[发明专利]基于热反馈的微型流量传感器、气流测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种基于热反馈的微型流量传感器，其特征在于，包括：传感单元、加热单元、运算放大器、电压输出端及稳压电源；

所述稳压电源分别连接所述传感单元的输入电压端、所述加热单元的输入电压端及所述运算放大器的输入电压端，以输出标准稳压电压至所述传感单元、所述加热单元及所述运算放大器；

所述运算放大器的信号同向输入端连接所述传感单元的第一电压检测节点，其信号反向输入端连接所述传感单元的第二电压检测节点，其放大器输出端连接所述加热单元的电压输入节点及所述电压输出端；

所述运算放大器用于获取所述第一电压检测节点的第一电压值及所述第二电压检测节点的第二电压值，以调整所述放大器输出端的输出电压值；

所述传感单元用于将随气流速度及气流方向而产生变化的所述第一电压值及所述第二电压值输出至所述运算放大器；所述传感单元包括第一热敏电阻及第四热敏电阻；

所述加热单元用于接收所述输出电压值并根据所述输出电压值调整加热功率；所述加热单元包括第二热敏电阻及第三热敏电阻；

由所述第一热敏电阻、所述第二热敏电阻、所述第三热敏电阻及所述第四热敏电阻组合成的微型流量传感器测量芯片还包括中间电阻；所述第一热敏电阻、所述第二热敏电阻、所述第三热敏电阻及所述第四热敏电阻均由单独包覆有氧化硅的多晶硅制成；

所述电压输出端用于将所检测得到的输出电压值作为所述微型流量传感器的测量电压进行输出。

2.如权利要求1所述的基于热反馈的微型流量传感器，其特征在于，所述传感单元还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻；

所述第一电阻的一端作为所述传感单元的输入电压端连接所述稳压电源，所述第一电阻的另一端同时连接所述第二电阻的一端及所述第三电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一热敏电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述第四热敏电阻的一端，所述第一热敏电阻的另一端同时连接所述第四电阻的一端及所述第四热敏电阻的另一端，所述第四电阻的另一端接地；

所述第二电阻与所述第一热敏电阻的连接处作为所述第一电压检测节点；所述第三电阻与所述第四热敏电阻的连接处作为所述第二电压检测节点。

3.如权利要求2所述的基于热反馈的微型流量传感器，其特征在于，所述第三热敏电阻的一端作为所述加热单元的输入电压端连接所述稳压电源，所述第三热敏电阻的另一端连接所述第二热敏电阻的一端，所述第二热敏电阻的另一端接地，所述第二热敏电阻与所述第三热敏电阻的连接处作为所述电压输入节点同时连接所述放大器输出端及所述电压输出端。

4.如权利要求3所述的基于热反馈的微型流量传感器，其特征在于，所述第一热敏电阻、所述第二热敏电阻、所述第三热敏电阻及所述第四热敏电阻均平行架设于硅基座的刻蚀凹槽上。

5.如权利要求4所述的基于热反馈的微型流量传感器，其特征在于，所述第二热敏电阻及所述第三热敏电阻均设置于所述第一热敏电阻与所述第四热敏电阻之间。

6.如权利要求5所述的基于热反馈的微型流量传感器，其特征在于，所述第二热敏电阻设置于所述第一热敏电阻的一侧，所述第三热敏电阻设置于所述第四热敏电阻的一侧。

7.如权利要求1-3任一项所述的基于热反馈的微型流量传感器，其特征在于，所述运算放大器的公共接地端或接所述稳压电源的负极，其第一增益端与其第二增益端之间设有增益调整电阻，其参考电压输入端的输入电压为所述标准稳压电压的一半。

8.一种气流测量系统，包括如权利要求1-7任一项所述的基于热反馈的微型流量传感器及计算单元，其特征在于，所述计算单元用于接收所述微型流量传感器所输出的测量电压，并基于所述测量电压计算得到对应的气流速度及气流方向。

9.一种气流测量方法，所述气流测量方法应用于如权利要求8所述的气流测量系统，其特征在于，所述气流测量方法包括：

所述计算单元接收所述微型流量传感器所输出的测量电压并对所述测量电压是否位于预置的电压区间内进行判断；

若所述测量电压位于所述电压区间内，根据预存的拟合函数对所述测量电压进行计算以得到对应的计算值；

若所述测量电压不位于所述电压区间内，发送气流速度超出测量范围的提示信息；

根据所述计算值确定与所述测量电压对应的气流速度及气流方向。