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什么是风速传感器?

2021-09-24 13:19:54    来源:    点击:282    喜欢:0

      风速传感器是一种可以连续测量风速和风量(风量=风速 x 横截面积)大小的常见传感器。
      风速传感器大体上分为机械式(主要有螺旋桨式、风杯式)风速传感器、热风式风速传感器、皮托管风速传感器和基于声学原理的超声波风速传感器。
      螺旋桨式风速传感器工作原理
      我们知道电扇由电动机带动风扇叶片旋转,在叶片前后产生一个压力差,推动气流流动。螺旋浆式风速计的工作原理恰好与此相反,对准气流的叶片系统受到风压的作用,产生一定的扭力矩使叶片系统旋转。通常螺旋桨式速传感器通过一组三叶或四叶螺旋桨绕水平轴旋转来测量风速,螺旋桨一般装在一个风标的前部,使其旋转平面始终正对风的来向,它的转速正比于风速。
      风杯式风速传感器工作原理
      风杯式风速传感器,是一种十分常见的风速传感器,最早由英国鲁宾孙发明。感应部分是由三个或四个圆锥形或半球形的空杯组成。空心杯壳固定在互成 120°的三叉星形支架上或互成 90°的十字形支架上,杯的凹面顺着一个方向排列,整个横臂架则固定在一根垂直的旋转轴上。
      当风从左方吹来时,风杯 1 与风向平行,风对风杯 1 的压力在最直于风杯轴方向上的分力近似为零。风杯 2 与 3 同风向成 60 度角相交,对风杯 2 而言,其凹面迎着风,承受的风压最大;风杯 3 其凸面迎风,风的绕流作用使其所受风压比风杯 2 小,由于风杯 2 与风杯 3 在垂直于风杯轴方向上的压力差,而使风杯开始顺时针方向旋转,风速越大,起始的压力差越大,产生的加速度越大,风杯转动越快。
      风杯开始转动后,由于杯 2 顺着风的方向转动,受风的压力相对减小,而杯 3 迎着风以同样的速度转动,所受风压相对增大,风压差不断减小,经过一段时间后(风速不变时),作用在三个风杯上的分压差为零时,风杯就变作匀速转动。这样根据风杯的转速(每秒钟转的圈数)就可以确定风速的大小。
      当风杯转动时,带动同轴的多齿截光盘或磁棒转动,通过电路得到与风杯转速成正比的脉冲信号,该脉冲信号由计数器计数,经换算后就能得出实际风速值。目前新型转杯风速表均是采用三杯的,并且锥形杯的性能比半球形的好,当风速增加时转杯能迅速增加转速,以适应气流速度,风速减小时,由于惯性影响,转速却不能立即下降,旋转式风速表在阵性风里指示的风速一般是偏高的成为过高效应(产生的平均误差约为 10%)

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