3D Flexible Wind Sensor With its Optimization and Environmental Effect

风速 符号 算法 数学 拓扑(电路) 数学分析 计算机科学 物理 组合数学 算术 气象学
作者
Zhenxiang Yi,Yu Wan,Ming Qin,Qing‐An Huang
出处
期刊:Journal of microelectromechanical systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:33 (1): 37-45
标识
DOI:10.1109/jmems.2023.3328590
摘要

This paper proposes a new three-dimensional (3D) flexible wind sensor by utilizing dual-layer differential capacitors. The deformation of the sensor caused by wind leads to eight capacitances variation, which can be applied to obtain the wind speed along the x, y, and z axes (v $_{\mathrm{x}}$ , v $_{\mathrm{y}}$ and v $_{\mathrm{z}})$ . Consequently, the 3D wind speed and direction are calculated by the vector synthesis. The feasibility of this measurement principle was verified by simulation. Then, the sensor was fabricated consisting of two windward pillar, four electrode layers, and two supporting layers, which were produced by polydimethylsiloxane (PDMS) with different Young’s modulus. Experiments demonstrated that the sensor can measure 3D wind speed and direction with the dynamic range of 0-23.9m/s. The average errors of wind speed measurement in XY, XZ and YZ planes are close to 0.58 m/s, 0.42 m/s, and 0.53 m/s, respectively, while the average errors of wind direction measurement are about 6.63 $^{\circ}$ , 4.03 $^{\circ}$ , and 5.65 $^{\circ}$ respectively. Furthermore, temperature effect, as well as humidity effect, of the sensor was also investigated. The initial capacitances of the sensor are positively correlated with the temperature and humidity, and the slope are on the order of 6.21fF $\cdot$ $^{\circ}$ C $^{-1}$ , 3.21fF $\cdot$ %RH $^{-1}$ , respectively. Moreover, trenches were fabricated to optimize the sensor’s sensitivity, which has been verified by experiments.2023-0075
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
太拗口哟完成签到,获得积分10
17秒前
23秒前
六等于三二一完成签到 ,获得积分10
40秒前
榆木小鸟完成签到 ,获得积分10
47秒前
任性星星完成签到 ,获得积分10
48秒前
lyk完成签到 ,获得积分10
49秒前
123完成签到 ,获得积分10
54秒前
李浅墨完成签到 ,获得积分10
58秒前
WLX001完成签到 ,获得积分10
59秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
qiaobaqiao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Din完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zuhangzhao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
名侦探柯基完成签到 ,获得积分10
1分钟前
幽默大象完成签到 ,获得积分10
2分钟前
l老王完成签到 ,获得积分10
2分钟前
等风来1234完成签到,获得积分10
2分钟前
高兴寒梦完成签到 ,获得积分10
2分钟前
一枝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
所得皆所愿完成签到 ,获得积分10
3分钟前
没用的三轮完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
雷九万班完成签到 ,获得积分10
3分钟前
不知道完成签到,获得积分10
3分钟前
Augusterny完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Feng5945完成签到 ,获得积分10
3分钟前
cfsyyfujia完成签到 ,获得积分10
3分钟前
林黛玉倒拔垂杨柳完成签到 ,获得积分10
3分钟前
淡淡醉波wuliao完成签到 ,获得积分10
3分钟前
xixi很困完成签到 ,获得积分10
4分钟前
愉快的冰萍完成签到 ,获得积分10
4分钟前
在水一方应助激情的含巧采纳,获得10
4分钟前
isedu完成签到,获得积分10
4分钟前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
5分钟前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3137039
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788014
关于积分的说明 7784284
捐赠科研通 2444088
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299724
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625536
版权声明 601010