气象问题一直是人们所关注的重要问题，气象参数主要包括气温，气压，湿度，水汽通量，风向风速等，其中风速风向是气象资料中至关重要的部分，风速风向的测量在环境监测、气象预报和控制等方面都有着广泛的应用。随着MEMS技术迅速发展，热流量风速风向传感器也随之有了新的突破和发展。热流量传感器体积小、成本低，具有很多传统流体测量装置不具备的优点，已经成为目前流体测量的发展方向之一。本文采用MEMS技术设计和制作了一种基于AlN基热隔离四阵列热流量风速风向传感器。本文研究的主要内容有：1.在厚度为0.2mm的AlN基片上通过光刻工艺和激光微加工工艺实现二维微结构风速风向传感器制备。传感器由中间加热器、四个温度探测器和一个温度传感器组成，四个温度探测器之间通过激光微加工刻蚀8个热隔离通孔减少热传导损失，提高有效热流量交换。2.通过对AlN基热隔离四阵列热流量风速风向传感器的ANSYS仿真及性能测试，验证了设计的合理性及工艺的可行性。分析得出采用热隔离可有效提高四个探测器的灵敏度，降低加热电极的功耗和热传导损失，减小了传感器设计尺寸，提高了设计的集成度。3.为使传感器输出电阻变化成为更加易于测量的电信号，设计了信号变送电路，并对电路进行调试，完成了传感器的性能指标测试及标定。4.对系统测量的风速、风向进行误差分析与处理。进一步验证传感器设计的合理性以及工艺的可行性。所设计的传感器具有体积小、功耗低、便于集成等特点，可应用于各种便携式流量计及复杂环境气体流量检测仪。传感器测试结果表明：最大角度差为5°，速度误差小于0.5米/秒。功耗为120mW，响应时间小于10s。