專利名稱：一種風(fēng)向傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳感器，尤其是涉及一種風(fēng)向傳感器。
背景技術(shù)：
風(fēng)向是自然環(huán)境的重要信息參數(shù)。當(dāng)前社會日益注重全球環(huán)境保護，而風(fēng)向也越來越需要在大范圍被實時、精確地測量出來。風(fēng)向傳感器是指能夠測量0-360度的風(fēng)向的傳感器?，F(xiàn)在技術(shù)中的公開了一種風(fēng)向和風(fēng)向傳感器，包括上蓋板，下檔體，側(cè)擋板，通孔，懸臂梁陣列，應(yīng)變傳感器，側(cè)擋板位于上蓋板和下檔體間；上蓋板與側(cè)擋板的一面緊密結(jié)合；下檔體與側(cè)擋板的另一面緊密結(jié)合，在下檔體本體上分布通孔，側(cè)擋板位于兩個通孔間，懸臂梁陣列位于通孔內(nèi)；懸臂梁陣列一端與應(yīng)變傳感器一端相連，應(yīng)變傳感器的另一端位于通孔的側(cè)壁內(nèi)。以上設(shè)計，并未公開測風(fēng)向的機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中的測風(fēng)向機構(gòu)為了提高靈敏度，一方面改進軸承機構(gòu)的設(shè)計另一方面盡可能減輕測風(fēng)向機構(gòu)中的風(fēng)向標(biāo)的質(zhì)量，因此，現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)向標(biāo)均采用塑料或其它一些輕質(zhì)量而又容易折損的材料，這種風(fēng)向標(biāo)如果用在風(fēng)力較大的環(huán)境中容易造成部件的損壞，因此抗強風(fēng)能力較差，在一些強風(fēng)地區(qū)不適用。

實用新型內(nèi)容為此，本實用新型所要解決的是提出抗強風(fēng)能力強的風(fēng)向傳感器。本實用新型的一種風(fēng)向傳感器，包括殼體；風(fēng)向機構(gòu)；傳動軸機構(gòu)，與所述風(fēng)向機構(gòu)連接；軸承機構(gòu)，設(shè)于所述殼體內(nèi)部，與所述殼體內(nèi)壁連接，且與所述傳動軸機構(gòu)連接；風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊，用于將所述風(fēng)向機構(gòu)檢測到的風(fēng)向磁場變化轉(zhuǎn)換成模擬電流
量輸出；電源裝置，與所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊連接，為其供電；所述風(fēng)向機構(gòu)包括與所述傳動軸連接的風(fēng)向桿和位于所述風(fēng)向桿一端的金屬風(fēng)向標(biāo)。上述的風(fēng)向傳感器，所述軸承機構(gòu)包括分別套設(shè)在所述傳動軸上的上軸承和下軸承，還包括位于所述上軸承和所述下軸承中間，套設(shè)于所述傳動軸上的定位套；所述上軸承下端和殼體連接，上端與限位帽連接；所述下軸承與所述殼體連接，所述風(fēng)向傳感器還包括底座機構(gòu)，位于所述軸承機構(gòu)下方，與所述殼體固定連接所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊固定安裝在所述殼體上或所述底座機構(gòu)上。上述的風(fēng)向傳感器，所述底座為金屬件。上述的風(fēng)向傳感器，所述傳動軸機構(gòu)包括與所述風(fēng)杯支架連接的傳動軸，還包括鎖緊螺母，套設(shè)于所述傳動軸下端和位于所述鎖緊螺母的末端的磁鋼；所述殼體內(nèi)有加熱板，所述加熱板設(shè)于磁鋼上方，通過緊固螺釘固定在殼體中。上述的風(fēng)向傳感器，所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊包括風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路板，所述電源裝置包括電纜和插頭，其中，所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路板與電纜連接，所述電纜插入插頭中，所述插頭設(shè)置于所述底座下端。上述的風(fēng)向傳感器，所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路板具有風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路，所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路包括磁感應(yīng)單元，用于檢測風(fēng)向，并將其轉(zhuǎn)換成磁感應(yīng)電壓進行輸出；控制單元，與所述磁感應(yīng)單元連接，數(shù)據(jù)處理，用于完成對所述磁感應(yīng)單元磁感應(yīng)電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對轉(zhuǎn)換得到的電壓數(shù)字量進行平滑濾波，使輸出穩(wěn)定的數(shù)字信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，與所述控制單元連接，用于完成數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電流量輸出；電源單元，分別與所述控制單元，和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接，用于為該兩個單元供H1^ ο上述的風(fēng)向傳感器，所述電源單元包括一個兀型RC濾波器和所述兀型RC濾波器串聯(lián)的LC電感濾波器。