风速仪小知识

       风速仪是指将流速信号转变为电信号的一种测速仪器，也可测量流体温度或密度。它的测量原理很简单，就是利用空气的流动来带动风速仪的部件运动，然后通过这种运动来间接测定风的流速。

结构及原理

       风速仪通常由两个部分组成：一个压力传感器和一个温度传感器。压力传感器通过测量空气流动时所产生的静压力差来计算风速。温度传感器则测量周围空气的温度，因为风速和温度是密切相关的，温度的变化会影响空气的密度，从而影响风速的测量。

       具体来说，风速仪通过把空气流动引导到一个小孔中，测量小孔两侧的压力差来计算风速。当风吹过小孔时，它会在进口侧形成较高的压力，而在出口侧则形成较低的压力。这种差异会被传感器检测到，并转化为数字信号，通过计算得出风速大小。

主要用途

       a. 测量平均流动的速度和方向。

       b. 测量来流的脉动速度及其频谱。

       c. 测量湍流中的雷诺应力及两点的速度相关性、时间相关性。

       d. 测量壁面切应力（通常是采用与壁面平齐防止的热膜探头来进行的，原理与热线测速相似）。

       e. 测量流体温度（事先测出探头电阻随流体温度的变化曲线，然后根据测得的探头电阻就可确定温度）。

分类及特点

       a. 热式风速计

       热式风速计又分为热球式、热线式、热敏式几类。该方式是测试处于通电状态下传感器因风而冷却时产生的电阻变化，由此测试风速，不能得出风向的信息。除携带容易方便外，成本性能比高，作为风速计的标准产品广泛地被采用。

       b. 超音波式

       该方式是测试传送一定距离的超音波时间，因风的影响而使到达时间延迟，由此测试风速，3次方时，可以知道风向。传感器部较大，在测试部周围，有可能发生紊流，使流动不规则，用途受到限定，普及度低。

       c. 叶轮式

       该方式是应用风车的原理，通过测试叶轮的转数，测试风速，用于气象观测等。原理比较简单，价格便宜，但测试精度较低，所以不适合微风速的测试和细小风速变化的测试，普及度低。

       d. 皮托管式

       在流动面的正面有与之形成直角方向的小孔，内部藏有从各自孔里分别提取压力的细管。通过测试其压力差（前者为全压、后者为静压），就可知道风速。原理比较简单，价格便宜，但与流动面必须设置成直角，否则不能进行正确的测试，不适合一般用，不是作为风速计，而是作为高速域的风速校正来使用。

测量标准

不同类型的风速仪具有不同的测量标准：

测量范围

       风速仪的测量范围是指能够测量的风速范围。叶轮式风速仪通常测量范围为0-60m/s，热线式风速仪为0-30m/s，超声波式/皮托管风速仪可达70m/s以上。

精度

       精度是指测量结果与真实值之间的误差。风速仪的精度影响数据的准确性。通常，风速仪的精度为测量范围的2%-5%。

响应时间

       响应时间是指风速仪对风速变化的反应时间。对于气象、环保等领域，响应时间要求较短，一般在1秒以内。而航空领域对响应时间要求更高，通常在0.1秒以内。

温度

       正确选择风速仪的流速探头的一个附加标准是温度：通常风速仪的热敏式传感器的使用温度约达±70℃，特制风速仪的转轮探头可达350℃，皮托管用于+350℃以上。