一种基于CMOS工艺的二维风速传感器的设计和测试

摘要

给出了一种完全基于CMOS工艺的、能同时测量风速和风向的二维测风传感器的结构、工作原理及其测试结果。该传感器采用恒温差工作模式，热堆输出电压平均值反映芯片温度和环境温度的差，省去了测温二极管。风速测量采用热损失型原理．因此不存在速度量程问题；同时通过四周对称分布热堆的相对差分输出得到风向，风向的测试和风速无关。测试电路是由普通运放电路组成的控制和测试系统。经过风洞测试，风速的测量可以达到23m／s，风速分辨率达到0．5m／s，风速的最大误差为0．5m／s。传感器的反应时间为3～5秒，整个功率损耗约为50mW。