上述的風(fēng)向傳感器，磁感應(yīng)單元包括一個霍爾電路。上述的風(fēng)向傳感器，所述控制單元包括單片機，所述單片機設(shè)有高精度振蕩器，上電復(fù)位電路，內(nèi)設(shè)有增強型低電流看門狗電路，所述單片機內(nèi)部設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器。本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點1.所述風(fēng)向機構(gòu)包括與所述傳動軸連接的風(fēng)向桿和位于所述風(fēng)向桿一端的金屬風(fēng)向標(biāo)，能提高抗強風(fēng)能力。2.所述風(fēng)向標(biāo)為鋁合金件，由于材質(zhì)較輕，不但能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度，而且可以使裝置具有較好的抗強風(fēng)能力。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1為風(fēng)向傳感器機械結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為風(fēng)向傳感器風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為風(fēng)向傳感器風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路原理圖； 1-風(fēng)向標(biāo)，2-風(fēng)向桿，3-殼體，4-上軸承，5-定位套，6_下軸承，7_緊固螺釘，8_風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路，9-鎖緊螺柱，10-磁鋼，11-底座，12-電纜，13-插頭，14-底座螺母，15-螺釘，16-N極/S極標(biāo)記，17-傳動軸，18-加熱板，19-配重，20-固定帽，21-限位帽Tl-霍爾電路，T2-電流輸出模塊，T3-單片機，T4-電壓轉(zhuǎn)換模塊，Bl-晶體振蕩器，DU D2- 二極管，QUQ2-三極管；
具體實施方式
實施例1如圖1所示的風(fēng)向傳感器包括殼體3 ；[0035]風(fēng)向機構(gòu)，設(shè)于所述殼體3上方；傳動軸17，設(shè)于所述殼體3內(nèi)部，并與所述風(fēng)向機構(gòu)連接；軸承機構(gòu)，套設(shè)在所述傳動軸17上，與所述殼體3連接；底座機構(gòu)，本實施例中為底座11，設(shè)于所述殼體3內(nèi)部，位于所述軸承機構(gòu)下方，與所述殼體3固定連接；風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊，安裝在所述底座11上，用于將檢測到的風(fēng)向磁場變化轉(zhuǎn)換成模擬電流量輸出；電源裝置，與所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊連接，為其供電；鎖緊螺母9，套設(shè)于所述傳動軸17下端，并所述殼體3固定連接；磁鋼10，位于所述鎖緊螺母9的末端；所述風(fēng)向機構(gòu)優(yōu)選為包括與所述傳動軸17連接的風(fēng)向桿2和位于所述風(fēng)向桿2一端的金屬風(fēng)向標(biāo)1，和安裝于另一端的配重19，所述金屬風(fēng)向標(biāo)1優(yōu)選為鋁合金件。所述軸承機構(gòu)優(yōu)選為包括分別套設(shè)在所述傳動軸17上的上軸承4和下軸承6，還包括位于所述上軸承4和所述下軸承6中間，套設(shè)于所述傳動軸17上的定位套5 ；所述上軸承4下端和殼體3連接，上端與限位帽21連接；所述下軸承6與所述殼體3連接。所述底座11優(yōu)選為金屬件。所述殼體3內(nèi)有加熱板18，所述加熱板18設(shè)于磁鋼10上方，通過緊固螺釘7固定在殼體3中，所述加熱板18與所述電源裝置連接。所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊包括風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路8，所述電源裝置包括電纜12和插頭13，其中，風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路8與電纜12連接，所述電纜12插入插頭13中，所述插頭13設(shè)置于所述底座11下端。其中所述電纜優(yōu)選為七芯防水電纜，所述插頭優(yōu)選為七芯航空插頭。所述傳動軸17上端安裝有固定帽20，通過螺釘15固定在風(fēng)向桿2上。所述風(fēng)向桿2上具有N極/S極標(biāo)記16。所述底座11下端安裝有底座螺母14。