二維流速矢量測量傳感器及其制作方法、信號的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種二維流速矢量測量傳感器及其制作方法、信號的處理方法，該二維流速矢量測量傳感器包括基底，該基底上設(shè)有圓形的熱敏電阻區(qū)域，該熱敏電阻區(qū)域被均分為至少三個扇形區(qū)域，每一個該扇形區(qū)域均布置有一個迂回結(jié)構(gòu)的熱敏電阻絲，以便該熱敏電阻絲均勻分布在該扇形區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明提供的二維流速矢量測量傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單，測量方便。
【專利說明】二維流速矢量測量傳感器及其制作方法、信號的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種二維流速矢量測量傳感器及其制作方法、信號的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]流速測量在國民生產(chǎn)和國防工業(yè)的多個領(lǐng)域都有需求，尤其在航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域有著重要作用。傳統(tǒng)的流速測量方法有皮托管/壓力傳感器、熱式傳感器等測量方法，其中熱式測量方法利用熱線/熱膜等熱敏元件進行流速測量，是一種簡單、易用的方法。熱線/熱膜敏感元件是熱敏電阻絲(膜)，電流通過電阻絲(膜)，使熱敏電阻產(chǎn)生熱量從而升溫。當流體介質(zhì)從熱敏電阻周圍流過時，會帶走熱量造成電阻冷卻，從而引起熱敏電阻阻值的變化。電阻阻值測量采用惠斯通電橋，可采用如恒流、恒壓和恒溫差模式進行檢測。其中恒溫差檢測方法的特點是動態(tài)響應(yīng)快、靈敏度高、易于實施溫度補償，因此廣泛應(yīng)用于熱式流速測量領(lǐng)域。這種方法通過一個閉環(huán)回路實現(xiàn)對熱敏流速傳感器的恒溫控制，在恒溫差電路中設(shè)置一個溫度傳感器檢測環(huán)境溫度，其阻值隨著環(huán)境溫度變化而發(fā)生變化，熱敏元件溫度與環(huán)境溫度的溫差通過電橋被檢測出，通過放大器影響加熱功率，從而實現(xiàn)熱敏流速傳感器對于環(huán)境溫度的恒溫差控制。
[0003]對流速矢量測量傳統(tǒng)采用機械風(fēng)標等方式，測量裝置大、可靠性差；也有采用多壓力傳感器/皮托管的方式檢測流速大小和方向，但傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以集成；采用微型熱敏結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)傳感器的小型化和集成化，已有技術(shù)提出采用多個微型加熱元件與多個微型溫度測量元件的組合方式進行流速矢量檢測，但該種方式中傳感器結(jié)構(gòu)仍然復(fù)雜，元件較多，需要加熱元件對局部環(huán)境加熱，再利用分布式的多個溫度傳感器進行溫場的檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種二維流速矢量測量傳感器及其制作方法、信號的處理方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中流速矢量測量傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種二維流速矢量測量傳感器，包括基底，所述基底上設(shè)有圓形的熱敏電阻區(qū)域，所述熱敏電阻區(qū)域被均分為至少三個扇形區(qū)域，每一個所述扇形區(qū)域均布置有一個迂回結(jié)構(gòu)的熱敏電阻絲，以便所述熱敏電阻絲均勻分布在所述扇形區(qū)域內(nèi)。
[0008]進一步地，還包括設(shè)置在所述熱敏電阻絲上的保護層。
[0009]進一步地，所述熱敏電阻絲的厚度為50?500nm。
[0010]進一步地，還包括所述各熱敏電阻絲的恒溫差電路，所述恒溫差電路包括惠斯通電橋和差分放大器L ；
[0011]所述惠斯通電橋的兩輸出節(jié)點與所述差分放大器L的一端連接，所述差分放大器的另一端輸出反饋至電橋橋頂形成閉環(huán)反饋回路；
[0012]所述惠斯通電橋中的一個橋臂為所述二維流速矢量測量傳感器中的熱敏電阻絲Rh，用于檢測熱敏電阻絲溫度，其相對橋臂為溫度傳感器R。，用于測量環(huán)境溫度并進行溫度補償；
[0013]所述惠斯通電橋另外兩個橋臂為固定電阻Ra和Rb，Rh與Rb串聯(lián)，R。與Ra串聯(lián)，R R -a
十 P /，其中，Rc0Rc
Rb Rh0.ah
零攝氏度下的電阻值，α。為溫度傳感器R。的溫度電阻系數(shù)，Cih為熱敏電阻絲Rh的溫度電阻系數(shù)，所述惠斯通電橋還包括與溫度傳感器R。串聯(lián)的Rtb，用于調(diào)節(jié)所述熱敏電阻絲Rh的溫度，所述恒溫差電路輸出電壓U為熱敏電阻絲輸出。
[0014]為解決上述問題，本發(fā)明還提供一種如上述任意一種的二維流速矢量測量傳感器的制造方法，包括:
