就会不断地产生脉冲信号输出,经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置,进行转速的测量。本实用新型的测速过程如下:风杯1通过转轴带动转盘2转动,转盘2上的磁性元件3也随之转动,磁性元件3每靠近霍尔模块4一次,霍尔模块4就输出一次脉冲,通过主控制器的计数器记录一定时间内的脉冲次数,再结合已知的转盘的半径,就可以根据公式V=2∏rn/T算出风速值V(m/s)。

将霍尔开关应用在风速测量上具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小、能耗低和耐高温,还有不怕灰尘、油污、寿命长、结构牢固、安装方便等特点。

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