如圖2，所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路包括磁感應(yīng)單元，將變化磁場轉(zhuǎn)換成磁感應(yīng)電壓進行輸出；控制單元，與所述磁感應(yīng)單元連接，數(shù)據(jù)處理，用于完成對所述磁感應(yīng)單元磁感應(yīng)電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對轉(zhuǎn)換得到的電壓數(shù)字量進行平滑濾波，使輸出穩(wěn)定的數(shù)字信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，與所述控制單元連接，用于完成數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電流量輸出；電源單元，分別與所述控制單元，和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接，用于為該兩個單元供H1^ ο所述電源單元優(yōu)先為包括一個兀型RC濾波器和所述兀型RC濾波器串聯(lián)的LC電感濾波器。如圖3所示的風(fēng)向傳感器電路，其中風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路的電源單元由接點KAl接入DC/12-28伏正直流電壓，接點KA2接500 Ω負載500另一端接DC/12-觀伏電壓負端，然后由電容C12、C11、C10、C8和電阻Rll組成兀型RC濾波器，在由電感L2、L1、電阻R7、二極管D2組成LR電感濾波器。磁感應(yīng)單元由集成電路、三極管Q1、電阻R1、電容C1、C6組成。所述集成電路在本實施例中優(yōu)選為是一個高發(fā)敏度的霍爾電路Tl，當(dāng)安裝在風(fēng)向儀軸桿上的磁鋼在霍爾電路Tl上方轉(zhuǎn)動時?；魻栯娐稵l第4角和5角輸出對應(yīng)的風(fēng)向感應(yīng)電壓；其中，所述磁鋼隨傳動軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，將檢測到的風(fēng)向轉(zhuǎn)化為變化的磁場，作用于所述磁感應(yīng)單元上。單片機控制單元由單片機T3、電阻R3、R4、電容C4、C7、晶體振蕩器Bi，電容C14、電阻R10、電容C5組成。單片機T3單片機內(nèi)設(shè)有高精度振蕩器，上電復(fù)位電路，內(nèi)設(shè)有增強型低電流看門狗電路，該內(nèi)部設(shè)有10位分辨A/D轉(zhuǎn)換器。該單元用于完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，高速度數(shù)據(jù)處理，把霍爾電路Tl輸出的磁感應(yīng)電壓，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，同時對采集的數(shù)據(jù)進行平滑濾波，使輸出數(shù)字信號穩(wěn)定。數(shù)模轉(zhuǎn)換單元由電壓轉(zhuǎn)換模塊T4、電流輸出模塊T2、電阻R7、R8、R5、R6、R14、R13、電容C3、C15、C13組成。該單元完成數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電流量輸出。其中電流輸出模塊T2是高精度4-20mA輸出模塊。把輸入的5V電壓信號轉(zhuǎn)換成2. 5V的電壓，通過電阻R9、R6，輸入到電流輸出模塊T2的第2角，完成電壓與電流之間的轉(zhuǎn)換。接點KAl接外電源正，接點KA2接外電源負。電阻R11，C10接至接點KA1。接點KA2聯(lián)接電容C12，Cll，C10，C8，電感L2。電感L2另一端接電阻R7，電阻R7另一端聯(lián)接二極管Dl的正極，接電容C9，接電流輸出模塊T2第4角。電阻Rll的另一端接電容C8，電感Li。電感Ll的另一端接三極管D2的正極。三極管D2的負極接T2第7角，接三極管Q2的集電極。電容C9，二極管D1，電阻R14以上電路連接組成電源供給電路，霍爾電路Tl的第一角接T3單片機第10角?；魻栯娐稵l的第7角、第2角、第3角相接并接電容Cl。電容C6接電阻R1。霍爾電路Tl的第4角接單片機T3的第9角?；魻栯娐稵l的第5角接單片機T3的第8角?；魻栯娐稵l的第6角和8角相接，再接三極管Ql的集電極，三極管Ql的基極接地，其發(fā)射極接單片機T3的第11角。單片機T3第1角接電容C17。電容C4、C2、R3、R4接電流輸出模塊T2的第8角。電阻Rl組成電源供給電路。單片機T3第2角接晶體振蕩器Bl的第3角。電容C14。單片機T3的第3角接電阻R10。電阻RlO另一端接晶體振蕩器Bi，電容C5。晶體振蕩器Bl的第1角和第4角地為模擬地。單片機T3的第4角接電阻R3。單片機T3的第5角接電壓轉(zhuǎn)換模塊"Γ4第3角。單片機T3第6角接電壓轉(zhuǎn)換模塊T4第1角，單片機T3的第7角接電阻R7。單片機T3的第12角接電阻R4。單片機T3的第13角接電阻R14、R13、電容C13。單片機T3的第14角接電容C7。電容C4接模擬地。電壓轉(zhuǎn)換模塊T4的第2角接模擬地，電壓轉(zhuǎn)換模塊T4的第2角接R9。電壓轉(zhuǎn)換模塊T4的第5角接電容C15、R5、電流輸出模塊T2的一角。電壓轉(zhuǎn)換模塊T4的第1角接電阻R8。電流輸出模塊T2的第8角輸出+5伏電壓。電流輸出模塊T2的第1角輸2. 5伏電壓。電流輸出模塊T2的第2角接電阻R8、R7、R5、R6。電阻R6另一端接電阻R9、電容C3。電流輸出模塊T2的第3角接電容C3接模擬地。電流輸出模塊T2的第4角接R7。電流輸出模塊T2的第5角接電阻R2、三極管Q2的發(fā)射極。電流輸出模塊T2的第6角接三極管Q2的基極。電流輸出模塊T2的第7角接三極管Q2的集電極。電阻R2、R13和電容C13、C15、C6、C1、C2的其中一端接模擬地。顯然，上述實施例僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之中。