一文读懂风向风速传感器

　　热线式风速传感器有恒流与恒温两种设计电路。恒温式热线风速传感器较为常用。恒温法原理是测量过程中保持热丝温度恒定，使电桥平衡，此时热丝电阻保持不变，气流速度只是电流的单值函数，根据已知的气流速度与电流的关系可求得通过末端装置的气流速度。恒流式热线风速传感器在测量过程中保持流经热丝的电流值不变。当电流值不变时，气流速度仅仅与热丝电阻有关。根据已知的气流速度与热丝电阻的关系可求得通过风速传感器的气流速度。

　　热线式风速传感器可测量脉动风速。恒流式风速传感器热惯性较大，恒温式风速传感器的热惯性相对较小，具有较高的速度响应。热线式风速传感器的测量精度均不很高， 使用时要注意温度补偿。

　　皮托管风速传感器工作原理

　　皮托管，又名“空速管”，“风速管”，是测量气流总压和静压以确定气流速度的一种管状装置，由法国H.皮托发明而得名。

　　用实验方法直接测量气流的速度比较困难，但气流的压力则可以用测压计方便地测出。它主要是用来测量飞机速度的，同时还兼具其他多种功能。因此，可用皮托管测量压力，再应用伯努利定理算出气流的速度。皮托管由一个圆头的双层套管组成(见图)，外套管直径为D，在圆头中心O处开一与内套管相连的总压孔，联接测压计的一头，孔的直径为0.3～0.6D。在外套管侧表面距O约3～8D的C处沿周向均匀地开一排与外管壁垂直的静压孔，联接测压计另一头，将皮托管安放在欲测速度的定常气流中，使管轴与气流的方向一致，管子前缘对着来流。当气流接近O点处，其流速逐渐减低，流至O点滞止为零。所以O点测出的是总压P。其次，由于管子很细，C点距O点充分远，因此C点处的速度和压力已经基本上恢复到同来流速度V和压力P相等的数值，因而在C点测出的是静压。对于低速流动(流体可近似地认为是不可压缩的)，由伯努利定理得确定流速的公式为：

　　根据测压计测出的总压和静压差P-P，以及流体的密 度ρ，可以按照式(1)求出气流的速度。

　　超声波风速传感器工作原理

　　超声波风速传感器的工作原理是利用超声波时差法来实现风速的测量。由于声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加。假如超声波的传播方向与风向相同，那么它的速度会加快;反之，若超声波的传播方向若与风向相反，那么它的速度会变慢。所以，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。 通过计算即可得到精确的风速和风向。由于声波在空气中传播时，它的速度受温度的影响很大;风速传感器检测两个通道上的两个相反方向，因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计。

　　超声波风速传感器它具有重量轻、没有任何移动部件、坚固耐用的特点， 而且不需维护和现场校准，能同时输出风速和风向。客户可根据需要选择风速单位、 输出频率及输出格式。也可根据需要选择加热装置(在冰冷环境下推荐使用)或模拟输出。可以与电脑、数据采集器或其它具有RS485或模拟输出相符合的采集设备连用。如果需要，也可以多台组成一个网络进行使用。

　　超声波风速风向仪是一种较为先进的测量风速风向的仪器。 由于它很好地克服了机械式风速风向仪固有的缺陷， 因而能全天候地、长久地正常工作，越来越广泛地得到使用。它将是机械式风速仪的强有力替代品。

　　超声波风速传感器特点：

　　1、采用声波相位补偿技术，精度更高;

　　2、采用随机误差识别技术，大风下也可保证测量的低离散误差，使输出更平稳;

　　3、针对细雨，浓雾天气的测量补偿技术，具有更强的环境适应力;

　　4、数字滤波技术，抗电磁干扰能力更强;

　　5、无启动风速限制，零风速工作，适合室内微风的测量，无角度限制(360°全方位)，同时获得风速、风向的数据;

　　6、测量精度高;性能稳定;低功耗不需校准;

　　7、结构坚固，仪器抗腐蚀性强，在安装和使用时无需担心损坏;

　　8、设计灵活，轻巧，携带轻便，安装、拆卸容易;

　　9、信号接入方便，同时提供数字和模拟两种信号;

　　10、不需维护和现场校准， 真正的0～359°工作 (无死角)。

　　风向风速传感器的应用

　　风向传感器和风速传感器虽然是两种完全独立的传感器，但大多数情况下，这两种传感器是整合在同一测量设备中，通过综合处理数据信息，共同发挥作用的。