[0015]A:在表面絕緣的基底上形成掩模板，所述掩模板上具有與所述熱敏電阻絲的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圖形；
[0016]B:在所述掩模板上沉積熱敏材料層；
[0017]C:剝離所述掩模板形成熱敏電阻絲的結(jié)構(gòu)。
[0018]進一步地，在步驟A之后、步驟B之前還包括:在所述掩模板上沉積粘附層。
[0019]進一步地，在步驟C之后還包括:在所述熱敏電阻絲上沉積保護層。
[0020]為解決上述問題，本發(fā)明還提供一種對上述任意一種傳感器的信號的處理方法，包括:
[0021]S1:采集所述二維流速矢量測量傳感器中的各熱敏電阻絲的輸出信號；
[0022]S2:構(gòu)造BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行標定；
[0023]S3:將所述熱敏電阻絲的輸出信號輸入所述標定后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到所述輸出信號對應(yīng)的流速大小信息和方向信息。
[0024]進一步地,步驟S2包括:
[0025]S21:構(gòu)造BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并初始化所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括設(shè)置所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)參數(shù)W1和W2的初值；
[0026]S22:在預(yù)設(shè)的流速矢量下采集所述二維流速矢量測量傳感器的熱敏電阻絲的輸出數(shù)據(jù)，將所述輸出數(shù)據(jù)輸入所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)；
[0027]S23:將所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的流速矢量進行比較，若所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的流速矢量之間的誤差小于或等于設(shè)定的閾值，則標定結(jié)束，否則，修正所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)參數(shù)并返回S22繼續(xù)進行標定。
[0028](三)有益效果
[0029]本發(fā)明提供的二維流速矢量測量傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)360度全方位的二維矢量流測量，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、測量方便，由于將加熱元件和溫度測量元件合二為一，在簡化結(jié)構(gòu)的同時還節(jié)省了功耗?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明實施方式提供的一種二維流速矢量測量傳感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖2是本發(fā)明實施方式提供的又一種二維流速矢量測量傳感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖3是本發(fā)明實施方式提供的一種恒溫差電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0034]本發(fā)明實施方式提供了一種二維流速矢量測量傳感器，包括基底，所述基底上設(shè)有圓形的熱敏電阻區(qū)域，所述熱敏電阻區(qū)域被均分為至少三個扇形區(qū)域，每一個所述扇形區(qū)域均布置有一個迂回結(jié)構(gòu)的熱敏電阻絲，以便所述熱敏電阻絲均勻分布在所述扇形區(qū)域內(nèi)。
[0035]其中，該二維流速矢量測量傳感器還包括設(shè)置在所述熱敏電阻絲上的保護層。
[0036]其中，所述基底的材料可以為玻璃或者聚酰亞胺薄膜。
[0037]其中，所述熱敏電阻絲的厚度為50?500nm，該熱敏電阻絲的材料可以為具有溫度電阻特性的金屬、半導(dǎo)體等材料，通過刻蝕加工使薄膜圖形化，形成熱敏電阻絲和焊盤。熱敏電阻線分布在一個圓的等分η個扇形區(qū)(η >3)內(nèi)，例如可以采用迂回曲橋的線結(jié)構(gòu)，從而使整個扇區(qū)面積內(nèi)均勻發(fā)熱。
[0038]本發(fā)明實施方式提供的二維流速矢量測量傳感器，其基底上設(shè)有圓形的熱敏電阻區(qū)域，該熱敏電阻區(qū)域被均分為至少三個扇形區(qū)域，每一個扇形區(qū)域均布置有一個迂回結(jié)構(gòu)的熱敏電阻絲，各熱敏電阻絲具有相同結(jié)構(gòu)，并具有相同電阻值，熱敏絲兩端分別連接焊盤用于電信號輸入和輸出，該熱敏電阻絲既作為加熱元件，也作為溫度測量元件，當傳感器工作時，對各個熱敏絲進行電加熱，使它們溫度升高至高于環(huán)境溫度的一個相等溫差，在流體靜止的環(huán)境中，熱敏絲作為一個熱源，與環(huán)境和基底進行熱交換，并達到熱平衡，此時在熱敏元件的周圍以及上方形成一個圓形的溫度場，當有流體沿某個方向流經(jīng)傳感器時，該溫度場將沿流速方向產(chǎn)生變形，造成圓形內(nèi)各點溫度的變化，該溫度的變化被分布在圓內(nèi)的各個熱敏絲所檢測，將由于溫度變化造成的各熱敏絲電阻變化信息通過恒溫差電路轉(zhuǎn)化成電壓信號輸出、采集并進行數(shù)據(jù)融合就可以獲得流速的大小和方向。
