专利名称：横风传感器探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风速及横风量的传感器，具体地说涉及检测自然环境中的风速、风向和横风量的传感器的探头结构。
目前，测量自然环境中的横风量主要应用在军事上，如为了校正炮弹发射的角度，准确地命中目标，就需要在坦克上安装检测横风量的装置，现在坦克上安装的大部分是风轮式传感器，这种传感器有如下不足之处在自然环境恶劣的情况下如风沙比较大时，沙子将会灌进风轮内，致使风轮无法转动，这样就无法检测自然环境中的横风量，另外，当坦克拐直角弯的瞬间，风轮传感器的风轮也会停止转动，此时检测出的横风量就不准确，据此发射炮弹就会出现偏差，命不中目标。
本实用新型的目的旨在克服上述缺点，提供一种适应性强、精确度高的横风传感器探头。
为达上述目的，本实用新型采用如下解决方案包括一个支架，其特征在于支架为U形结构，支架的上下两面均为导电材料，中间为绝缘材料，在U形支架的上端平行焊接一双面铂电阻，中间焊接一温补电阻。
上述的横风传感器探头，其特征在于所述的支架的上下两面为双面履铜板。
上述的横风传感器探头，其特征在于所述的双面铂电阻是在耐高温的绝缘体上制作电阻值对称、散热面积对称的双面铂电阻，包括镀制铂膜、布制铂丝。
上述的横风传感器探头，其特征在于它还配备一套驱动电路，包括供电电路、放大电路、桥式电路、线性化电路，其中桥式电路是由双面铂电阻与选定的电阻组成电阻桥。
本实用新型的工作原理是通过配套电路给双面铂电阻加热，在无风的情况下双面铂电阻热平衡，在有风的自然环境中，因风速、风向和对应于探头的风向角的不同带走双面铂电阻的热量不同，而配套电路要保证双面铂电阻的热平衡，这样电路供给铂电阻两面的电流将有一个与风速风向对应的值，信号电路也将输出对应的电压值，将信号输入计算机即可准确地计算出风速和横风量。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的优点1、由于本实用新型无转动机构，所以它就可以克服传统的风轮式横风传感器的不足，从而提高本传感器的环境适应性。
2、由于本实用新型的双面铂电阻与温补电阻均焊接在探头支架上，并且处在同一气温环境中，实现其在不同的气温环境中的信号补偿，从而即可恒定测量横风量的输出电压信号，准确地计算出横风的速度和流量。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
图1、本实用新型的结构示意图。
图2、图1的A-A剖视图。
图3、图2中双面铂电阻按比例放大的结构示意图。
图4、与本实用新型配套的电路图。
如图1、图2所示，本实用新型包括支架1，支架1为U形结构，支架1的上下两面均为双面履铜板，中间为绝缘材料，在U形支架1的上端平行焊接一双面铂电阻2，中间焊接一温补电阻3。
如图3所示，本实用新型所述的双面铂电阻2是在耐高温的绝缘体上制作电阻值对称、散热面积对称的环形的双面铂电阻，包括镀制铂膜、布制铂丝。
如图4所示，本实用新型配备的驱动电路是由开关晶体管N1、放大晶体管N2、N3、运算放大器A1-A6、单极晶体管N4、可变电阻P1-P8、电阻R1-R23、电容C1、C2等元器件构成的，包括供电电路、放大电路、桥式电路、线性化电路，其具体的联接方式如下桥式电路电阻桥由双面铂电阻2与选定的电阻R2与R3组成，桥式电路的一端直接与开关晶体管N1的发射极连接，另一端分为三路，一路通过电阻R6与运算放大器A1的正向输入端连接，一路串联电阻R1、R4、可变电阻P1、P2及温补电阻R5并与开关晶体管N1的发射极连接，在可变电阻P2处并联电阻R7并与运算放大器A1的反向输入端连接，第三路输出可比的电压信号，串联可变电阻P4、电阻R11连接运算放大器A3的正向输入端，反向输入端通过电阻R13接地，通过运算放大器A3输出的电压信号分为三种情况若为大电压信号，则通过可变电阻P5连接运算放大器A4；若为中电压信号，则通过可变电阻P6并经放大晶体管N2后连接运算放大器A4；若为小电压信号，则通过可变电阻P7并通过放大晶体管N3连接运算放大器A4。桥式电路的两个电阻桥输出的电压信号通过运算放大器A2与单极晶体管N4连接，输出的电压信号与通过运算放大器A4输出的可比电压信号汇合在一起经运算放大器A5放大后，再串联电阻R22连接运算放大器A6，输出一个电压信号，经过计算以后，即可测出横风的风速和风量。
