二維電場微風計之設計與實作

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姓名

楊儲綸(Chu-Lun Yang) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

二維電場微風計之設計與實作
(omit)

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摘要(中)

本論文主要是設計一個可同時顯示二維方向和大小的可攜式風速計，並且能夠量測微小風速和瞬間風速變化值。
本研究的原理是使用負高電壓游離空氣中的氣體分子，形成不同的等電位場，當受風力影響時，等電位場會產生偏移的狀況，由四端子感測棒，所感測的不同電壓差值，即可得知風速及風向值。
本論文的電路設計方式是使用壓電變壓器產生負高電壓，具有高效率，升壓比大，輕薄短小的特點，電路板的製作是採用SMD零件，達到重量輕，體積小，可攜式的優點。
實驗的結果確實可以同時顯示二維方向和大小，而且量測風速的最小值可小於0.1m/s，與輪葉式風速計作比較，可量測輪葉式風速計所不能量測的微小風速，故證實本實作裝置為可量測二維和微小風速的風速計。

關鍵字(中)

★ 微風計
★ 壓電變壓器

關鍵字(英)

★ piezoelectric transformer
★ anemometer

論文目次

摘要 I
目錄 II
圖目錄 IV
表目錄 Ⅷ
第一章緒論
1.1 引言 1
1.2 文獻回顧2
1.3 論文的特點3
1.4 論文大綱4
第二章風速計的探討與改善
2.1 各種風速計優缺點比較5
2.2 一維脈衝量測7
2.3 一維固定電場量測11
2.4 二維電場微風計量測13
第三章氣體運動理論
3.1 氣體的壓力，溫度，動能 15
3.2 在無外力作用下的氣體運動方式18
3.3 電子在電壓極板運動情形22
3.4 帶電粒子群的運動情形23
3.5 氣流的形狀24
第四章微風量測系統架構
4.1 二維電場微風計結構27
4.2 壓電材料34
4.2.1 壓電材料的分類34
4.2.2 壓電變壓器37
第五章實際測試結果
5.1 實驗設備42
5.2 量測原理48
5.3 實驗結果53
5.3.1 無風狀態量測53
5.3.2 A軸方向量測 54
5.3.3 B軸方向量測 59
5.3.4 A和B軸間方向量測63
5.4 風速校驗68
第六章結論與展望
6.1 結論 73
6.2 建議與展望73
參考文獻R-1
附錄一A-1
附錄二A-17

參考文獻

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指導教授

歐石鏡(Shin-Ching Ou)

審核日期

2003-7-4

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