[0039]圖1是本發(fā)明實施方式提供的一種二維流速矢量測量傳感器的結(jié)構(gòu)圖，包括基底10，基底10上設(shè)有圓形的熱敏電阻區(qū)域，所述熱敏電阻區(qū)域被均分為四個扇形區(qū)域，每一個所述扇形區(qū)域均布置有一個迂回結(jié)構(gòu)的熱敏電阻絲，包括熱敏電阻絲2、熱敏電阻絲3、熱敏電阻絲5和熱敏電阻絲6，其中，每一個熱敏電阻絲的兩端設(shè)置有焊盤，用于與調(diào)理電路進行電氣連接，在圖1中，熱敏電阻絲2兩端的焊盤為焊盤4和焊盤8，熱敏電阻絲3兩端的焊盤為焊盤4和焊盤1，熱敏電阻絲5兩端的焊盤為焊盤4和焊盤7，熱敏電阻絲6兩端的焊盤為焊盤4和焊盤9，焊盤4為各熱敏電阻絲的共地焊盤。其中，基底10的表面光潔，可以采用絕緣、導(dǎo)熱率低的材料，例如選擇玻璃、聚酰亞胺薄膜等材料，此外，該二維流速矢量測量傳感器還包括覆蓋在熱敏電阻絲上的保護層，為納米厚度的絕緣膜，如選擇聚對二甲苯系聚合物沉積在芯片表面對傳感器進行保護。
[0040]圖2是本發(fā)明實施方式提供的又一種二維流速矢量測量傳感器的結(jié)構(gòu)圖，包括基底18，基底18上設(shè)有圓形的熱敏電阻區(qū)域，所述熱敏電阻區(qū)域被均分為三個扇形區(qū)域，每一個所述扇形區(qū)域均布置有一個迂回結(jié)構(gòu)的熱敏電阻絲，包括熱敏電阻絲13、熱敏電阻絲14和熱敏電阻絲16，其中，每一個熱敏電阻絲的兩端設(shè)置有焊盤，用于與調(diào)理電路進行電氣連接，在圖2中，熱敏電阻絲13兩端的焊盤為焊盤11和焊盤20，熱敏電阻絲14兩端的焊盤為焊盤12和焊盤15，熱敏電阻絲16兩端的焊盤為焊盤17和焊盤19，其中，基底18的表面光潔，可以采用絕緣、導(dǎo)熱率低的材料，例如選擇玻璃、聚酰亞胺薄膜等材料，此外，該二維流速矢量測量傳感器還包括覆蓋在熱敏電阻絲上的保護層，為納米厚度的絕緣膜，如選擇聚對二甲苯系聚合物沉積在芯片表面對傳感器進行保護。
[0041]本發(fā)明實施例還提供一種制造上述二維流速矢量傳感器的方法，包括:
[0042]A:在表面絕緣的基底上形成掩模板，所述掩模板上具有與所述熱敏電阻絲的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圖形；
[0043]B:在所述掩模板上沉積熱敏材料層；
[0044]C:剝離所述掩模板形成熱敏電阻絲的結(jié)構(gòu)。
[0045]其中，在步驟A之后、步驟B之前還包括:在所述掩模板上沉積粘附層。
[0046]其中，在步驟C之后還包括:在所述熱敏電阻絲上沉積保護層。
[0047]具體地，首先在表面絕緣的基底上面涂敷光刻膠，并將其曝光、顯影、定影成為掩模板；然后沉積粘附層，該粘附層的材料可以為鈦、鉻等；再在掩模板上沉積熱敏材料層，然后剝離形成熱敏電阻絲結(jié)構(gòu)；最后在熱敏電阻絲上沉積保護層。該制造二維流速矢量傳感器的方法具體可以采用薄膜制備工藝，從而使得傳感器表面平整，并可采用柔性基底實現(xiàn)柔性的傳感器，貼附于被測物體的表面，由于該二維流速矢量傳感器采用圓形等分扇區(qū)、均勻發(fā)熱的圓對稱的平面設(shè)計，從而可以最大程度降低邊界結(jié)構(gòu)對測量的影響，提高測量性能。`
[0048]此外，還可以采用以下方法制造二維流速矢量傳感器，包括以下步驟:首先在表面絕緣的基底上沉積粘附層；在粘附層上沉積熱敏材料層；然后刻蝕粘附和熱敏材料形成熱敏電阻絲結(jié)構(gòu)；最后沉積保護膜。
[0049]其中，上述二維流速矢量傳感器的每一個熱敏電阻絲都是一個焦耳自加熱的熱敏電阻，由調(diào)理電路驅(qū)動，其中，該二維流速矢量測量傳感器還包括與各熱敏電阻絲連接的恒溫差電路，參見圖3，該恒溫差電路包括惠斯通電橋和差分放大器L ；
[0050]所述惠斯通電橋的兩輸出節(jié)點與所述差分放大器L的一端連接，所述差分放大器的另一端輸出反饋至電橋橋頂形成閉環(huán)反饋回路；
[0051]所述惠斯通電橋中的一個橋臂為所述二維流速矢量測量傳感器中的熱敏電阻絲Rh，用于檢測熱敏電阻絲溫度，其相對橋臂為溫度傳感器R。，用于測量環(huán)境溫度并進行溫度補償；
[0052]所述惠斯通電橋另外兩個橋臂為固定電阻Ra和Rb，Rh與Rb串聯(lián)，R。與Ra串聯(lián)，R R -a
R.』，其中，L為溫度傳感器R。在零攝氏度下的電阻值，Rm為熱敏電阻絲Rh在b h0 h
零攝氏度下的電阻值，α。為溫度傳感器R。的溫度電阻系數(shù)，Cih熱敏電阻絲Rh的溫度電阻系數(shù)，所述惠斯通電橋還包括與溫度傳感器R。串聯(lián)的Rtb，用于調(diào)節(jié)所述熱敏電阻絲Rh的溫度。所述恒溫差電路輸出電壓U為熱敏電阻絲輸出。