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)向傳感器，包括殼體；風(fēng)向機構(gòu)；傳動軸機構(gòu)，與所述風(fēng)向機構(gòu)連接；軸承機構(gòu)，設(shè)于所述殼體內(nèi)部，與所述殼體內(nèi)壁連接，且與所述傳動軸機構(gòu)連接；風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊，用于將所述風(fēng)向機構(gòu)檢測到的風(fēng)向磁場變化轉(zhuǎn)換成模擬電流量輸出；電源裝置，與所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊連接，為其供電；其特征在于所述風(fēng)向機構(gòu)包括與所述傳動軸連接的風(fēng)向桿和位于所述風(fēng)向桿一端的金屬風(fēng)向標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述軸承機構(gòu)包括分別套設(shè)在所述傳動軸上的上軸承和下軸承，還包括位于所述上軸承和所述下軸承中間，套設(shè)于所述傳動軸上的定位套；所述上軸承下端和殼體連接，上端與限位帽連接；所述下軸承與所述殼體連接，所述風(fēng)向傳感器還包括底座機構(gòu)，位于所述軸承機構(gòu)下方，與所述殼體固定連接所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊固定安裝在所述殼體上或所述底座機構(gòu)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述底座為金屬件，所述風(fēng)向標(biāo)為鋁合金件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述傳動軸機構(gòu)包括與所述風(fēng)杯支架連接的傳動軸，還包括鎖緊螺母，套設(shè)于所述傳動軸下端和位于所述鎖緊螺母的末端的磁鋼；所述殼體內(nèi)有加熱板，所述加熱板設(shè)于磁鋼上方，通過緊固螺釘固定在殼體中，所述加熱板與所述電源裝置連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊包括風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路板，所述電源裝置包括電纜和插頭，其中，風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路板與所述電纜連接，所述電纜插入插頭中，所述插頭設(shè)置于所述底座下端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路板具有風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路，所述風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路包括磁感應(yīng)單元，將變化磁場轉(zhuǎn)換成磁感應(yīng)電壓進行輸出；控制單元，與所述磁感應(yīng)單元連接，數(shù)據(jù)處理，用于完成對所述磁感應(yīng)單元磁感應(yīng)電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對轉(zhuǎn)換得到的電壓數(shù)字量進行平滑濾波，使輸出穩(wěn)定的數(shù)字信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，與所述控制單元連接，用于完成數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電流量輸出；電源單元，分別與所述控制單元，和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接，用于為該兩個單元供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述電源單元包括一個兀型RC濾波器和所述兀型RC濾波器串聯(lián)的LC電感濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述磁感應(yīng)單元包括一個霍爾電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于所述控制單元包括單片機，所述單片機設(shè)有高精度振蕩器，上電復(fù)位電路，內(nèi)設(shè)有增強型低電流看門狗電路，所述單片機內(nèi)部設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實用新型公開了一種風(fēng)向傳感器，包括殼體；風(fēng)向機構(gòu)，設(shè)于所述殼體上方；傳動軸，設(shè)于所述殼體內(nèi)部，并與所述風(fēng)向機構(gòu)連接；軸承機構(gòu)，套設(shè)在所述傳動軸上，與所述殼體連接；風(fēng)向轉(zhuǎn)換電路模塊，安裝在所述底座上，用于將檢測到的風(fēng)向磁場變化轉(zhuǎn)換成模擬電流量輸出；鎖緊螺母，套設(shè)于所述傳動軸下端；磁鋼，位于所述鎖緊螺母的末端；所述風(fēng)向機構(gòu)包括與所述傳動軸連接的風(fēng)向桿和位于所述風(fēng)向桿一端的金屬風(fēng)向標(biāo)。
文檔編號G01P13/02GK202305558SQ20112030872
公開日2012年7月4日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者葉阿敏, 張勝德 申請人:浙江貝良風(fēng)能電子科技有限公司