通过模仿自然界生物的生理结构设计制作的传感器被称为仿生式传感器。自然界生物通常存在一些具有优异传感器特性的生理结构,其中一个典型的结构形式就是毛发结构。仿生毛发传感器可以实现多物理量的测量,包括流速、惯性(加速度、角速度)、温度、振动等物理量,从而能够实现流速控制、运动控制、热控制、环境识别等多种功能,可应用于多种场合,是一种具有巨大发展潜力的仿生式传感器。本论文所述仿生毛发传感器是一种可以用于测量气体流速的仿生式传感器。本论文以课题组自行设计的仿生毛发传感器为研究对象,以提高传感器的检测性能为目的,对传感器控制与信号检测电路的若干关键技术,特别是传感器及其阵列控制系统,信号解调算法,阵列信号处理与方向估计算法等方面进行了较为深入的分析与研究。论文的研究工作概括为以下几个方面:首先,在介绍仿生毛发传感器结构和基本原理的基础上,分析其动力学特性,详细阐述了外围电路测控原理,流速测量以及简谐振动流微流速检测原理。为实现平面双轴流速测量,提高检测性能,探讨并设计了四传感器旋转阵列模型。分析了强直流干扰时测量微弱简谐振动流的机理,并设计了四传感器平行阵列模型和硬件高通滤波侧线系统。其次,设计了一套基于仿生毛发传感器阵列的控制系统,详细阐述了数字锁相环和幅度环路的设计,对阵列控制系统进行MATLAB仿真,验证其可行性。详细阐述了所提控制系统方案的具体电路实现方法,对芯片进行选型,对实际电路进行了分析。然后,对传感器测量简谐微流速的解调算法与电路实现进行研究,分别研究了正交相干解调算法和最小均方误差解调算法。在FPGA中实现了最小均方误差解调算法,在后续实验中证明了解调算法的可行性。对阵列信号处理与方向估计算法进行了研究,采用最大似然估计法实现了输入信号方向和大小的估计,在FPGA中实现了该算法,并在后续实验中证明了算法的可行性。最后,制作了印刷电路板,编写硬件描述语言,并对电路板进行调试。对传感器阵列的主要性能指标进行测试,测试了本文所设计的控制系统、解调算法和信号估计算法,验证了本文所述的传感器控制与信号检测电路的正确性,实用性,达到了预期目标。