[0053]具體地，在工作中控制各個熱敏電阻絲的工作溫度始終為高于環(huán)境溫度的統(tǒng)一設(shè)定溫度值。在靜態(tài)下，熱敏電阻絲將在被測對象當?shù)乇砻嫘纬梢粋€恒溫差熱源，以及以自身圓心為對稱中心的、僅由熱傳導(dǎo)和自然對流決定的溫度分布場。當被測表面外的流體發(fā)生流動的時候，由于引入強制對流，發(fā)熱區(qū)域整體的散熱率增加，同時溫度分布場的形態(tài)將沿流向發(fā)生偏斜，從而導(dǎo)致流動上游扇區(qū)的散熱強于下游，而這些都將反映在各個敏感元件(即熱敏電阻絲)調(diào)理電路的輸出上。
[0054]各個熱敏電阻絲輸出經(jīng)過數(shù)據(jù)融合模型實現(xiàn)對流速矢量的測量。具體地，可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建模型結(jié)構(gòu)，模型參數(shù)通過最小二乘學(xué)習(xí)算法進行參數(shù)估計。將上述各個傳感器輸出信號采集后，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型將流速大小、方向的信息解算出來。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個多輸入多輸出的系統(tǒng)，將傳感器各熱敏電阻絲的輸出讀數(shù)U1^n輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,先后經(jīng)過歸一化函數(shù)I，線性加權(quán)疊加W1,隱函數(shù)H，線性加權(quán)疊加W2，逆歸一化函數(shù)O后，就得到待測的流速大小V和方向角Θ。
[0055]本發(fā)明實施方式還提供一種上述二維流速矢量測量傳感器的信號的處理方法，包括:
[0056]S1:采集所述二維流速矢量測量傳感器中的各熱敏絲的輸出信號；
[0057]S2:構(gòu)造BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行標定；
[0058]S3:將所述熱敏電阻絲的輸出信號輸入所述標定后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到所述輸出信號對應(yīng)的流速大小信息和方向信息。
[0059]其中，在使用傳感器進行流速矢量測量之前，需要對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中的各參數(shù)(W1和W2)進行標定，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)學(xué)習(xí)，步驟S2包括:`[0060]S21:構(gòu)造BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并初始化所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括設(shè)置所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)參數(shù)W1和W2的初值；
[0061]S22:在預(yù)設(shè)的流速矢量下采集所述二維流速矢量測量傳感器中的各熱敏電阻絲的輸出數(shù)據(jù)，將所述熱敏電阻絲的輸出數(shù)據(jù)輸入所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)；具體地，將在設(shè)定各流速矢量Θ 1A~mA下采集得到的傳感器電壓輸出組U11~ln、U21~2n……Uml~?輸入網(wǎng)絡(luò)，得到網(wǎng)絡(luò)的輸出V卜m、Θ卜m ;
[0062]S23:將所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的流速矢量進行比較，若所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的流速矢量之間的誤差小于或等于設(shè)定的閾值，則標定結(jié)束，否則，修正所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)參數(shù)并返回S22繼續(xù)進行標定；
[0063]具體地，將Vn、Θ 與V1A~mA、Θ i卜^進行比較，若誤差小于等于閾值則完成標定，若誤差大于閾值則修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)并返回S22繼續(xù)標定的步驟。其中修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的具體步驟是將Q1I與V1A_A、Θ1Α_Α進行比較后，根據(jù)誤差的均方差最小原則計算出加權(quán)參數(shù)1、W2的修正值[AW1, Λ W2]，將W1+Λ Wp W2+Λ W2作為新的加權(quán)參數(shù)。
[0064]完成標定后，使用傳感器進行流速矢量測量時，將實時采集到的各敏感元件(即熱敏電阻絲)的電壓輸出U1I輸入進神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，網(wǎng)絡(luò)模型的輸出就是待測流速的大小V和方向角Θ。
