检测传感器的热时间常数的风速计

摘要

本发明描述一种用于分析流体流动的风速计及方法。在一个实施例中，晶体管传感器通过施加电力以导致其基极发射极结从周围环境第一温度上升到第二温度而加热。移除所述电力，且随着所述结冷却以时间间隔测量Vbe。Vbe等同于所述结的温度。所述温度指数式地降低，且衰减的时间常数对应于所述流体流速。对温度衰减曲线执行最佳拟合曲线分析，且由数据处理器导出所述指数式衰减的时间常数。传递函数使所述时间常数与所述流体流速相关。将晶体管热耦合到从封装延伸的金属杆散热器，且所述杆的特性经控制以调节所述风速计的性能。

主权项

一种通过使用风速计来分析流体流的方法，其包括：a.施加电力以使得二极管结的温度从第一温度改变到第二温度，其中所述二极管结是双极型晶体管的基极发射极结，所述晶体管具有发射极、基极和集电极，其中施加电力包括：闭合第一开关，以将电源耦合到所述晶体管的所述集电极，以在所述集电极与所述发射极之间供应第一电流，以将所述二极管结加热到所述第二温度；及闭合第二开关，以将所述基极耦合到用于驱动所述晶体管的基极电压源，以在所述集电极与所述发射极之间传导所述第一电流；b.在将所述二极管结加热到所述第二温度之后，通过断开所述第一开关和第二开关来停止驱动所述晶体管从而停止传导所述第一电流，以减少所述电力，减少所述电力使得所述二极管结的所述温度以大体上指数式速度从所述第二温度向所述第一温度改变，所述速度对应于时间常数，其中所述时间常数与同所述二极管结相互作用的流体流相关；c.通过测量控制开关将电流源耦合到所述晶体管的所述基极，同时所述二极管结的温度从所述第二温度向所述第一温度改变，从而当将跨越所述二极管结的所述电压降耦合到模/数转换器ADC时，以一电流驱动所述二极管结，所述ADC的输出耦合到数字处理器；d.随着所述温度从所述第二温度向所述第一温度改变而在各个时间由所述数字处理器测量跨越所述二极管结的变化的电压降；及e.利用所述数字处理器使所述时间常数与流体流相互关联。