風杯式風速傳感器工作原理

風杯式風速傳感器工作原理

風杯式風速傳感器，又稱三杯式風速傳感器，是一種十分常見的風速傳感器，最早由英國魯賓孫發明。感應部分是由三個或四個圓錐形或半球形的空杯組成。空心杯殼固定在互成120°的三叉星形支架上或互成90°的十字形支架上，杯的凹面順著一個方向排列，整個橫臂架則固定在一根垂直的旋轉軸上。

當風從左方吹來時，風杯1與風向平行，風對風杯1的壓力在最直于風杯軸方向上的分力近似為零。風杯2與3同風向成60度角相交，對風杯2而言，其凹面迎著風，承受的風壓最大;風杯3其凸面迎風，風的繞流作用使其所受風壓比風杯2小，由于風杯2與風杯3垂直于風杯軸方向上的壓力差，而使風杯開始順時針方向旋轉，風速越大，起始的壓力差越大，產生的加速度越大，風杯轉動越快。

風杯開始轉動后，由于杯2順著風的方向轉動，受風的壓力相對減小，而杯3迎著風以同樣的速度轉動，所受風壓相對增大，風壓差不斷減小，經過一段時間后（風速不變時），作用在三個風杯上的分壓差為零時，風杯就變作勻速轉動。這樣根據風杯的轉速（每秒鐘轉的圈數）就可以確定風速的大小。

當風杯轉動時，帶動同軸的多齒截光盤或磁棒轉動，通過電路得到與風杯轉速成正比的脈沖信號，該脈沖信號由計數器計數，經換算后就能得出實際風速值。目前新型轉杯風速表均是采用三杯的，并且錐形杯的性能比半球形的好，當風速增加時轉杯能迅速增加轉速，以適應氣流速度，風速減小時，由于慣性影響，轉速卻不能立即下降，旋轉式風速表在陣性風里指示的風速一般是偏高的成為過高效應（產生的平均誤差約為10%）