| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第12-34页 |
| 1.1 MEMS风速风向传感器概论 | 第12-14页 |
| 1.1.1 微电子机械系统MEMS | 第12-13页 |
| 1.1.2 MEMS热式风速风向传感器 | 第13-14页 |
| 1.2 热式风速风向传感器测量原理 | 第14-24页 |
| 1.2.1 热损失型风速风向传感器 | 第14-15页 |
| 1.2.2 热温差型风速风向传感器 | 第15-22页 |
| 1.2.3 热脉冲型风速风向传感器 | 第22-23页 |
| 1.2.4 多种测量原理结合 | 第23-24页 |
| 1.3 热式风速风向传感器控制原理 | 第24-29页 |
| 1.3.1 恒功率模式 | 第24-25页 |
| 1.3.2 恒温差模式 | 第25-28页 |
| 1.3.3 温度平衡模式 | 第28-29页 |
| 1.4 本论文的主要研究工作 | 第29-34页 |
| 1.4.1 前期研究基础 | 第29-31页 |
| 1.4.2 设计目标 | 第31-32页 |
| 1.4.3 工作主要内容 | 第32-34页 |
| 第二章 热温差型风速方向传感器系统 | 第34-46页 |
| 2.1 热温差型风速风向传感器基本检测原理 | 第34-36页 |
| 2.1.1 热温差型风速风向传感器工作原理 | 第34-35页 |
| 2.1.2 热温差型风速风向传感器芯片结构 | 第35-36页 |
| 2.2 热温差型风速风向传感器的工艺制备 | 第36-38页 |
| 2.3 热温差型风速风向传感器的封装 | 第38-40页 |
| 2.4 热温差型风速风向传感器的测控系统 | 第40-42页 |
| 2.4.1 加热控制电路 | 第40-41页 |
| 2.4.2 热电堆信号输出电路 | 第41页 |
| 2.4.3 信号处理系统 | 第41-42页 |
| 2.5 风速风向传感器外壳设计 | 第42-44页 |
| 2.6 本章总结 | 第44-46页 |
| 第三章 热温差型风速风向传感器的系统级模型 | 第46-66页 |
| 3.1 传感器热学-电学模型 | 第46-51页 |
| 3.1.1 传感器整体热学-电学模型 | 第46-48页 |
| 3.1.2 传感器芯片部分热温差热学-电学模型 | 第48-51页 |
| 3.2 传感器系统模型 | 第51-55页 |
| 3.2.1 无风情况下传感器电学模型 | 第51-52页 |
| 3.2.2 有风情况下传感器电学模型 | 第52-54页 |
| 3.2.3 二极管电学模型 | 第54-55页 |
| 3.3 基于运放的惠斯通电桥放大加热控制电路与传感器系统分析 | 第55-61页 |
| 3.3.1 传感器控制电路 | 第55-57页 |
| 3.3.2 传感器系统模型 | 第57-60页 |
| 3.3.3 实验测试结果 | 第60-61页 |
| 3.4 基于比较器的惠斯通电桥放大加热控制电路与传感器系统分析 | 第61-65页 |
| 3.4.1 传感器控制电路 | 第61-63页 |
| 3.4.2 传感器系统模型 | 第63-64页 |
| 3.4.3 实验测试结果 | 第64-65页 |
| 3.5 本章总结 | 第65-66页 |
| 第四章 环境湿度对热式风速风向传感器性能影响 | 第66-77页 |
| 4.1 空气湿度 | 第66-67页 |
| 4.2 湿度对空气热物理参数的影响 | 第67-72页 |
| 4.2.1 潮湿空气密度 | 第67-69页 |
| 4.2.2 潮湿空气粘度 | 第69-70页 |
| 4.2.3 潮湿空气热导率 | 第70-71页 |
| 4.2.4 潮湿空气定压比热容 | 第71-72页 |
| 4.3 湿度对传感器输出结果的影响 | 第72-76页 |
| 4.3.1 传感器输出结果湿度影响模型 | 第72-75页 |
| 4.3.2 湿度影响实验验证 | 第75-76页 |
| 4.4 本章总结 | 第76-77页 |
| 第五章 环境温度对热式风速风向传感器性能影响 | 第77-93页 |
| 5.1 传感器输出电压模型 | 第77-78页 |
| 5.2 影响传感器输出电压的参数随环境温度变化关系 | 第78-84页 |
| 5.2.1 空气热物理参数 | 第78-80页 |
| 5.2.2 硅衬底、陶瓷基板热导率 | 第80-82页 |
| 5.2.3 热电偶Seebeck系数 | 第82-84页 |
| 5.3 环境温度对传感器输出结果的影响 | 第84-87页 |
| 5.3.1 理论计算结果 | 第84页 |
| 5.3.2 有限元仿真结果 | 第84-86页 |
| 5.3.3 实验测试结果 | 第86-87页 |
| 5.4 传感器输出结果温漂补偿方法 | 第87-91页 |
| 5.4.1 传感器温漂补偿模型 | 第87-89页 |
| 5.4.2 传感器风速输出温漂补偿 | 第89-91页 |
| 5.4.3 传感器风向输出温漂补偿 | 第91页 |
| 5.5 本章总结 | 第91-93页 |
| 第六章 总结与展望 | 第93-95页 |
| 6.1 工作总结 | 第93-94页 |
| 6.2 进一步研究工作展望 | 第94-95页 |
| 致谢 | 第95-96页 |
| 参考文献 | 第96-100页 |
| 攻读博士期间发表的论文和取得的学术成果 | 第100页 |
