要求高，操作麻烦，很快就被均速管和笛形管所取代。均速管是测量固定四点全压值，然后取平均值笛形管则根据实际需要，取更多点全压平均值。这两种测量方法均只适合圆形管道，且在测量低含尘气流时，感压孔容易堵塞卜闭。目前，在国外利用上述原理生产气象测量用风速及风向传感器厂家很多，例如，丹麦公司，美国公司，日本村田制作所株式会社等，其风速测量范围为，误差为，风向测量为，角度误差为。国内生产用于气象测量用风速计厂家主要有天津气象仪器厂和长春气象仪器厂。他们生产风向及风速传感器指标与国外相当，风向误差为。新千年伊始，苏州大学研发了基于干涉仪测风激光雷达系统。该系统是在干涉仪成像条纹方法基础上改进，直接通过线状干涉条纹重心位置决定散射信号频移量。当测量精度在时，可以测量垂直高度为内风速，在增加累计脉冲哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明本论文所有工作，是在导师指导下，由作者本人独立完成。有关观点方法数据和文献引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表作品成果。对本文研究做出重要贡献个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明法律结果由本人承担。作者签字蕴灶日期埘年月多日哈尔滨下程大学硕十学位论文课题来源第章绪论风是气象要素中最活跃要素之，风速测量广泛应用于科研和生产部门。在现代化战争中，风对武器性能发挥有着重要影响。如炮弹飞行时，风能改变炮弹在大气中相对运动速度和方向。纵风平行于发射面风能使弹着点偏远或偏近。顺风时，阻力减小，易产生远弹逆风时，阻力增大，易产生近弹。横风能使弹着点偏左或偏右。飞机起飞降落时，风对飞机影响也是不可忽视。操纵者须根据风影响，对螺旋桨飞机进动性进行修正。般应根据预报风向风速，预先判断给定个盘量，并尽量匹配个适当舵量“。风能利用也已经成为解决全球能源问题重要方案之。目前我国风力发电事业正在逐步开展，风能资源调研是建立风电场所必需要做项工作。风能资源贮藏取决于这地区风速大小和有效风速持续时间。为了对建立风电场地点风能进行正确评估，决策风能开发可能性规模和潜在能力，就要在些点上安装测风仪器，并将数据记录下来刊。目前国内市场上常用风速仪有以下几种，上海仪博仪器公司代理德图热敏风速仪，型叶轮风速仪，公司型热线式风速计。外形结构如图至所示。三种型号风速仪技术参数如表。表三种风速仪技术指标对比型号对比要秦测量范围“精度工作温度从表中参数可以看出，三种风速仪测量范围都比较小，最大范围为，且为理论值。在实际使用中，当风速达到时，设备强度已哈尔滨程人学硕十学位论文经很难满足使用要求测量精度较低，最高精度为，即误差巧工作适用温度范围小，不适合军事应用风场监测以及北方地区室外测量。猷图型叶轮风速仪图热线式风速计厨邕哈尔滨稃大学硕十学位论文随着检测技术发展，对设备智能化需求，以及现代战争节奏迅速性突击性强特点，人们对风速测量提出了更高要求。阳。传统仪器已经不能满足要求，研究快速高精度大量程智能化持续工作时间长风速测量系统是很有必要。国内外研究现状热线式热膜式风速计在风速测量中占据重要地位。热线风速计诞生已有百年历史，其原理性实验是年由在伯明翰完成。到年，等人及先后提出了电子风速计概叫Ⅲ。年提出了无限长线和流体之间热对流理论，推出了著名公式，这就奠定了热线风速计理论基础。它是利用热平衡原理，通过放置在流场中具有加热电流细金属丝来测量风速度。上世纪七十年代中期，数字处理技术发展，大大地扩展了热线热膜风速计信号分析能力。