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定位風(fēng)向標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)洞進(jìn)氣道引射器

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公司名稱驟新電子科技上海有限公司
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更新時(shí)間2018/5/16 14:55:21
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定位風(fēng)向標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞進(jìn)氣道引射器

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驟新電子科技（上海）有限公司屬於驟新集團(tuán)全資控股的（港澳臺(tái)）企業(yè)，由中國(guó)臺(tái)灣行業(yè)專業(yè)人士及海內(nèi)外歸國(guó)留學(xué)人士從事對(duì)外各項(xiàng)經(jīng)營(yíng)服務(wù)。設(shè)備皆由中國(guó)臺(tái)灣進(jìn)口或散件國(guó)內(nèi)組裝，元器件品質(zhì)皆由海外發(fā)貨，保證設(shè)備的可靠性。本司累積三十年的測(cè)試設(shè)備經(jīng)驗(yàn)，曾OEM日本SUGA公司的測(cè)試設(shè)備。工廠位於中國(guó)臺(tái)灣桃園縣八德市建國(guó)路工業(yè)區(qū)，具有完善的組織機(jī)構(gòu)。工廠具有高素質(zhì)的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)加工、組裝調(diào)試、售後服務(wù)等專業(yè)員工隊(duì)伍，具有完善的工藝、工裝、檢測(cè)設(shè)備和品質(zhì)管制制度。所有產(chǎn)品的生產(chǎn)均按ISO9001:2000品質(zhì)體系實(shí)施受控管理。設(shè)有24小時(shí)售後聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)電話，公司對(duì)售後電話都設(shè)有監(jiān)督管理，隨時(shí)都能與我公司技術(shù)工程聯(lián)繫，免去客戶的後顧之憂。公司自成立以來，在中國(guó)大陸行銷業(yè)績(jī)正逐年成倍提高，所有產(chǎn)品已在航空、航太、造船、電子、汽車、醫(yī)藥、通訊等行業(yè)廣泛被認(rèn)可和採(cǎi)用。公司經(jīng)營(yíng)方針：“樹新品牌，創(chuàng)高績(jī)效，努力開拓，不斷創(chuàng)新。”經(jīng)營(yíng)理念：“做生意先從朋友作起，做人先從誠(chéng)信作起，生意有價(jià)，朋友無價(jià)，共創(chuàng)雙贏，遍步，走向世界！”本司隸屬集團(tuán)公司，具有完善的售後服務(wù)及技術(shù)後盾，客戶的滿意，永遠(yuǎn)是驟新人不斷的追求！，客戶的問題，永遠(yuǎn)是驟新人的新課題！驟新電子科技（上海）有限公司，將秉持專業(yè)精神和品質(zhì)，格守繼經(jīng)營(yíng)、共創(chuàng)雙贏之理念，一如既往地為擴(kuò)大新老客戶，提供Z專業(yè)優(yōu)質(zhì)的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備和服務(wù)。我司主要產(chǎn)品有：可程式高低溫箱、恒溫恒濕箱、三箱一體式恒濕恒濕箱、冷熱衝擊箱、鹽霧試驗(yàn)箱、老化箱、精密高溫箱、耐候試驗(yàn)箱、加速壽命試驗(yàn)機(jī)、及力學(xué)方面的振動(dòng)機(jī)、恒溫恒濕加振動(dòng)複合試驗(yàn)機(jī)、跌落機(jī)、本公司產(chǎn)品符合客戶要求的ISO,GB,GJB,ASTM,DIN,JIS,CNC,UL,MIL,IEC等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及大眾汽車TL，通用汽車及東南汽車，我們的產(chǎn)品遍佈國(guó)內(nèi)各省區(qū)，並遠(yuǎn)銷新加坡，美國(guó)，越南，加拿大，泰國(guó)，緬甸，馬來西亞，香港，澳門，中南美洲等國(guó)際市場(chǎng)，及英德意等國(guó)家地區(qū)。我司的品質(zhì)方針：高新品質(zhì)，客戶滿意。品質(zhì)目標(biāo)：出廠合格率100％，客戶滿意率≥95％，我司*按照國(guó)際體系，是環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備首選的廠家之一。

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恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī);高低溫試驗(yàn)箱;高低溫交變?cè)囼?yàn)箱;老化試驗(yàn)機(jī);工業(yè)烘箱;真空烤箱;高溫箱;烤箱;烘箱;干燥箱;高溫試驗(yàn)機(jī);真空高溫箱;真空烤箱高溫箱;烤箱;烘箱;干燥箱;高溫試驗(yàn)機(jī);真空高溫箱;真空烤箱;冷熱沖擊試驗(yàn)機(jī);高低溫沖擊試驗(yàn)機(jī);鹽霧箱;鹽水噴霧試驗(yàn)機(jī);鹽霧腐蝕試驗(yàn)機(jī)

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定位風(fēng)向標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)洞進(jìn)氣道引射器

定位風(fēng)向標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)洞進(jìn)氣道引射器產(chǎn)品信息

二維MEMS風(fēng)速風(fēng)向傳感器的設(shè)計(jì)與測(cè)試

風(fēng)速風(fēng)向是氣象資料中非常重要的部分，其測(cè)量在氣象預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制等方面有著重要的應(yīng)用。傳統(tǒng)的測(cè)量方法主要應(yīng)用風(fēng)杯來測(cè)量風(fēng)速，風(fēng)向標(biāo)測(cè)量風(fēng)向。這些機(jī)械裝置體積較大，價(jià)格昂貴，而且具有移動(dòng)部件需要經(jīng)常維護(hù)。

