風(fēng)速風(fēng)向儀的工作原理，主要是基于流體力學(xué)、聲學(xué)、壓力變化等物理學(xué)原理來測(cè)量空氣流動(dòng)的速度和方向，下面風(fēng)途來分享一下，風(fēng)速風(fēng)向儀的工作原理。

一、風(fēng)速的測(cè)量原理

常見的有旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計(jì)、超聲波風(fēng)速計(jì)、壓力式風(fēng)速計(jì)

旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計(jì)也可以稱作風(fēng)杯式風(fēng)速計(jì)、螺旋槳式風(fēng)速計(jì)，比較常見的是三杯或四杯式風(fēng)杯，安裝在垂直軸上可以自由旋轉(zhuǎn)，或者是類似螺旋槳的風(fēng)扇葉片。

其原理是風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)杯或螺旋槳，由于凹面比凸面受到的風(fēng)力更大，因此會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動(dòng)風(fēng)杯或螺旋槳圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的速度與風(fēng)速成正比，風(fēng)速越大旋轉(zhuǎn)越快，旋轉(zhuǎn)軸上裝有傳感器，通過脈沖計(jì)數(shù)即可計(jì)算出轉(zhuǎn)速和風(fēng)速。

超聲波風(fēng)速計(jì)通常有兩對(duì)或三對(duì)超聲波換能器，以固定距離和特定角度相對(duì)安裝，利用超聲波在空氣中傳播的速度受風(fēng)速影響的特性，即可計(jì)算出風(fēng)速。

壓力式風(fēng)速計(jì)也可稱作皮托管式風(fēng)速計(jì)，其由兩根同軸的管子組成，一根是全壓管，開口正對(duì)氣流的方向，一根是靜壓管，開口與氣流方向平行。

其基于伯努利原理，正對(duì)氣流的全壓管測(cè)量的是氣流的總壓力，側(cè)面開孔的靜壓管測(cè)量的是靜壓力。

二、風(fēng)向的測(cè)量原理

風(fēng)向通常由風(fēng)向標(biāo)來測(cè)量，風(fēng)向標(biāo)是一個(gè)不對(duì)稱的葉片(尾翼)，尾翼的面積較大，頭部指向桿較小較輕，風(fēng)向標(biāo)安裝在垂直軸上，可以自由的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)作用在不對(duì)稱的葉片上時(shí)會(huì)產(chǎn)生扭矩，使風(fēng)向標(biāo)始終轉(zhuǎn)動(dòng)到其指向桿正對(duì)來風(fēng)的方向(阻力最小的方向)，尾部順風(fēng)。

風(fēng)向標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸連接到角度傳感器，比較傳統(tǒng)的方式是，風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)電位器的滑臂，更改電阻值，測(cè)量電阻值即可對(duì)應(yīng)風(fēng)向角度。更現(xiàn)代更精確的方式是，風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)編碼盤，通過光電或磁感應(yīng)原理，編碼器輸出代表絕對(duì)角度或相對(duì)角度變化的數(shù)字或模擬信號(hào)。

風(fēng)向儀安裝時(shí)必須精確的對(duì)準(zhǔn)地理北極，傳感器輸出的角度值就是基于這個(gè)參考零點(diǎn)的。

三、風(fēng)速風(fēng)向的組合與輸出

現(xiàn)代風(fēng)速風(fēng)向儀，通常試講風(fēng)速及風(fēng)向傳感器集成在一個(gè)緊湊的頭部，傳感器產(chǎn)生的原始信號(hào)，通過線纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器或顯示儀表，數(shù)據(jù)采集器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、單位換算，并按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議輸出結(jié)果。

以上就是風(fēng)速風(fēng)向儀的工作原理了，希望對(duì)各位有所幫助。