进入八十年代，随着硅微机械加工技术成熟，人们开始将其应用于风速及风向测量，其成熟技术使得风速计很方便地应用于战场侦察等军事领域。年等人研制出了集成硅风向传感器。该方法采用硅平面工艺，将敏感元件与放大电路集成在起，在个正方形膜片四个边排布四个温敏电阻，在膜片中心制作了个加热电阻引。当风以定方向吹向芯片时，可以将风速分解成圪和虬两个分量，这两个分量被芯片上四个电阻感受到，引起电桥输出变化。芯片内部放大电路进行放大处理后，分别得到攻和虬值，从和儿比值即可判断风向。这种传感器己可实现度内风向测量。年又研制出种热隔离结构二维流场传感器。之后，基于工艺或硅热流量风速传感器成为热点，如芬兰和瑞士等国二维风速传感器。研制出硅热风速计主要基于两种原理，即热丝风速计型热损失型和量热型热温差型。所谓热损失型是根据加热单元热损失量和风速关系来测量风速，采用该原理，风速测量没有量程限制，但不能测量风向所谓热温差型，是根据加热条对称两点温度差与风速关系进行风速测量，采用该原理，可以同时测量风速和风向，但风速有量程限制孓。上世纪年代，工程上测量风速常用方法之是用皮托管配压力计。该方法般用于测量以上稳定气流，对于低速气流则无法测量。由于哈尔滨丁稗大学硕十学伉论文此方法对测量条件要求高，操作麻烦，很快就被均速管和笛形管所取代。均速管是测量固定四点全压值，然后取平均值笛形管则根据实际需要，取更多点全压平均值。这两种测量方法均只适合圆形管道，且在测量低含尘气流时，感压孔容易堵塞卜闭。目前，在国外利用上述原理生产气象测量用风速及风向传感器厂家很多，例如，丹麦公司，美国公司，日本村田制作所株式会社等，其风速测量范围为，误差为，风向测量为，角度误差为。国内生产用于气象测量用风速计厂家主要有天津气象仪器厂和长春气象仪器厂。他们生产风向及风速传感器指标与国外相当，风向误差为。新千年伊始，苏州大学研发了基于干涉仪测风激光雷达系统。该系统是在干涉仪成像条纹方法基础上改进，直接通过线状干涉条纹重心位置决定散射信号频移量。当测量精度在时，可以测量垂直高度为内风速，在增加累计脉冲聊哪张云电夹心式压电换能器及其应用北京科学出版社页刘凤然基于单片机超声波测距系统传感器世界，页吴慎山，聂惠娟，吴东芳，付会凯智能超声波测距系统设计河南师范大学学报自然科学版，页陈先中，张争，王伟大量程超声波回波测距系统研究仪器仪表学报，页洪新华，吴慎山，王庆国等超声波驱动电路研究河南职技师院学报，页王文理，商志新基于高性能脉冲信号发生器设计国外电子元器件，页程明，毕立恒，杨晓光基于数据采集系统设计自动化技术与应用，页赵珂时差法超声测距仪研制国外电子元器件，页吴斌方，刘民，熊海斌超声波测距传感器研制湖北工学院学报，页朱命怡，张瑜超声波测量罐中液面高度系统设计拖拉机与农用运输车，页张键，李刚超声波测距系统研究与设计合肥工业大学学报自然科学版，页黄晓红，范晓志，蔡建平超声波测量电路设计河北理工学院学报，页卜英勇，王纪婵，赵海鸣等基于单片机高精度超声波测距系统仪表技术与传感器，页哈尔滨程火学硕十学位论文韩尧，秦开宇，彭启琮基于数字补偿实时自动增益控制技术研究电子科技大学学报，页谭军微波收信机中频放大器自动增益控制西部广播电视，页刘胜利高档开关电源精密数据探测用仪表放大器上电源世界，页张舒，王卫东心电前置放大电路研究军民两用技术与产品页左森低功耗收发器电子世界，页杨颀，孟志强，彭永进基于和转换器湖南大学学报自然科学版，页陈斌基于单片机多机通讯技术嵌入式系统，页付亮，李伟总线控制器开发与设计现代交通技术页巩彩丽基于总线智能节点通信系统设计内蒙古大学刘彦臣，关硕，张茂川独立控制器及其应用东北电力学院学报，页吴永凤，王红蕾，王俊波总线接口芯片及其应用贵州