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你還不知道風速傳感器有幾種分類嗎
閱讀：1187 發(fā)布時間：2022-5-17
風向傳感器是以風向箭頭的轉動探測，感受外界的風向信息，并將其傳遞給同軸碼盤，同時輸出對應風向相關數(shù)值的一種物理裝置。
通常風向傳感器主體都采用風向標的機械結構，當風吹向風向標的尾部的尾翼的時候，風向標的箭頭就會指風吹過來的方向。為了保持對于方向的敏感性，同時還采用不同的內部機構來給風速傳感器辨別方向。
風速傳感器
風速傳感器是一種可以連續(xù)測量風速和風量(風量=風速x橫截面積)大小的常見傳感器。
風速傳感器大體上分為機械式(主要有螺旋槳式、風杯式)風速傳感器、熱風式風速傳感器、皮托管風速傳感器和基于聲學原理的超聲波風速傳感器。本文只介紹了機械式和熱風式風速傳感器。
螺旋槳式風速傳感器
我們知道電扇由電動機帶動風扇葉片旋轉，在葉片前后產(chǎn)生一個壓力差，推動氣流流動。螺旋漿式風速計的工作原理恰好與此相反，對準氣流的葉片系統(tǒng)受到風壓的作用，產(chǎn)生一定的扭力矩使葉片系統(tǒng)旋轉。
風杯式風速傳感器
風杯式風速傳感器，是一種十分常見的風速傳感器，最早由英國魯賓孫發(fā)明。感應部分是由三個或四個圓錐形或半球形的空杯組成。空心杯殼固定在互成120°的三叉星形支架上或互成90°的十字形支架上，杯的凹面順著一個方向排列，整個橫臂架則固定在一根垂直的旋轉軸上。
當風從左方吹來時，風杯1與風向平行，風對風杯1的壓力在最直于風杯軸方向上的分力近似為零。風杯2與3同風向成60度角相交，對風杯2而言，其凹面迎著風，承受的風壓最大;風杯3其凸面迎風，風的繞流作用使其所受風壓比風杯2小，由于風杯2與風杯3在垂直于風杯軸方向上的壓力差，而使風杯開始順時針方向旋轉，風速越大，起始的壓力差越大，產(chǎn)生的加速度越大，風杯轉動越快。
風杯開始轉動后，由于杯2順著風的方向轉動，受風的壓力相對減小，而杯3迎著風以同樣的速度轉動，所受風壓相對增大，風壓差不斷減小，經(jīng)過一段時間后(風速不變時)，作用在三個風杯上的分壓差為零時，風杯就變作勻速轉動。這樣根據(jù)風杯的轉速(每秒鐘轉的圈數(shù))就可以確定風速的大小。
當風杯轉動時，帶動同軸的多齒截光盤或磁棒轉動，通過電路得到與風杯轉速成正比的脈沖信號，該脈沖信號由計數(shù)器計數(shù)，經(jīng)換算后就能得出實際風速值。目前新型轉杯風速表均是采用三杯的，并且錐形杯的性能比半球形的好，當風速增加時轉杯能迅速增加轉速，以適應氣流速度，風速減小時，由于慣性影響，轉速卻不能立即下降，旋轉式風速表在陣性風里指示的風速一般是偏高的成為過高效應(產(chǎn)生的平均誤差約為10%)。
熱風式風速傳感器
熱式風速傳感器以熱絲(鎢絲或鉑絲) 或是以熱膜(鉑或鉻制成薄膜) 為探頭，裸露在被測空氣，并將它接入惠斯頓電橋，通過惠斯頓電橋的電阻或電流的平衡關系，檢測出被測截面空氣的流速。熱膜式風速傳感器的熱膜外涂有極薄的石英膜絕緣層，以便和流體絕緣，并可防止污染，可在帶有顆粒的氣流中工作，其強度比金屬熱線絲高。
當空氣溫度穩(wěn)定不變時，熱絲上的耗電功率等于熱絲在空氣中瞬時耗去的熱量。熱絲電阻隨溫度而變化，熱線的電阻和熱線溫度在通常溫度范圍(0～300 ℃) 之內，表現(xiàn)為線性關系。放熱系數(shù)與氣流速度有關，流速越大，對應的放熱系數(shù)也越大，即散熱快;流速小，則散熱慢。
熱式風速傳感器所測氣流速度是電流與電阻的函數(shù)。將電流(或電阻) 保持不變，所測氣流速度僅與電阻(或電流) 一一對應。
熱線式風速傳感器可測量脈動風速。恒流式風速傳感器熱慣性較大，恒溫式風速傳感器的熱慣性相對較小，具有較高的速度響應。熱線式風速傳感器的測量精度均不很高，使用時要注意溫度補償。