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您知道超聲波風速風向儀是如何工作的嗎？
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更新日期：[2010-09-17] 共閱[4527578]次 |
您知道超聲波風速風向儀是如何工作的嗎？
超聲波風速風向儀測量超聲波從N傳感器到S傳感器傳輸的時間，并與S傳感器到N傳感器傳輸的時間相比較。同理，比較超聲波從W到E的時間和E到W的時間。（N=北,S=南,E=東,W=西）
如果風從北面吹來，超聲波從N到S的時間就會比從S到N的時間短，而從W到E和從E到W的傳輸時間卻是一樣的。通過計算超聲波在兩點之間的傳輸的時間差，就可以計算出風的速度和方向。這種計算方法與其它因素如溫度沒有關系.
WindObserverII測量超聲波從N傳感器到S傳感器傳輸的時間，并與S傳感器到N傳感器傳輸的時間相比較。同理，比較超聲波從W到E的時間和E到W的時間。（N=北,S=南,E=東,W=西）
如果風從北面吹來，超聲波從N到S的時間就會比從S到N的時間短，而從W到E和從E到W的傳輸時間卻是一樣的。通過計算超聲波在兩點之間的傳輸的時間差，就可以計算出風的速度和方向。這種計算方法與其它因素如溫度沒有關系。
超聲波風速風向儀測量超聲波從上面的發射器到達下面的接收器之間的時間，并且與相反方向傳輸的時間相比較。同樣地也比較其它上下兩對發射器和接收器之間超聲波傳輸的時間。
通過測量每一軸上的超聲波傳輸時間差可以計算出沿著該軸方向的風速。這一計算方法與其它因素比如溫度等無關。通過三個軸方向的風速，可計算出U、V、W風速或極、W風速。 我們可以看出，我們可以從超聲波傳輸時間來計算出空氣中的聲速，而聲溫是通過如下公式來計算的。
Tst=C12/403
其中：
Tst=聲溫
C1=聲速
注意：本公式并沒有考慮相對濕度的影響。
溫度、大氣壓、降雨和濕度的影響
計算出的U、V和W方向的風速與溫度、大氣壓、降雨以及相對濕度沒有關系，只要它們在WindMaster可操作范圍之內。但是計算出的聲溫/聲速就必須要進行校正，僅僅作為環境溫度的參考。
測量次序
下表顯示的是各超聲波發射器的發射次序。
根據所設定的輸出頻率，采樣頻率會自動選擇到20或32Hz。測量次序zui大50ms（采樣20Hz時）或31ms（采樣32Hz時）下一循環
超聲波測量軸1
（典型6ms）23數學運算12
超聲波發射L>UU>LL>UU>LL>UU>LL>UU>LL>U等
模擬輸入測量1、2、3和4或PRT
串口通信上一次測量的數據
L>U從下面往上發送超聲波
U>L從上面往下發送超聲波
模擬輸入和PRT輸入將會在第8.3章節所介紹的輸出下同步進行取樣。
信號處理
瞬時取樣
超聲波風速風向儀可以在選定的輸出頻率下（不用平均處理），直接輸出采樣數據。可以選擇在20Hz、32Hz或平均時間采樣（請參考10.2章節Fxy和Px）。這適用于風速風向和聲溫的輸出。所有的采樣數據都用一個狀態代碼傳送。
重測激活
在該模式下，如果發現了一個錯誤的取樣，儀器就會在設定的時間參數下重新發送一個超聲波。
校準激活/禁止
校準功能（提供指示點和傳感器屏蔽補償）可以禁止不正確的操作、退回到初始。
選擇上述參數是通過GILLWind軟件或用超級終端來設定Fx或Px命令
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