風(fēng)速等級(jí)傳感器的原理
風(fēng)速等級(jí)傳感器是一種能夠持續(xù)精確測(cè)量風(fēng)速等級(jí)和排風(fēng)量（排風(fēng)量=風(fēng)速等級(jí)x橫截面積）尺寸的普遍傳感器。風(fēng)速等級(jí)傳感器大致分成腳踏式（關(guān)鍵有飛機(jī)螺旋槳式、風(fēng)杯式）風(fēng)速等級(jí)傳感器、暖風(fēng)式風(fēng)速等級(jí)傳感器、皮托管風(fēng)速等級(jí)傳感器和根據(jù)聲學(xué)原理的超音波風(fēng)速等級(jí)傳感器。
一、飛機(jī)螺旋槳式風(fēng)速等級(jí)傳感器原理
我們知道電風(fēng)扇由電機(jī)推動(dòng)風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在葉子前后左右造成一個(gè)壓差，促進(jìn)氣旋流動(dòng)性。螺旋漿式風(fēng)速計(jì)的原理正好與此相反，指向氣旋的葉子系統(tǒng)軟件遭受氣壓的功效，造成一定的扭扭矩使葉子系統(tǒng)軟件轉(zhuǎn)動(dòng)。一般飛機(jī)螺旋槳式速傳感器根據(jù)一組三葉或四葉飛機(jī)螺旋槳繞水準(zhǔn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)精確測(cè)量風(fēng)速等級(jí)，飛機(jī)螺旋槳一般裝在一個(gè)風(fēng)標(biāo)底前側(cè)，使其轉(zhuǎn)動(dòng)平面圖自始至終正對(duì)著風(fēng)的來(lái)向，它的轉(zhuǎn)速比正比例于風(fēng)速等級(jí)。
二、風(fēng)杯式風(fēng)速等級(jí)傳感器原理
風(fēng)杯式風(fēng)速等級(jí)傳感器，是一種十分普遍的風(fēng)速等級(jí)傳感器，最開(kāi)始由美國(guó)魯賓孫創(chuàng)造發(fā)明。磁感應(yīng)一部分是由三個(gè)或四個(gè)錐形或半球形的空杯構(gòu)成?？招谋瓪す潭ú粍?dòng)在互成120°的三叉星型支撐架上或互成90°的十字形支撐架上，杯的球面沿著一個(gè)方位排序，全部橫伸縮臂則固定不動(dòng)在一根豎直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
當(dāng)風(fēng)從左側(cè)吹來(lái)的時(shí)候，風(fēng)杯1與風(fēng)頻平行面，風(fēng)對(duì)風(fēng)杯1的工作壓力在最直于風(fēng)杯軸方位上的作用力類(lèi)似為零。風(fēng)杯2與3同風(fēng)頻成60度角交叉，對(duì)風(fēng)杯2來(lái)講，其球面迎著風(fēng)，承擔(dān)的氣壓較大 ;風(fēng)杯3其凸形迎風(fēng)，風(fēng)的繞流功效使其所受氣壓比風(fēng)杯2小，因?yàn)轱L(fēng)杯2與風(fēng)杯3在垂直平分風(fēng)杯軸方位上的壓差，進(jìn)而風(fēng)杯剛開(kāi)始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)速等級(jí)越大，起止的壓差越大，造成的瞬時(shí)速度越大，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)越快。
風(fēng)杯剛開(kāi)始旋轉(zhuǎn)后，因?yàn)楸?沿著風(fēng)的方位旋轉(zhuǎn)，見(jiàn)風(fēng)的工作壓力相對(duì)性減少，而杯3迎著風(fēng)以一樣的速率旋轉(zhuǎn)，所受氣壓相對(duì)性擴(kuò)大，風(fēng)壓差持續(xù)減少，歷經(jīng)一段時(shí)間后（風(fēng)速等級(jí)不會(huì)改變時(shí)），功效在三個(gè)風(fēng)杯上的分壓力差為零時(shí)，風(fēng)杯就變作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。那樣依據(jù)風(fēng)杯的轉(zhuǎn)速比（每秒轉(zhuǎn)的匝數(shù)）就可以明確風(fēng)速等級(jí)的尺寸。
