气象仪器作业学号：20091343001姓名：王嘉君班级：09环境工程（1）班气象测风速仪器风杯风速计它是最常见的一种风速计。转杯式风速计最早由英国鲁宾孙发明，当时是四杯，后来改用三杯。三个互成度固定在架上的抛物形或半球形的空杯都顺一面，整个架子连同风杯装在一个可以自由转动的轴上。在风力的作用下风杯绕轴旋转，其转速正比于风速。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。当风杯处于小风速时，必须考虑两种摩擦力矩（动摩擦力矩、静摩擦力矩）的影响。静摩擦力矩是常数，动摩擦力矩应与转速成正比。风速越大，摩擦力矩所占的比例越低。过高效应：还会受到其它两种影响：垂直风速的影响、风向脉动的影响。风速在0—20m/s时，利用风杯测定风速比较准确。风杯达到匀速转动的时间要比风速的变化来得慢（滞后性）。这种现象在风速由大变小时较为严重，如当风速较大，很快地变为0时，因为惯性作用，风杯将继续转动，不可能很快停下来。这样，风速计所记录的风速要比实际风速为大。同时这种滞后性消除了许多风速脉动现象，因而，用风杯作感应器的风速表，测定平均风速比较好，而测瞬时风速则准确度较差。试验证明：三杯比四杯好，圆锥形比半球形好。②螺旋桨式风速计它是一组三叶或四叶螺旋桨绕水平轴旋转的风速计。螺旋桨装在一个风标的前部，使其旋转平面始终正对风的来向，它的转速正比于风速。③热线风速计一根被电流加热的金属丝，流动的空气使它散热，利用散热速率和风速的平方根成线性关系，再通过电子线路线性化（以便于刻度和读数），即可制成热线风速计。热线风速计分旁热式和直热式两种。旁热式的热线一般为锰铜丝，其电阻温度系数近于零，它的表面另置有测温元件。直热式的热线多为铂丝，在测量风速的同时可以直接测定热线本身的温度。热线风速计在小风速时灵敏度较高，适用于对小风速测量。它的时间常数只有百分之几秒，是大气湍流和农业气象测量的重要工具。优点：感应速度快，时间常数只有百分之几秒，在小风速时灵敏度较高，探头体积小，对流场干扰小，响应快，能测量非定常流速；宜应用于室内和野外的大气湍流实验。缺点：金属色过细，易断；对工作环境要求较高，灰尘不易过多热线测量的主要误差：气温变化造成的误差、测风热线方向与气流方向不垂直造成的误差（要求夹角10度）、空气密度的改变造成的误差④声学风速表在声波传播方向的风速分量将增加（或减低）声波传播速度，利用这种特性制作的声学风速表可用来测量风速分量。声学风速表至少有两对感应元件，每对包括发声器和接收器各一个。使两个发声器的声波传播方向相反，如果一组声波顺着风速分量传播，另一组恰好逆风传播，则两个接收器收到声脉冲的时间差值将与风速分量成正比。如果同时在水平和铅直方向各装上两对元件，就可以分别计算出水平风速、风向和铅直风速。由于超声波具有抗干扰、方向性好的优点，声学风速表发射的声波频率多在超声波段。声波风速仪是一基于微机，能以可靠的精度进行一到三维风速测量的风传感器。仪器设计成通过沿着在固定而又互相垂直方向发射与接受声波讯号来测量风速的分量，微机随后处理这些信息进行三维声速计算。因无移动部件介入气流的动力平衡，声波风速仪/温度计能快速响应风速的起伏，它线性响应声速，而且不受其它速度分量及压力、温度和相对湿度的干扰。传感器的标定由设计参量确立，因此可用作绝对测量仪器。探头阵列的设计最大限度减小了由支架导致的气流扭变，达到了垂直分量的无障碍广范围覆盖。阵列可任意指向，但理想情况垂直轴应装在两水平轴的上风处。压电晶体制的换能器完全密封，适用于苛刻的室外使用条件。电子器件全部装在探头杆架中。这样仪器就可安装在塔顶运行，经得起十分恶劣的环境条件考验。换能器的运行，声波函数及所有数据的计算和传输，均由微机控制。特点：单分量风速、快速响应温度、极端精确、微机控制、固态数字运算、无活动部件无人监管运行、易安装、抗糙建构、低功耗、直流电源功能：可由串行口遥控、内标定保持精度、用户程选数据采样率，平均范围：1分钟至200Hz、选择数据平均或中位过滤、数种输出格式可选、数种波特率可选、同步声波运算至外部触发、可输出触发脉冲给其它仪器、选择“声速”和/或“温”度输出、改变风速﹑风向的水平速度矢量而保持垂直分量及温度、选择数据质量计算方法去除尖峰、用户调整数据质量的计算、可在输出格式中提供数据质量状态、气流扭变校准可“开”或“关”、用户调整气流扭变校准的计算⑤轻便风速表构造：风杯感应部分、机械指示部分感应部分：四个半球形风杯刻度盘中心大指针指示十位数和个位数，右边小指针指示百位数，左边小指针指示千位数。轻便风速表一般用于小气候观测或特殊观测。