在无风的情况下，双面铂电阻热平衡，此时运算放大器A1输入端的两个电压信号相同，开关晶体管N1断开；在有风的情况下，双面铂电阻两面的热量不平衡，此时运算放大器A1输入端的两个电压信号不相同，开关晶体管N1闭合，启动加热电路，来保证双面铂电阻两面的热量始终处于平衡状态，体现在本电路图中就是要始终维持桥式电路两个电阻桥的输出电压信号相同，这样桥式电路的一端即可输出一个可比的电压信号，经过多级运算放大以后，再与电阻桥的输出电压信号相比，输出一个电压信号，经过计算机计算后，即可准确地测出每时每刻横风的风速和风量。这样，本实用新型应用在坦克上，就能准确地命中目标。
权利要求1.一种横风传感器探头，包括一个支架，其特征在于支架为U形结构，支架的上下两面均为导电材料，中间为绝缘材料，在U形支架的上端平行焊接一双面铂电阻，中间焊接一温补电阻。
2.根据权利要求1所述的横风传感器探头，其特征在于所述的支架的上下两面为双面履铜板。
3.根据权利要求1所述的横风传感器探头，其特征在于所述的双面铂电阻是在耐高温的绝缘体上制作电阻值对称、散热面积对称的双面铂电阻，包括镀制铂膜、布制铂丝。
4.根据权利要求1所述的横风传感器探头，其特征在于它还配备一套驱动电路，包括供电电路、放大电路、桥式电路、线性化电路，其中桥式电路是由双面铂电阻与选定的电阻组成电阻桥。
5.根据权利要求4所述的横风传感器探头，其特征在于所述的驱动电路开关晶体管N1、放大晶体管N2、N3、单极晶体管N4、运算放大器A1-A6、可变电阻P1-P8、电阻R1-R23、电容C1、C2等元器件构成，包括供电电路、放大电路、桥式电路、线性化电路，其具体的联接方式如下桥式电路电阻桥由双面铂电阻2与选定的电阻R2与R3组成，桥式电路的一端直接与开关晶体管N1的发射极连接，另一端分为三路，一路通过电阻R6与运算放大器A1的正向输入端连接，一路串联电阻R1、R4、可变电阻P1、P2及温补电阻R5并与开关晶体管N1的发射极连接，在可变电阻P2处并联电阻R7并与运算放大器A1的反向输入端连接，第三路输出可比的电压信号，串联可变电阻P4、电阻R11连接运算放大器A3的正向输入端，反向输入端通过电阻R13接地，通过运算放大器A3输出的电压信号分为三种情况若为大电压信号，则通过可变电阻P5连接运算放大器A4；若为中电压信号，则通过可变电阻P6并经放大晶体管N2后连接运算放大器A4；若为小电压信号，则通过可变电阻P7并通过放大晶体管N3连接运算放大器A4。桥式电路的两个电阻桥输出的电压信号通过运算放大器A2与单极晶体管N4连接，输出的电压信号与通过运算放大器A4输出的可比电压信号汇合在一起经运算放大器A5放大后，再串联电阻R22连接运算放大器A6。
专利摘要本实用新型公开了一种横风传感器探头,属于测风速、风向及横风量的空气流量计领域,其主要结构是在双面履铜板制做的U形支架的上端平行焊接一双面铂电阻,中间焊接一温补电阻。在不同的环境温度下,通过一控制电路来保证双面铂电阻两面的热量始终处于平衡状态,这样电路供给铂电阻两面的电流将有一个与风速风向对应的值,信号电路与将输出对应的电压值,将信号输入计算机即可准确地计算出风速和横风量。
文档编号G01P5/00GK2350767SQ98246478
公开日1999年11月24日 申请日期1998年11月13日 优先权日1998年11月13日
发明者李斌, 陈安世, 祖静 申请人:华北工学院光电仪器厂