當(dāng)風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)時(shí)，推動(dòng)同軸輸出的多齒截光碟或磁棒旋轉(zhuǎn)，根據(jù)電源電路獲得與風(fēng)杯轉(zhuǎn)速比正相關(guān)的差分信號(hào)，該差分信號(hào)由電子計(jì)數(shù)器記數(shù)，經(jīng)計(jì)算后就能得到具體風(fēng)速等級(jí)值?，F(xiàn)階段新式轉(zhuǎn)杯風(fēng)速表均是選用三杯的，而且錐型杯的性能提升半球形的好，當(dāng)風(fēng)速等級(jí)提升時(shí)轉(zhuǎn)杯能快速提升轉(zhuǎn)速比，以融入氣旋速率，風(fēng)速等級(jí)減少時(shí)，因?yàn)閼T性力危害，轉(zhuǎn)速比卻不可以馬上降低，轉(zhuǎn)盤(pán)式風(fēng)速表在陣性風(fēng)中標(biāo)示的風(fēng)速等級(jí)一般是較高的變成過(guò)高效用（造成的平均偏差約為10%）
三、快熱式風(fēng)速等級(jí)傳感器原理
快熱式風(fēng)速等級(jí)傳感器以熱絲（燈絲或鉑絲）或者以熱膜（鉑或鉻做成塑料薄膜）為攝像頭，外露在被測(cè)氣體，并將它連接惠斯頓電橋電路，根據(jù)惠斯頓電橋電路的電阻器或電流量的均衡關(guān)聯(lián)，檢驗(yàn)出被測(cè)橫截面氣體的水流量。熱膜式風(fēng)速等級(jí)傳感器的熱膜外抹有特薄的石英石膜電纜護(hù)套，便于和液體絕緣層，并可避免 環(huán)境污染，可在含有顆粒的氣旋中工作中，其抗壓強(qiáng)度比金屬材料熱線電話絲高。
當(dāng)氣體溫度平穩(wěn)不會(huì)改變時(shí)，熱絲上的耗電量功率等于熱絲在空氣中瞬時(shí)速度耗去的發(fā)熱量。熱絲電阻器隨溫度而轉(zhuǎn)變，熱線電話的電阻器和熱線電話溫度在一般溫度范圍（0～300℃）以?xún)?nèi)，主要表現(xiàn)為線性相關(guān)。放熱反應(yīng)指數(shù)與氣旋速率相關(guān)，水流量越大，相匹配的放熱反應(yīng)指數(shù)也越大，即排熱快；水流量小，則排熱慢。
快熱式風(fēng)速等級(jí)傳感器測(cè)定氣旋速率是電流量與電阻器的涵數(shù)。將電流量（或電阻器）維持不會(huì)改變，測(cè)定氣旋速率僅與電阻器（或電流量）一一對(duì)應(yīng)。
熱線電話式風(fēng)速等級(jí)傳感器有恒流與控溫二種設(shè)計(jì)方案電源電路?？販厥綗峋€電話風(fēng)速等級(jí)傳感器比較常見(jiàn)?？販胤ɑ驹硎蔷_測(cè)量全過(guò)程中維持熱絲溫度穩(wěn)定，使電橋平衡，這時(shí)熱絲電阻器維持不會(huì)改變，氣旋速率僅僅電流量的單值函數(shù)，依據(jù)已經(jīng)知道的氣旋速度電流量的關(guān)聯(lián)可求取根據(jù)尾端設(shè)備的氣旋速率。恒流式的熱線電話風(fēng)速等級(jí)傳感器在精確測(cè)量全過(guò)程中維持流過(guò)熱絲的電流不會(huì)改變。當(dāng)電流不會(huì)改變時(shí)，氣旋速率只是與熱絲電阻器相關(guān)。依據(jù)已經(jīng)知道的氣旋速度熱絲電阻器的關(guān)聯(lián)可求取根據(jù)風(fēng)速等級(jí)傳感器的氣旋速率。
熱線電話式風(fēng)速等級(jí)傳感器可精確測(cè)量脈動(dòng)飲料風(fēng)速等級(jí)。恒流式的風(fēng)速等級(jí)傳感器熱慣性力很大，控溫式風(fēng)速等級(jí)傳感器的熱慣性力相對(duì)性較小，具備較高的速率回應(yīng)。熱線電話式風(fēng)速等級(jí)傳感器的測(cè)量精度均不很高，應(yīng)用時(shí)要留意溫度補(bǔ)償。
四、皮托管風(fēng)速等級(jí)傳感器原理
皮托管，別名“空速管”，“風(fēng)速等級(jí)管”，是精確測(cè)量氣旋總壓和負(fù)壓以明確氣旋速率的一種管形設(shè)備，由荷蘭H.皮托創(chuàng)造發(fā)明而而出名。
風(fēng)速等級(jí)傳感器的原理_風(fēng)速等級(jí)傳感器安裝部位
