[发明专利]基于MEMS的柔性流速传感器的流速测量方法

摘要

一种基于MEMS的柔性流速传感器及其应用和制备方法，包括通过MEMS技术制备的：柔性衬底、支撑膜、绝缘保护层、环境测温热电阻、嵌入设置于绝缘保护层和支撑膜之间的加热热电阻和测温热电阻对，其中：柔性衬底、支撑膜和绝缘保护层依次相连，加热热电阻位于支撑膜中央，测温热电阻对的测温热电阻对称设置于加热热电阻的两侧，环境测温热电阻嵌入设置于柔性衬底和绝缘保护层之间，柔性衬底的底部设有隔热空腔；加热热电阻、三个测温热电阻对和环境测温热电阻构成四路热温差型和热损失型惠斯通电桥电路，对流速进行测量；本发明体积小，成本低，可用于具有复杂曲率的表面，并且具备极低流速到高流速的测速量程。

主权项

1.一种基于MEMS的柔性流速传感器的流速测量方法，其特征在于，所述的柔性流速传感器包括：柔性衬底、支撑膜、绝缘保护层、环境测温热电阻、嵌入设置于绝缘保护层和支撑膜之间的加热热电阻和测温热电阻对，其中：柔性衬底、支撑膜和绝缘保护层依次相连，加热热电阻位于支撑膜中央，测温热电阻对的测温热电阻对称设置于加热热电阻的两侧，环境测温热电阻嵌入设置于柔性衬底和绝缘保护层之间；所述的流速测量方法，包括：步骤1、每个所述的测温热电阻对与两个外部电路精确电阻构成热温差型惠斯通电桥电路，三对所述的测温热电阻对共构成相应的三路热温差型惠斯通电桥电路；所述的加热热电阻、环境测温热电阻和三个外接电阻构成一路热损失型惠斯通电桥电路；步骤2、热温差型惠斯通电桥电路与热损失型惠斯通电桥电路并行测量，产生的四路流速模拟信号分别依次经过滤波、放大和模数转换后形成对应的流速数字信号，并传递到数字处理单元；步骤3、数字处理单元根据已标定的流速数据列表记录的流速测量信号的饱和点，自动在多路量程信号间切换并无缝生成单输出流速信号；所述的切换是指：数字处理单元通过运行相应的程序确定热温差型惠斯通电桥电路可测的各段流速量程大小，并确定可测得的最大流速值；当测量的流速超过最大流速时，切换到热损失型惠斯通电桥电路以输出高速信号；所述的流速数据列表是指：测量前对四路信号进行流速的输入‑输出标定，获得关联流速大小的四路惠斯通电桥电路输出信号形成的流速数据列表。