MEMS风速风向传感器倾斜效应研究
文档名：MEMS风速风向传感器倾斜效应研究
摘要：主要针对智能电网、海上浮标等容易发生倾斜状态的应用场景,研究了微电子机械系统(MEMS)热式风速风向传感器的输出性能,并对带有空气动力学壳罩的传感器进行了有限元仿真和风场测试.测试结果表明,风向测量误差和仿真误差均较小,但风速测量误差却远大于仿真误差.进一步分析可知,其原因是传感器在封装时其外壳容易产生倾斜.为了解决这一问题,采用3D打印技术实现一体化的封装外壳.测试结果表明,在±20°以内的倾斜状态下,优化后传感器的风速、风向测量误差分别满足±(0.3+5％v)m/s、±3°的指标要求.
Abstract：Fortheapplicationsituationoftheeasyoccurrenceofinclinedconditionofsmartgridandbuoys,theoutputofthemicro-elec-tro-mechanicalsystems(MEMS)thermalwindsensorsisstudied.TheMEMSthermalwindsensorswithaerodynamiccoveraresimulatedandtestedunderinclinedcondition.Theexperimentsdemonstratethatthemeasurementerrorofwindspeedinthetestismuchlargerthanthesimulationerrorwhileboththesimualtionerrorandmeasurementerrorofthewinddirectionaresmall.Thisiscausedbythetiltedsensorafterpackaging.Inordertosolvethisproblem,anintegratedpackageisrealizedbyusing3Dprintingtechnology.Finally,themeasurementsindicatethatthemeasurementerroroftheoptimizedsensorunderinclinedconditioncanachievetheperformanceof±(0.3+5％v)m/sforspeedand±3°fordirection,respectively.
作者：韦杰 王志明 田兵 张伟勋 卢星宇 李远 罗星恒 易真翔 秦明 Author：WEIJie WANGZhiming TIANBing ZHANGWeixun LUXingyu LIYuan LUOXingheng YIZhenxiang QINMing
作者单位：南方电网数字电网研究院股份有限公司新型电力系统数字技术联合实验室,广东广州510663东南大学集成电路学院,江苏南京210096
刊名：传感技术学报
Journal：ChineseJournalofSensorsandActuators
年，卷(期)：2024, 37(2)
分类号：TN37
关键词：微电子机械系统风速风向传感器热式倾斜效应
Keywords：MEMSwindsensorthermalinclinedcondition
机标分类号：Q436TP212TH133.39
在线出版日期：2024年3月28日
基金项目：国家重点研发计划，南网数研院输电线路微气象MEMS风速风向传感技术研究项目MEMS风速风向传感器倾斜效应研究[
期刊论文]传感技术学报--2024, 37(2)韦杰王志明田兵张伟勋卢星宇李远罗星恒易真翔秦明主要针对智能电网、海上浮标等容易发生倾斜状态的应用场景,研究了微电子机械系统(MEMS)热式风速风向传感器的输出性能,并对带有空气动力学壳罩的传感器进行了有限元仿真和风场测试.测试结果表明,风向测量误差和仿真误差...参考文献和引证文献
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