基于NTC热敏电阻的全向风速传感器技术领域
本发明涉及风速检测技术领域，具体为基于NTC热敏电阻的全向风速传感器。
背景技术
在暖通空调，特别是室内热环境热舒适性研究当中，常需要测试风向随机性大的
低风速，如自然对流引起的空气扰动。这需要高灵敏度和响应时间很短的传感器方能精确
测试。国际标准ISO7710提出，采集周期不大于0.2秒，灵敏度不低于0.05m/s。现有技术中，
风速传感器一般采用PT系列铂电阻作为加热和感风探头，具有功耗大，信号低，响应速度慢
的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于NTC热敏电阻的全向风速传感器，以解决上述背
景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于NTC热敏电阻的全向风速传
感器，包括顶罩、圆柱状NTC热敏电阻、封装传感器基座、连接组件、电路板、连接臂、绝缘帽、
电缆线，所述顶罩的一端设置有螺纹孔，所述连接组件靠近顶罩的一端设置有与螺纹孔相
匹配的外螺纹，所述顶罩和连接组件之间通过外螺纹和螺纹孔连接，所述连接组件的中部
设置为空腔结构，所述连接组件的中部两侧开有安装孔，所述连接组件的一端设置有连接
套，所述连接组件通过连接套与连接臂的一端固定连接，所述电路板的中部开有与安装孔
相匹配的椭圆孔，所述电路板上嵌有高精度恒流源、模拟放大电路、高速数字采集电路、微
控制器模块。
优选的，所述圆柱状NTC热敏电阻的一端通过导热环氧胶封装在封装传感器基座
上，所述封装传感器基座卡接在连接组件和顶罩之间，所述圆柱状NTC热敏电阻的另一端伸
入顶罩3毫米至5毫米。
优选的，所述高精度恒流源与圆柱状NTC热敏电阻之间通过电路连接，所述模拟放
大电路的一端连接到圆柱状NTC热敏电阻，所述模拟放大电路的另一端连接到高速数字采
集电路，所述高速数字采集电路的输出端连接到微控制器模块的输入端。
优选的，所述绝缘帽卡接在连接臂的一端，所述电缆线穿过连接臂连接到电路板，
所述电缆线通过绝缘帽固定在连接臂上。
优选的，所述顶罩的中部设置为四周均匀环绕的六根半圆形杆状结构。
优选的，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。
优选的，所述圆柱状NTC热敏电阻的阻值采用2K欧姆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用顶罩保护圆柱状NTC热敏电阻的端
部，同时不影响各个方向的空气流动，采用2K欧姆的圆柱状NTC热敏电阻作为感风探头，以
较低的功耗实现阻值的大幅度变化，达到对微弱风速的快速响应，采用高精度恒流源和模
拟放大电路、高速数字采集电路的组合，实现对微弱风速的灵敏捕捉。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为顶罩的结构示意图；
图3为连接组件的结构示意图；
图4为电路板的结构示意图；
图5为本发明的工作原理图。
图中：1、顶罩；2、圆柱状NTC热敏电阻；3、封装传感器基座；4、连接组件；5、电路板；
6、连接臂；7、绝缘帽；8、电缆线；9、螺纹孔；10、外螺纹；11、安装孔；12、连接套；13、椭圆孔；
14、高精度恒流源；15、模拟放大电路；16、高速数字采集电路；17、微控制器模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：包括顶罩1、圆柱状NTC热敏电阻2、封装
传感器基座3、连接组件4、电路板5、连接臂6、绝缘帽7、电缆线8，顶罩1的一端设置有螺纹孔
9，连接组件4靠近顶罩1的一端设置有与螺纹孔9相匹配的外螺纹10，顶罩1和连接组件4之
间通过外螺纹10和螺纹孔9连接，连接组件4的中部设置为空腔结构，连接组件4的中部两侧
开有安装孔11，连接组件4的一端设置有连接套12，连接组件4通过连接套12与连接臂6的一
端固定连接，电路板5的中部开有与安装孔11相匹配的椭圆孔13，电路板5上嵌有高精度恒
流源14、模拟放大电路15、高速数字采集电路16、微控制器模块17，圆柱状NTC热敏电阻2的
一端通过导热环氧胶封装在封装传感器基座3上，封装传感器基座3卡接在连接组件4和顶
罩1之间，圆柱状NTC热敏电阻2的另一端伸入顶罩13毫米至5毫米，高精度恒流源14与圆柱
状NTC热敏电阻2之间通过电路连接，模拟放大电路15的一端连接到圆柱状NTC热敏电阻2，
模拟放大电路15的另一端连接到高速数字采集电路16，高速数字采集电路16的输出端连接
到微控制器模块17的输入端，绝缘帽7卡接在连接臂6的一端，电缆线8穿过连接臂6连接到
电路板5，电缆线8通过绝缘帽7固定在连接臂6上，顶罩1的中部设置为四周均匀环绕的六根
半圆形杆状结构，微控制器模块17采用AVR系列单片机，圆柱状NTC热敏电阻2的阻值采用2K
欧姆。
本发明在具体实施时，将圆柱状NTC热敏电阻2通过导热环氧胶封装在封装传感器
基座3上，高精度恒流源14与圆柱状NTC热敏电阻2之间通过电路连接，为圆柱状NTC热敏电
阻2提供稳定电流，使圆柱状NTC热敏电阻2发热，当室内空气流动时，空气进入顶罩1，顶罩1
的中部设置为四周均匀环绕的六根半圆形杆状结构，保护圆柱状NTC热敏电阻2的端部，同
时不影响各个方向的空气流动，空气流经圆柱状NTC热敏电阻2的端部时，造成圆柱状NTC热
敏电阻2的温度变化，进而引起圆柱状NTC热敏电阻2的阻值变化，圆柱状NTC热敏电阻2中通
过的电流信号发生微弱变化，模拟放大电路15将电流信号的微弱变化放大，高速数字采集
电路16将放大后的电流信号输入到微控制器模块17，采用高精度恒流源14和模拟放大电路
15、高速数字采集电路16的组合，实现对微弱风速的灵敏捕捉，微控制器模块17对高速数字
采集电路16采集到的电流信号进行数学分析，得到风速和圆柱状NTC热敏电阻2阻值变化的
对应关系，从而实现测试全向风速，采用2K欧姆的圆柱状NTC热敏电阻2作为感风探头，以较
低的功耗实现阻值的大幅度变化，达到对微弱风速的快速响应。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。