[资料分享] 风向风速传感器有哪些类型?

目前国内外风向风速传感器可以分为三类。第一类为螺旋桨式风向风速传感器;第二类为风速是三杯式、风向是单翼式的风向风速传感器;第三类为超声波风向风速传感器。螺旋桨式风传感器精度较差,动态性能一般;超声波风传感器目前应用还不太成熟。风向风速传感器是风向风速监测仪最主要的部件，是整个仪器的核心。另外，在手持式气象站中，也会使用到风向风速传感器。

风杯式风速传感器工作原理是:风速传感器的感应元件为三杯式回转架,信号变换电路为霍尔开关电路。在水平风力作用下,风杯组旋转,通过主轴带动磁棒盘旋转,其上的36只磁体形成18个小磁场,风杯组每旋转1圈,在霍尔开关电路中感应出18个脉冲信号,其频率随风速的增大而线性增加。其校准方程为:V= 0.1F(V:风速,单位:m/s;F:脉冲频率,单位:Hz。)。

风向传感器的感应元件为风向标组件。角度变换为格雷码盘加光电电路。当风向标组件随风向旋转时,带动主轴及码盘一同旋转,每转动2.8125°,位于光电器件支架上下两边的7位光电变换电路就输出1组新的7位并行格雷码,经整形电路整形并反相后输出。传感器具有动态特性好、线性好、精度高、灵敏度高(3°;0.1 m/s)、抗风强度高(≤70 m/s)、测量范围宽(0~60 m/s)、互换性好、工作可靠、抗雷电干扰能力强等多种优良性能。风杯由特种工程塑料注塑成型,风向标尾翼板用质量轻、强度高、刚性好且在高温高压条件下成型的非金属材料制造。具有重量轻,强度好、抗风能力强等特点。

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WSD202无线风速/风向传感器节点结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，封装在Ryton PPS塑料外壳内。无线传感器节点使用简单方便并且可以组成庞大的无线传感器网络，支持上千个测点同时进行风速风向试验。同时节点采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在节点内置的1GB 数据存储器，保证了采集数据的准确性。无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰，极大提高了整个测量系统的测量精度和抗干扰能力。此外节点设计有专门的电源管理软硬件，使用内置的可充电电池。使得节点的空中传输速率可以达到250K BPS，有效室外通讯距离可达100m。因此无线风速/风向传感器WSD202-EX常被应用在船舶航行中，风力发电机， 气象，水利水文 ，港口吊机，机场，高空作业吊机等领域。

法国LCJ Capteurs 超声波风速传感器 - CV7-OEM：传统的风速计有旋转的机械部分。但是这些移动的部分容易使传感器遭到损坏，超声波传感器的设计在于如何避免任何机械部分被损坏，更是确保操作的可靠性。超声波传感器有着长期的稳定性而不需要维护。并且声音在交叉口由流动的物体传输。CV7超声波风速传感器可传输了4 个独立的测试数据，用于检查头风矢量计算的正确性。电子声学传感器(1)用超声波信号(2)在他们之间通信，沿着正交轴，由风速(3)引起声波传输时间不同。CV7超声波风速传感器在他们之间通信传输 4 种不同的测试，测试得到的食量头部风用于计算并且结合测量计算出风速和根据基轴计算出风向。这个方法给出了 0.15m/S的风速灵敏度，卓越的线性度，可达到 40m/S。传感器的设计减小倾角的影响(4)（传感器倾角的影响能被部分校正是由于传感器空间的形状）温度测量则是用于校准。