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卡尔曼滤波算法在MEMS热式风速风向传感器中的应用 被引量：8
1
作者 赵天 田润 +1 位作者 易真翔 秦明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期183-188,共6页
针对MEMS热式风速风向传感器在实际使用过程中因噪声问题导致输出不稳定的现象,本文首次采用了卡尔曼(Kalman)滤波算法对本征白噪声进行滤波处理,从而优化传感器的输出性能。本文分别通过理论分析和仿真模拟证明了Kalman滤波算法的可行... 针对MEMS热式风速风向传感器在实际使用过程中因噪声问题导致输出不稳定的现象,本文首次采用了卡尔曼(Kalman)滤波算法对本征白噪声进行滤波处理,从而优化传感器的输出性能。本文分别通过理论分析和仿真模拟证明了Kalman滤波算法的可行性。实验结果表明,通过调节相关参数,Kalman滤波算法在滤波效果、响应速度及误差上均优于传统的加权滑动均值滤波算法。除此之外,在消耗较少资源的前提下,Kalman滤波算法可以有效减少本征白噪声的干扰,且调节空间较大,可以适应不同的应用需求。 展开更多
关键词 微机械系统(MEMS) 热式风速风向传感器 单片机控制 卡尔曼滤波算法
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双控制模式MEMS风速风向传感器设计、仿真及制备
2
作者 田舟洲 谢雨珏 +1 位作者 易真翔 秦明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期750-755,共6页
针对恒温差模式下的MEMS风速风向传感器量程较小等问题,首次提出了一种恒温差和温度平衡双控制模式的MEMS风速风向传感器芯片。通过改变加热、测温电阻在传感器芯片的位置以及加热电阻的工作状态,用于实现传感器在低风速和高风速下处于... 针对恒温差模式下的MEMS风速风向传感器量程较小等问题,首次提出了一种恒温差和温度平衡双控制模式的MEMS风速风向传感器芯片。通过改变加热、测温电阻在传感器芯片的位置以及加热电阻的工作状态,用于实现传感器在低风速和高风速下处于不同的工作模式,从而使得传感器在不同风速下均有较为准确的输出结果。分别通过理论分析、有限元仿真证明了该传感器的量程可达0~75 m/s,采用温度平衡控制模式替代恒温差模式有效解决了恒温差控制模式高风速下传感器输出饱和的问题。此外,设计了该传感器的流片工艺,并利用MEMS工艺对其进行了制备。 展开更多
关键词 微机电系统(MEMS) 热式风速风向传感器 恒温差模式 温度平衡模式
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MEMS热式风速风向传感器输出性能优化研究
3
作者 王志明 韦杰 +6 位作者 田兵 刘胜荣 张伟勋 钟枚汕 张瑶霖 易真翔 秦明 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第6期1098-1103,共6页
环境测温二极管在工作时受传感器芯片热场影响,常引发MEMS热式风速风向传感器加热电压-风速曲线异常。将其更换为外置测温二极管,并调整其与传感器芯片距离,成功解决了输出曲线异常现象。并在此基础上,优化芯片及外置测温二极管的封装方... 环境测温二极管在工作时受传感器芯片热场影响,常引发MEMS热式风速风向传感器加热电压-风速曲线异常。将其更换为外置测温二极管,并调整其与传感器芯片距离,成功解决了输出曲线异常现象。并在此基础上,优化芯片及外置测温二极管的封装方案,消除了热场的相互干扰和不必要的热损耗,同时保证了外置测温二极管与空气的良好接触。风场测试结果表明,传感器的加热电压-风速曲线变得平滑,且重复性好,风速和风向的测量误差分别在±4%和±4°以内,系统的上电稳定时间大幅缩短至15 s左右。 展开更多
关键词 MEMS 热式风速风向传感器 二极管 热损耗
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