工业大学学报自然科学版，页，敖振浪基于总线自动气象站系统设计与实现计算机测量与控制，页张立勋，王立权，杨勇机械电子学哈尔滨工程大学出版社，页邵晖，舒嵘光电隔离器特性和应用电子技术，页张超，孟宪军光电隔离器和使用第十届全国煤矿自动化学术年会论文集，页哈尔滨下程大学硕十学位论文姚玉宝，邢武，李锋级联驱动在智能测控仪器中应用单片机与嵌入式系统应用，页张宏亮，郑惠仁驱动电路电子世界，页张华林原理与应用漳州师范学院学报自然科学版，页姚玉宝，邢武，李锋等级联驱动及其应用自动化仪表，页陈冬云，杜敬仓，任柯燕单片机原理与开发指导机械工业出版社，页霍宏伟，牛延超，黄吉莹系列单片机原理与高级应用中国林业出版社，北京希望电子出版社，页查明华新型微控制器及应用工业控制计算机，页肖广安种软件去除键抖动方法单片机与嵌入式系统应用，页哈尔滨稃大学硕十学位论文攻读硕士学位期间发表论文和取得科研成果刘增文，王以伦，孙艳杰，贾守波基于红外遥控多关节波动推进机器鱼控制系统设计应用科技，多关节波动推进鱼形机器人申请号发明专利。排名第二双体机器鱼申请号发明专利，排名第三仿生机器鱼第十届“挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛三等奖国家级，排名第二多关节波动推进鱼形机器人黑龙江省第十届“挑战杯大学生课外科技作品竞赛特等奖省部级，排名第二哈尔滨稗大学硕十学位论文致谢在大学生活即将画上句号之际，我要特别感谢我父母二十多年来对我无私爱。是他们支持，让我走上了知识改变命运道路。感谢我尊敬导师王以伦教授。在两年半学习生活中，王老师以长者姿态，给我生活上关心，让我在千里之外他乡，感受家温暖以导师身份，给我学业上指导，让我在浩瀚无垠学海，享受知识滋养。老师严谨治学宽厚待入民主办事作风教会了我许多为人道理。在此论文完成之际，谨向王以伦教授致以我崇高敬意和诚挚感谢。在研究生期间学习过程中，得到了杨勇张立勋王岚老师帮助和指导，在此向各位老师表示衷心感谢。在中国电子科技集团第四十九研究所研究课题这段时间里，王晔王劲松老师在我学习应用专业知识过程中给予我悉心指导，同事唐胜武董鸿颖张儇董玉荣也给了我许多无私帮助，使我在顺利完成论文同时，也学到更多专业知识，受益匪浅。在此也并致以我深深谢意。感谢我二哥二嫂戚宝强和李鑫平在生活上给我帮助和关心。最后，感谢我师兄弟师妹，以及朋友们给予我热心帮助和支持。哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明本论文所有工作，是在导师指导下，由作者本人独立完成。有关观点方法数据和文献引用己在文中指出，并与参考哈尔滨下稗人学硕学位论文摘要风，作为气象环境中最活跃因素，对战争胜败，武器性能发挥有着举足轻重影响。风能利用，也要求人们对风速资源进行长时间准确监测。当前，风速测量仪器主要有热线式热膜式以及风杯式三种。这几种原理风速仪测量精度低范围小测量周期长持续工作时间短，且测量结果易受外部环境因素影响。因此不能满足高效快速准确现代化军事和长时间工作智能化数据处理风场监测需求。论文对超声波用于风速测量可行性进行了分析，提出了测量原理和测量方法在风速测量传感器基础上，设计主机控制系统，实现了风速数据自动采集显示以及与终端设备显控台之间通讯。具体研究如下根据要求提出系统设计总体方案，简要介绍本课题所用到总线特点和技术规范，以及总线特点。阐述了风速测量原理和测量方法，设计基于高速大功率晶体管多级推挽电路，进行超声波信号驱动介绍超声波接收检测以及信号调理电路，实现了超声波在风速测量系统中应用。设计主机控制系统通讯电路，总线通讯电路，数码管显示电路以及