[0065]本發(fā)明實施方式提供的二維流速矢量測量傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)360度全方位的二維矢量流測量，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、測量方便，由于將加熱元件和溫度測量元件合二為一，在簡化結(jié)構(gòu)的同時還節(jié)省了功耗，此外，通過使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合方法，可以解決多輸入輸出模型的耦合和非線性問題，通過標定即可以實現(xiàn)對任意場合下傳感器的輸入輸出模型建立，從而適用于復(fù)雜環(huán)境下的流場測量。
[0066]以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種二維流速矢量測量傳感器，其特征在于，包括基底，所述基底上設(shè)有圓形的熱敏電阻區(qū)域，所述熱敏電阻區(qū)域被均分為至少三個扇形區(qū)域，每一個所述扇形區(qū)域均布置有一個迂回結(jié)構(gòu)的熱敏電阻絲，以便所述熱敏電阻絲均勻分布在所述扇形區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維流速矢量測量傳感器，其特征在于，還包括設(shè)置在所述熱敏電阻絲上的保護層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維流速矢量測量傳感器，其特征在于，所述熱敏電阻絲的厚度為50~500nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維流速矢量測量傳感器，其特征在于，還包括所述各熱敏電阻絲的恒溫差電路，所述恒溫差電路包括惠斯通電橋和差分放大器L ； 所述惠斯通電橋的兩輸出節(jié)點與所述差分放大器L的一端連接，所述差分放大器的另一端輸出反饋至電橋橋頂形成閉環(huán)反饋回路； 所述惠斯通電橋中的一個橋臂為所述二維流速矢量測量傳感器中的熱敏電阻絲Rh，用于檢測熱敏電阻絲溫度，其相對橋臂為溫度傳感器R。，用于測量環(huán)境溫度并進行溫度補償；所述惠斯通電橋另外兩個橋臂為固定電阻Ra和Rb，Rh與Rb串聯(lián)，艮與艮串聯(lián)，
5.一種如權(quán)利要求1~4任意一項所述的二維流速矢量測量傳感器的制造方法，其特征在于，包括: A:在表面絕緣的基底上形成掩模板，所述掩模板上具有與所述熱敏電阻絲的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圖形； B:在所述掩模板上沉積熱敏材料層； C:剝離所述掩模板形成熱敏電阻絲的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟A之后、步驟B之前還包括:在所述掩模板上沉積粘附層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟C之后還包括:在所述熱敏電阻絲上沉積保護層。
8.—種對如權(quán)利要求1~4任意一項所述傳感器的信號的處理方法,其特征在于,包括: 51:采集所述二維流速矢量測量傳感器中的各熱敏電阻絲的輸出信號； 52:構(gòu)造BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行標定； 53:將所述熱敏電阻絲的輸出信號輸入所述標定后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到所述輸出信號對應(yīng)的流速大小信息和方向信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟S2包括: S21:構(gòu)造BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并初始化所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括設(shè)置所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)參數(shù)W1和W2的初值；522:在預(yù)設(shè)的流速矢量下采集所述二維流速矢量測量傳感器的熱敏電阻絲的輸出數(shù)據(jù)，將所述輸出數(shù)據(jù)輸入所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)； 523:將所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的流速矢量進行比較，若所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的流速矢量之間的誤差小于或等于設(shè)定的閾值，則標定結(jié)束，否則，修正所述BP神`經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)參數(shù)并返回S22繼續(xù)進行標定。
【文檔編號】G01P5/12GK103592461SQ201310533985
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】朱榮, 闕瑞義 申請人:清華大學(xué)