風(fēng)向風(fēng)速測(cè)量?jī)x可以廣泛地應(yīng)用于氣象（如為臺(tái)風(fēng)數(shù)據(jù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考）、民航（為飛機(jī)起飛、降落提供風(fēng)的可靠數(shù)據(jù)）、公路、橋梁（為建造公路、橋梁提供依據(jù)）、新能源風(fēng)能發(fā)電前期提供風(fēng)數(shù)據(jù)）等行業(yè),前景廣闊。
目前國(guó)內(nèi)外風(fēng)向風(fēng)速傳感器可以分為三類
*類為螺旋槳式風(fēng)向風(fēng)速傳感器;第二類為風(fēng)速是三杯式、風(fēng)向是單翼式的風(fēng)向風(fēng)速傳感器;第三類為超聲波風(fēng)向風(fēng)速傳感器。螺旋槳式風(fēng)傳感器精度較差,動(dòng)態(tài)性能一般;超聲波風(fēng)傳感器目前應(yīng)用還不太成熟。考慮測(cè)量性能、可靠性、價(jià)格等因素,本設(shè)計(jì)采用三杯式風(fēng)速傳感器、單翼式風(fēng)向傳感器。現(xiàn)設(shè)計(jì)定型的傳感器型號(hào)為ZQZ2TF風(fēng)向風(fēng)速傳感器,具體外型參見(jiàn)圖1所示。
風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器工作原理是:風(fēng)速傳感器的感應(yīng)元件為三杯式回轉(zhuǎn)架,信號(hào)變換電路為霍
爾開(kāi)關(guān)電路。在水平風(fēng)力作用下,風(fēng)杯組旋轉(zhuǎn),通過(guò)主軸帶動(dòng)磁棒盤旋轉(zhuǎn),其上的36只磁體形成18個(gè)小磁場(chǎng),風(fēng)杯組每旋轉(zhuǎn)1圈,在霍爾開(kāi)關(guān)電路中感應(yīng)出18個(gè)脈沖信號(hào),其頻率隨風(fēng)速的增大而線性增加。其校準(zhǔn)方程為:V=011F（V:風(fēng)速,單位:m/s;F:脈沖頻率,單位:Hz。）。
風(fēng)向傳感器的感應(yīng)元件為風(fēng)向標(biāo)組件。角度變換為格雷碼盤加光電電路。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)組件隨風(fēng)向旋轉(zhuǎn)時(shí),帶動(dòng)主軸及碼盤一同旋轉(zhuǎn),每轉(zhuǎn)動(dòng)218125°,位于光電器件支架上下兩邊的7位光電變換電路就輸出1組新的7位并行格雷碼,經(jīng)整形電路整形并反相后輸出。
傳感器具有動(dòng)態(tài)特性好、線性好、精度高、靈敏度高（3°;011m/s）、抗風(fēng)強(qiáng)度高（≤70m/s）、測(cè)量范圍寬（0～60m/s）、互換性好、工作可靠、抗雷電干擾能力強(qiáng)等多種優(yōu)良性能。風(fēng)杯由特種工程塑料注塑成型,風(fēng)向標(biāo)尾翼板用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、剛性好且在高溫高壓條件下成型的非金屬材料制造。具有重量輕,強(qiáng)度好、抗風(fēng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
