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什么是風(fēng)速傳感器?

2021-09-24 13:19:54    來源:    點(diǎn)擊:2153    喜歡:0

      風(fēng)速傳感器是一種可以連續(xù)測量風(fēng)速和風(fēng)量(風(fēng)量=風(fēng)速 x 橫截面積)大小的常見傳感器。
      風(fēng)速傳感器大體上分為機(jī)械式(主要有螺旋槳式、風(fēng)杯式)風(fēng)速傳感器、熱風(fēng)式風(fēng)速傳感器、皮托管風(fēng)速傳感器和基于聲學(xué)原理的超聲波風(fēng)速傳感器。
      螺旋槳式風(fēng)速傳感器工作原理
      我們知道電扇由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)扇葉片旋轉(zhuǎn),在葉片前后產(chǎn)生一個(gè)壓力差,推動(dòng)氣流流動(dòng)。螺旋漿式風(fēng)速計(jì)的工作原理恰好與此相反,對準(zhǔn)氣流的葉片系統(tǒng)受到風(fēng)壓的作用,產(chǎn)生一定的扭力矩使葉片系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)。通常螺旋槳式速傳感器通過一組三葉或四葉螺旋槳繞水平軸旋轉(zhuǎn)來測量風(fēng)速,螺旋槳一般裝在一個(gè)風(fēng)標(biāo)的前部,使其旋轉(zhuǎn)平面始終正對風(fēng)的來向,它的轉(zhuǎn)速正比于風(fēng)速。
      風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器工作原理
      風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器,是一種十分常見的風(fēng)速傳感器,最早由英國魯賓孫發(fā)明。感應(yīng)部分是由三個(gè)或四個(gè)圓錐形或半球形的空杯組成??招谋瓪す潭ㄔ诨コ?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(gè)方向排列,整個(gè)橫臂架則固定在一根垂直的旋轉(zhuǎn)軸上。
      當(dāng)風(fēng)從左方吹來時(shí),風(fēng)杯 1 與風(fēng)向平行,風(fēng)對風(fēng)杯 1 的壓力在最直于風(fēng)杯軸方向上的分力近似為零。風(fēng)杯 2 與 3 同風(fēng)向成 60 度角相交,對風(fēng)杯 2 而言,其凹面迎著風(fēng),承受的風(fēng)壓最大;風(fēng)杯 3 其凸面迎風(fēng),風(fēng)的繞流作用使其所受風(fēng)壓比風(fēng)杯 2 小,由于風(fēng)杯 2 與風(fēng)杯 3 在垂直于風(fēng)杯軸方向上的壓力差,而使風(fēng)杯開始順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),風(fēng)速越大,起始的壓力差越大,產(chǎn)生的加速度越大,風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)越快。
      風(fēng)杯開始轉(zhuǎn)動(dòng)后,由于杯 2 順著風(fēng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng),受風(fēng)的壓力相對減小,而杯 3 迎著風(fēng)以同樣的速度轉(zhuǎn)動(dòng),所受風(fēng)壓相對增大,風(fēng)壓差不斷減小,經(jīng)過一段時(shí)間后(風(fēng)速不變時(shí)),作用在三個(gè)風(fēng)杯上的分壓差為零時(shí),風(fēng)杯就變作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣根據(jù)風(fēng)杯的轉(zhuǎn)速(每秒鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù))就可以確定風(fēng)速的大小。
      當(dāng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)同軸的多齒截光盤或磁棒轉(zhuǎn)動(dòng),通過電路得到與風(fēng)杯轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號(hào),該脈沖信號(hào)由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),經(jīng)換算后就能得出實(shí)際風(fēng)速值。目前新型轉(zhuǎn)杯風(fēng)速表均是采用三杯的,并且錐形杯的性能比半球形的好,當(dāng)風(fēng)速增加時(shí)轉(zhuǎn)杯能迅速增加轉(zhuǎn)速,以適應(yīng)氣流速度,風(fēng)速減小時(shí),由于慣性影響,轉(zhuǎn)速卻不能立即下降,旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速表在陣性風(fēng)里指示的風(fēng)速一般是偏高的成為過高效應(yīng)(產(chǎn)生的平均誤差約為 10%)

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