近20年來，MEMS的發(fā)展為流量傳感器的發(fā)展帶來了新的突破。與傳統(tǒng)的流體測(cè)量裝置相比，熱流量傳感器具有體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是目前流體測(cè)量的發(fā)展方向。在目前見諸于報(bào)道的熱流量傳感器中，絕大部分都采用了標(biāo)準(zhǔn)IC工藝在硅襯底上加工。然而，硅具有很高的熱導(dǎo)率，及利用體硅芯片實(shí)現(xiàn)的熱溫差風(fēng)速風(fēng)向傳感器靈敏度不高。利用MEMS后處理工藝，包括正面腐蝕和背面腐蝕，可以提高靈敏度。但是腐蝕后的薄膜和梁結(jié)構(gòu)都比較脆弱，給封裝等后道工序帶來了不便。

本文提出一種基于MEMS工藝的熱流量傳感器，如圖1所示。該傳感器采用恒功率工作方式，利用熱溫差原理測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向。芯片的加熱與測(cè)溫Pt電阻都采用圓形對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以提高風(fēng)向測(cè)量的精度。該傳感器在玻璃襯底上利用兩步金屬剝離工藝即可以完成芯片加工，結(jié)構(gòu)健壯，靈敏度高，對(duì)風(fēng)速風(fēng)向傳感器的產(chǎn)業(yè)化具有現(xiàn)實(shí)意義。

工作原理

目前，熱流量傳感器的工作原理主要有熱損失型和熱溫差型。當(dāng)流體流過加熱體的時(shí)候，上游的溫度下降會(huì)比下游快，從而導(dǎo)致加熱體附近熱場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化。通過測(cè)量這個(gè)溫度差可以同時(shí)反映風(fēng)速和風(fēng)向。

對(duì)于二維熱溫差型風(fēng)速計(jì)芯片，對(duì)流體感生的溫度梯度進(jìn)行分解，可以得到

式中s為溫差對(duì)風(fēng)速的靈敏度系數(shù)。

對(duì)于阻值為R溫度系數(shù)為α的測(cè)溫電阻，惠斯通電橋的輸出電壓分量為

有限元模擬

為了縮短研發(fā)周期，研究熱風(fēng)速計(jì)在不同風(fēng)速和風(fēng)向情況下的表面溫度分布，利用ANSYS對(duì)恒功率工作方式下的芯片表面溫度進(jìn)行了一系列模擬。為了便于ANSYS實(shí)體建模，進(jìn)行了一些簡(jiǎn)化：考慮到鈦鉑電阻的厚度很薄而且間隙很小，用薄膜代替，并采用等效熱導(dǎo)率。此外，壓焊塊的影響也被忽略。加熱電阻半徑為450 μm，四周扇形測(cè)溫電阻內(nèi)徑為500 μm，外徑為1200　μm?？紤]到風(fēng)吹過芯片表面要符合層流邊界條件，模型中空氣層的厚度取為500 μm。

為了提高有限元模擬的精度，利用ANSYSICEM CFD的模塊(Block)方法進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后導(dǎo)入ANSYS CFX進(jìn)行計(jì)算與分析。具體實(shí)施在CFX-Pre中，定義出流體域和固體域，并設(shè)置流-固耦合面和邊界條件；設(shè)置計(jì)算參數(shù)，并將結(jié)果送入CFX-Solver進(jìn)行計(jì)算；利用CFX-Post查看計(jì)算結(jié)果。從圖2可以看出，熱損失和熱溫差原理都可以用于風(fēng)速測(cè)量，但是后者輸出較小，且存在量程限制。當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)，由于上風(fēng)口不可能比環(huán)境溫度更低，而下風(fēng)口不可能比加熱條溫度更高，所以△T會(huì)飽和，熱溫差測(cè)量風(fēng)速的時(shí)候量程受限。圖3為幾個(gè)典型風(fēng)速情況下，芯片的溫差隨著風(fēng)向360°變化時(shí)都呈正弦變化。

測(cè)試結(jié)果

本傳感器加工工藝簡(jiǎn)單，利用單步剝離工藝即可在玻璃襯底上完成芯片加工。在室溫下，芯片加熱條和測(cè)溫電阻分別為400 Ω和2 kΩ，溫度系數(shù)為1.05×10-3。本文在恒定加熱功率工作方式下，對(duì)不同風(fēng)速情況下的傳感器進(jìn)行了360°風(fēng)向測(cè)試。測(cè)試方法為固定加熱條電壓，將測(cè)溫電阻接成惠斯通電橋，然后利用儀器放大器進(jìn)行放大輸出。當(dāng)加熱條兩端電壓為2 V時(shí)，輸出電壓如圖4所示，兩路輸出隨風(fēng)向分別隨角度呈正弦和余弦變化。經(jīng)過反正切計(jì)算，誤差不超過10％。圖中T132，T135為風(fēng)速分別在2，5 m／s時(shí)測(cè)溫電阻1，3間的溫差；T242，T245為風(fēng)速分別在2，5m／s時(shí)測(cè)溫電阻2，4間的溫差。