风速风向传感器的发展历程

风是由空气流动引起的一种自然现象。自古以来，风在人们的日常生活和生产中都起到了重要的作用。人们在与风长期的接触之中，对风速风向的认知逐渐由感性到理性；从远古时期对风的敬畏，到现在发展出多种多样风速风向传感器，人们对风的探索从未有过停止

早在先秦时期，人们就已经制造出了风向仪——伣（qìan）。伣的结构非常简单：立一风杆，杆上系有丝帛做成长条形“旗”，称“示风器”，器上系一小铃挂在高竿上，风吹铃响。设有专门的观测者监听铃声并看旗被风吹动的方向以报风向。

西汉时期，人们在原有“伣”的基础上，又发明出了相风鸟。“铸铜凤，高五尺，饰黄金，栖屋上，下有转枢，向风若翔。”每一只相风鸟下部都有转枢，可以插在圆槽内随风转动，而相风鸟头部指向的方向就是风吹来的方向。

东汉至三国时期，将相风鸟的材质由青铜转为木材。使用木鸟作风向仪，材料更容易获得，整体更为轻便，使用范围较之前也更为普遍了。

到了唐代时期，人们不再满足于对风向的测量，唐代科学家李淳风（公元602年—公元670年）在他的著作《乙巳占·占风远近》中根据风对树产生地力来估测风速。“树叶微动，风速约十里；树叶沙沙作响，风速则日行百里；树枝摇，二百里；堕夜，三百里；折小枝，四百里…。”并且，根据树的摇晃程度创造出了风的级别：“一级动叶，二级鸣条，三级摇枝，四级坠叶，五级折枝，六级折大枝，七级飞沙石，八级拔大树及根。”外加“无风”、“和风”共十级。风速级别发明，奠定了人们对风速认知的标准，并且一直沿用到近代。

监测风速风向的仪器发展到现在，已经从最简单的伣和相风鸟发展到现在完整的风速风向检测设备、体系。

现在我们用于监测风速风向的仪器共有两类：风向风速传感器和超声波风速风向传感器；这两类传感器，一类是机械式，另一类是超声波式。有了这两款设备的存在，支撑起了监测风速风向的半壁江山。

一、风速风向传感器包括风向传感器和风速传感器：

1、风向传感器

建大仁科风向传感器是一种电阻式风向监测仪。它采用类似滑动变阻器的结构，将产生的电阻值的最大值与最小值分别标成360°与0°，当风向标产生转动的时候，滑动变阻器的滑杆会随着顶部的风向标一起转动，而产生的不同的电压变化就可以计算出风向的角度或者方向了；它机械强度大，硬度高，设备结构及重量经过精心设计及分配，转动惯量小，响应灵敏；采用高性能轴承，转动阻力小，测量精确；具有良好的防电磁干扰处理能力。

2、风速传感器

风速传感器采用三杯设计理念，使用高性能进口轴承，转动阻力小，测量精确；当风杯转动时，带动同轴的多齿截光盘或磁棒转动，通过电路得到与风杯转速成正比的信号，该信号由计数器计数，经换算后得出实际风速值；其外形小巧轻便，具有良好的防电磁干扰功能；设备结构及重量经过精心设计及分配，转动惯量小，响应灵敏；外壳采用聚碳酸酯复合材料设计，具有良好的防腐、防侵蚀、抗暴晒等特点；

二、超声波风速风向传感器

超声波风速风向传感器基于超声波原理而研发，利用发送的声波脉冲，测量接收端的时间差来计算风速和风向。整机外壳采用优质ABS材质，重量轻，无启动风速限制，零风速工作，360°全方位无角度限制，不需维护和现场校准，同时测量和输出风速的瞬时数值能和风向。

风向变送器和风速变送器都采用机械式结构设计，存在转动部件，因此监测前有最低风速最为启动条件，如风速低于启动值将不能驱动螺旋桨或风杯进行旋转，就无法进行监测。与之相对的是超声波风速风向传感器，该设备的最大特点是：启动无风速限制，能够在零风速下工作，并且可以同时监测风速和风向两项数据，并输出。

从先秦的伣和相风鸟，到现代的风速风向传感器，风速风向仪的每一次进步都倾注了先辈们大量的心血和智慧，经历了一个漫长而艰苦的过程，成为了风速风向仪发展历程中，不可磨灭的印记。