在自然環(huán)境中，風(fēng)速風(fēng)向是環(huán)境監(jiān)測(cè)中重要的氣象因素，風(fēng)時(shí)時(shí)刻刻的影響著我們的生活，到了現(xiàn)代社會(huì)，隨著科技的進(jìn)步，用來(lái)監(jiān)測(cè)風(fēng)的方向和大小的風(fēng)速風(fēng)向傳感器在氣象方面得到了廣泛的應(yīng)用。
目前用于監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向的設(shè)備有兩種：一是采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)的風(fēng)速和風(fēng)向傳感器，另一種是采用超聲波測(cè)量的風(fēng)速風(fēng)向傳感器；這兩種傳感器是日常生活中常見(jiàn)的兩款設(shè)備，那兩者之間有何異同，是否存在精度問(wèn)題，該如何進(jìn)行選擇，下面就聽(tīng)小編細(xì)細(xì)道來(lái)：
首先，講一下機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器，機(jī)械式的風(fēng)速風(fēng)向傳感器并不是一體，分為風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器：
風(fēng)速傳感器
機(jī)械式結(jié)構(gòu)的風(fēng)速傳感器是一種采用可以連續(xù)測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)量（風(fēng)量=風(fēng)速×橫截面積）大小的傳感器。比較常見(jiàn)的風(fēng)速傳感器是風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器，該傳感器相傳最早是由英國(guó)魯濱孫發(fā)明的。測(cè)量部分是由三個(gè)或四個(gè)半球型的風(fēng)杯組成，風(fēng)杯順著一個(gè)方向，按均等角度安裝在垂直地面的旋轉(zhuǎn)支架上。
風(fēng)向傳感器
風(fēng)向傳感器以風(fēng)向箭頭的轉(zhuǎn)動(dòng)探測(cè)、感受外界的風(fēng)向信息，并將其傳遞給同軸碼盤，同時(shí)輸出對(duì)應(yīng)風(fēng)向相關(guān)數(shù)值的一種物理裝置；它主體采用風(fēng)向標(biāo)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，當(dāng)風(fēng)吹向風(fēng)向標(biāo)的尾部的尾翼的時(shí)候，風(fēng)向標(biāo)的箭頭就會(huì)指風(fēng)吹過(guò)來(lái)的方向。為了保持對(duì)于方向的敏感性，同時(shí)還采用不同的內(nèi)部機(jī)構(gòu)來(lái)給風(fēng)速傳感器辨別方向。
超聲波式風(fēng)速風(fēng)向傳感器
超聲波的工作原理是利用超聲波時(shí)差法來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測(cè)量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會(huì)和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，那么它的速度會(huì)加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風(fēng)向相反，那么它的速度會(huì)變慢。所以，在固定的檢測(cè)條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風(fēng)速函數(shù)對(duì)應(yīng)。 通過(guò)計(jì)算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。由于聲波在空氣中傳播時(shí)，它的速度受溫度的影響很大；風(fēng)速傳感器檢測(cè)兩個(gè)通道上的兩個(gè)相反方向，因此溫度對(duì)聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略不計(jì)。
綜上所述，由于風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器都是采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，存在轉(zhuǎn)動(dòng)部件，因此監(jiān)測(cè)前存在最低風(fēng)速為啟動(dòng)條件，如果說(shuō)風(fēng)速低于啟動(dòng)值將不能驅(qū)動(dòng)螺旋槳或風(fēng)杯進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此就無(wú)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。與之相對(duì)的則是超聲波式風(fēng)速風(fēng)向傳感器，這臺(tái)設(shè)備最大的特點(diǎn)是：無(wú)啟動(dòng)風(fēng)速，哪怕是零風(fēng)速條件下都可以進(jìn)行工作，并且區(qū)別于機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向需要兩臺(tái)設(shè)備，超聲波集兩種監(jiān)測(cè)方式為一體，同時(shí)檢測(cè)、同時(shí)輸出。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)監(jiān)測(cè)氣象要素的精準(zhǔn)度需求越來(lái)越大，使用超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器能夠很好地克服了機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向固有的缺陷，因而能全天候、長(zhǎng)時(shí)間的正常工作，如果未來(lái)成本能夠降低，它將是機(jī)械式風(fēng)速儀的強(qiáng)有力替代品。