用實(shí)驗(yàn)方法立即精確測(cè)量氣旋的速率較為艱難，但氣旋的工作壓力則可以用測(cè)壓計(jì)便捷地測(cè)到。它主要是用于精確測(cè)量飛機(jī)速度的，另外還兼顧別的多種多樣作用。因而，能用皮托管精確測(cè)量工作壓力，再運(yùn)用伯努利定理算出氣旋的速率。皮托管由一個(gè)圓口的兩層防水套管構(gòu)成（見(jiàn)圖），外衣管直徑為D，在圓口管理中心O處開(kāi)一與內(nèi)防水套管相接的總壓孔，連接 測(cè)壓計(jì)的一頭，孔的直徑為0.3～0.6D。在外面防水套管側(cè)表層距O約3～8D的C處沿周向勻稱(chēng)地開(kāi)一排與外壁厚豎直的負(fù)壓孔，連接 測(cè)壓計(jì)另一頭，將皮托管放置在欲測(cè)速度的最小相位系統(tǒng)氣旋中，使管軸與氣旋的方位一致，管道外緣沖著來(lái)流。當(dāng)氣旋貼近O點(diǎn)處，其水流量慢慢降低，流至O點(diǎn)滯止為零。因此 O點(diǎn)測(cè)到的是總壓P。次之，因?yàn)楣艿篮芗?xì)，C點(diǎn)距O點(diǎn)充足遠(yuǎn)，因而C點(diǎn)處的速率和工作壓力早已大部分修復(fù)到同來(lái)流速率V和工作壓力P相同的標(biāo)值，因此在C點(diǎn)測(cè)到的是負(fù)壓。針對(duì)低速檔流動(dòng)性（液體可類(lèi)似地覺(jué)得是不能縮小的），由伯努利定理得明確水流量的公式計(jì)算為：
風(fēng)速等級(jí)傳感器的原理_風(fēng)速等級(jí)傳感器安裝部位
依據(jù)測(cè)壓計(jì)測(cè)到的總壓和負(fù)壓差P-P，及其液體的相對(duì)密度ρ，能夠依照式（1）求出氣旋的速率。
五、超音波風(fēng)速等級(jí)傳感器原理
超音波風(fēng)速等級(jí)傳感器的原理是運(yùn)用超音波時(shí)間差法來(lái)完成風(fēng)速等級(jí)的精確測(cè)量。因?yàn)轫懧曉诳諝庵械目焖賯鞑?，?huì)和風(fēng)頻上的氣旋速率累加。倘若超音波的散播方位與風(fēng)頻同樣，那麼它的速率會(huì)加速；相反，若超音波的散播方位若與風(fēng)頻反過(guò)來(lái)，那麼它的速率會(huì)減緩。因此 ，在固定不動(dòng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)下，超音波在空氣中散播的速率能夠和風(fēng)速等級(jí)涵數(shù)相匹配。根據(jù)測(cè)算就可以獲得精準(zhǔn)的風(fēng)速等級(jí)和風(fēng)頻。因?yàn)槁暡l率在空氣中散播時(shí)，它的速率受溫度的危害非常大；風(fēng)速等級(jí)傳感器檢驗(yàn)2個(gè)安全通道上的2個(gè)反過(guò)來(lái)方位，因而溫度對(duì)聲波頻率速率造成的危害能夠忽略。
風(fēng)速等級(jí)傳感器的原理_風(fēng)速等級(jí)傳感器安裝部位
超音波風(fēng)速等級(jí)傳感器它具備重量較輕、沒(méi)有一切挪動(dòng)構(gòu)件、經(jīng)久耐用的特性，并且不需維護(hù)保養(yǎng)和當(dāng)場(chǎng)校正，能另外輸出風(fēng)速等級(jí)和風(fēng)頻。顧客可依據(jù)必須挑選風(fēng)速等級(jí)企業(yè)、輸出頻率及輸出文件格式。也可依據(jù)必須挑選加熱裝置（在冰涼自然環(huán)境下強(qiáng)烈推薦應(yīng)用）或模擬輸出。能夠與電腦上、數(shù)據(jù)采集終端或其他具備RS485或模擬輸出相一致的收集機(jī)器設(shè)備并用。假如必須，還可以幾臺(tái)構(gòu)成一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展應(yīng)用。
超音波風(fēng)速風(fēng)向儀是一種比較優(yōu)秀的精確測(cè)量風(fēng)速等級(jí)風(fēng)頻的儀器設(shè)備。因?yàn)樗浅：玫財(cái)[脫了腳踏式風(fēng)速風(fēng)向儀原有的缺點(diǎn)，因此能全天地、持久地一切正常工作中，愈來(lái)愈普遍地獲得應(yīng)用。它將是腳踏式風(fēng)速風(fēng)向儀的強(qiáng)大代替品。
風(fēng)速等級(jí)傳感器安裝部位
風(fēng)速等級(jí)傳感器需必須固定不動(dòng)在橫臂上并安裝在氣桿上。存有很多種類(lèi)的風(fēng)支撐桿，而且一般實(shí)際操作可根據(jù)聯(lián)接三個(gè)金屬軟管置放的一般種類(lèi)的可跌落測(cè)試桿。安裝在橫臂兩邊的汽缸上邊的七芯跟十二針插頭各自用以聯(lián)接風(fēng)速等級(jí)傳感器跟風(fēng)速等級(jí)傳感器。在十字臂一端的汽缸正下方置放一個(gè)十二芯電纜線電源插頭，用以聯(lián)接集電結(jié)的十二芯風(fēng)頻電纜線。