[实用新型]一种集成型风速传感器

说明书

本实用新型公开了一种集成型风速传感器，包括风速传感器芯片、传感器信号处理电路和信号连接器，传感器信号处理电路由传感器信号桥接电路单元、模拟‑数字信号转换芯片、微控制器芯片和数字‑模拟信号转换芯片依次电连接而成，风速传感器芯片与传感器信号桥接电路单元电连接，传感器信号处理电路中的各芯片均以裸芯片形式集成在基板上，传感器信号处理中各芯片的信号焊盘与基板上的信号焊盘通过引线键合方式电连接，风速传感器芯片与基板信号焊盘通过电装方式电连接，风速传感器芯片以胶粘接的方式与基板固定相接，信号连接器与基板通过电装方式电连接，传感器信号处理电路上覆盖有封装层，信号连接器与微控制器芯片、数字‑模拟信号转换芯片电连接。

技术领域

本发明涉及一种风速传感器，尤其涉及一种集成式风速传感器，集成了风速传感器芯片和传感器信号处理电路模块，属于传感器技术领域。

背景技术

风速传感器广泛应用于暖通空调、智能建筑、通风设备、洁净厂房、制药厂房等领域，对提高环境的舒适度、保障工作环境的安全水平和降低能源消耗起到了很大的作用。

风速传感器可分为机械式、动压式、超声式和热式等类型。机械式以风杯式和风轮式为主，由于转轮是可动元件，机械摩擦、泥沙、灰尘堆积等因素使仪器的可靠性不高，误差较大；动压式以皮托管为主，在测量微小流量时，误差较大；超声波式传感器体积大，价格昂贵，性价比低。热式风速传感器以其灵敏度高、压损低、量程大、小流量灵敏以及响应速度快等特点在风速检测领域得到广泛应用。

但是目前的风速变送器中风速传感器芯片与传感器信号处理电路是分立放置的，如图1所示为传统的热膜式风速传感器（变送器）示意图，主要由风速传感器芯片A1，外壳A2-1、A2-2，传感器信号处理电路A3，信号连接器A4组成。风速传感器芯片A1封装在外壳A2-1中，传感器信号处理电路A3装配在外壳A2-2中，信号连接器A4为热膜式风速传感器（变送器）提供电源和信号输出接口。传感器信号处理电路由印刷电路板（即基板）及电路板上塑料封装的分立元器件组成，风速传感器芯片与传感器信号处理电路通过多芯屏蔽线进行信号连接，存在体积大、集成度不高的缺点；尽管印刷电路板上的元器件已经进行了高密度排布，但是由于受元器件管壳封装体积限制，信号处理电路板体积仍然较大，造成风速变送器整体体积较大，不适用对安装空间苛刻的小型化应用设备领域，如通风柜、空气净化器等。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提出了一种集成型风速传感器。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案是：一种集成型风速传感器，包括外壳、风速传感器芯片、传感器信号处理电路和信号连接器，所述传感器信号处理电路由传感器信号桥接电路单元、模拟-数字信号转换芯片、微控制器芯片和数字-模拟信号转换芯片依次电连接而成，所述风速传感器芯片与传感器信号桥接电路单元电连接，所述传感器信号桥接电路单元、模拟-数字信号转换芯片、微控制器芯片和数字-模拟信号转换芯片分布集成在一个基板上，所述传感器信号处理中的模拟-数字信号转换芯片、微控制器芯片和数字-模拟信号转换芯片均以裸芯片形式集成在基板上，所述传感器信号处理中的模拟-数字信号转换芯片、微控制器芯片和数字-模拟信号转换芯片的信号焊盘与基板上的信号焊盘通过引线键合方式电连接，所述风速传感器芯片的信号引线与基板的前端的信号焊盘通过电装方式电连接，所述风速传感器芯片以胶粘接的方式与基板的前端固定相接，所述信号连接器与基板的后端的信号焊盘通过电装方式电连接，所述传感器信号处理电路上覆盖有封装层，所述信号连接器与微控制器芯片、数字-模拟信号转换芯片电连接，所述风速传感器芯片、传感器信号处理电路和信号连接器均安装在外壳中。

进一步地，所述封装层采用环氧树脂材质制成。

进一步地，所述外壳呈圆柱形。

进一步地，所述风速传感器芯片为 FS5型热膜式风速传感器，所述模拟-数字信号转换芯片的型号为AD7892，所述微控制器芯片的型号为PIC12F675，所述数字-模拟信号转换芯片的型号为DAC7611，所述信号连接器的型号为GX12-8。