毕设论文演示文稿--钱竑州.ppt

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1、毕业设计报告(论文)风速测试数据的处理与校正算法研究指导老师：秦明答辩人：钱竑州专业班级：08电科2班东南大学成贤学院电子工程系内容简介1、研究背景及意义2、传感器设计原理介绍3、风速校正算法研究与实现4、结束语5、致谢风速传感器在地面气象监测中有很重要的作用。该传感器可以检测局部风速，风向等信息，为野外作业、交通安全等提供必要的信息。传统的风杯和风向标用于检测风速和风向，结构简单但体积大，具有可动部件。容易受雨雪冰冻等影响。热风速传感器利用热场受风速影响的特点检测风速和风向。由于没有可动部件，结构小，风速风向数据同时得到。是目前的新一代风速测量器件。采用ME

2、MS热风速风向传感器检测的信号受结构、封装等影响，得到的数据与理想数据有些差异。研究背景及意义传感器设计原理介绍热损失型热温差型传感器电路结构恒温差(CTD)方式:保持加热元件与环境间的温度差恒定，控制方法是采用闭环控制将芯片加热，使芯片温度与环境（流体）的温度差保持恒定，一般在10-40℃，以此补偿环境温度的漂移。采用这种工作模式的传感器，能够防止环境温漂，工作范围较大；恒功率(CP)方式：即保持供给加热元件的功率恒定，不需要环境测温元件，因而极大地简化了传感器系统，传感器的输出对环境温度的漂移将不敏感，而且在风速较低的时候，芯片的温度较高，与环境的温度相差

3、较大，能够提高灵敏度，风速较大的时候，灵敏度会降低，其缺点是如果需要测量很大的风速，可能要供给传感器很大的功率，如此大的功率在风速低时，芯片温度会太高。故其测量范围受到限制。这两种方式较其它工作方式有很多优点,因此在硅热流量传感器中应用最为广泛。传感器工作方式风速校正算法研究与实现开始初始化信号输入风速值>10m/s是切换至恒温差模式设定环境温度零点对应电压V0否切换至恒功率模式得到V0并进行数据处理风速输出风速≈前风速是查表并数据处理得对应风速值温度零点由恒功率模式确定以补偿高风速下的环境温度漂移初始测量风速控制在10m/s以下由于两次测量时间间隔短，故循环

4、测量直到相邻测量结果约等时结束输出方式包括风速大小和方向并用液晶显示算法工作流程概要主函数流程图仿真过程中V0的变化各模块硬件连接初始化界面如图所示为程序刚开始运行界面（初始化界面），在此界面将停留12、13秒钟进入恒功率工作模式界面。恒功率模式测风速界面由于初试风速必然小于10米，所以先运行的恒温差模式仅运行一次后即跳入恒功率模式，由于单片机运行速度快于人眼反应速度，所以貌似直接进入恒功率模式。恒温差模式测风速界面当风速值超过10m/s的时候跳入恒温差工作模式界面，其中第一行前半行显示的2500μ为单片机供给加热传感器的补偿电流，4075μ为全功率加热，只有

5、在初始化时进行，当时对芯片加热12秒。后半行显示了恒温差模式下中心加热传感器在风速影响下的反馈电压。第二行显示风速值，第三行分别显示了周围的四个温度传感器在X，Y方向温度差的电桥电压。第四行显示了环境温度反馈电压值。结束语经过数个月的努力风速测试数据的处理和算法研究终于完成了，由于对MEMS的兴趣引发了对微传感器的好奇，从一开始对此一无所知到现在基本完成，这个过程我学会了很多处理问题的方式和方法以及利用现有资源去解决问题，在网上和书中找到解决问题的灵感和方法。本课题基本达到了开题时制定的目标，基本完成了风速测量的工作模式转换，并且可以在恒功率模式下确定环境温度

6、零点以抑制恒温差模式下的温度漂移，但是由于具体风速测量实验需要大量实验数据支持，而本课题仅仅是针对算法的研究和校正，所以课题中应用到的数据和成果展示中的风速值均不是真正的风速。致谢本课题的设计和论文撰写过程中，我的指导老师秦明给予了极大帮助，为我提供了大量的相关资料。在完成课题的过程中，老师在总体的设计思想上给与了许多重要的实际指导，拓展了我的思路，使得我得以完成了任务。在此，我对秦明老师的指导表示衷心的感谢。同时我也衷心感谢东南大学成贤学院四年来对我的精心栽培，良好的校园环境、精良的师资队伍、浓厚的校园文化都让我深深怀念，都为我进入社会提供了莫大帮助。谢谢