流速测量是实现飞行器气动控制的前提和基础,也是智能蒙皮传感测量系统研究的重点和难点。本文以可用于变体飞行器流速测量的柔性热式传感器为研究对象,对热式流速传感器从结构设计、理论建模与仿真、工艺优化、测试系统设计和风洞应用验证等多个方面进行了探究,主要研究工作和创新之处在于:(1)设计了一种集热温差和热损耗检测于一体的多功能柔性热式流速传感器,在结构布局上采用热损失型和热温差型测量原理相结合的方案,消除了热式流速传感器不同测量原理间的测量局限性,扩大了传感器测量量程,实现了传感测量原理间的优势互补。(2)构建了热式流速传感器热特性机理模型和热-流耦合仿真模型,结合传感器结构特点,建立了基于热式微传感单元的热特性物理模型,分析了传感器几何结构参数与灵敏度的关系,并借助有限元软件构建了热-流耦合模型对传感器进行模拟仿真,确定了传感器合理尺寸参数范围。(3)优化了热式流速传感器制作关键技术和工艺参数,在合理选择传感器结构材料的基础上,探究了柔性传感器制备过程中的基于电喷印的超薄通孔连接、退火增强和老化增强等关键工艺技术,优化了成膜过程中影响Ni膜电阻温度系数(TCR)的磁控溅射参数,提高了传感器稳定性、可靠性和灵敏度。(4)搭建了热式流速传感器测试系统并对传感器进行了风洞应用验证,根据传感器测试原理设计了传感器关键硬件电路,提出了一种基于三次样条插值函数的流速流向解析算法,从而搭建传感器硬、软件测试平台完成了对传感器各项特征参数表征。并选取典型平板模型对传感器流速和流向精度进行了风洞测试,验证了传感器在流场测量中的可行性和实用性。