風速風向傳感器的發展歷程

風是由空氣流動引起的一種自然現象。自古以來，風在人們的日常生活和生產中都起到了重要的作用。人們在與風長期的接觸之中，對風速風向的認知逐漸由感性到理性；從遠古時期對風的敬畏，到現在發展出多種多樣風速風向傳感器，人們對風的探索從未有過停止。

早在先秦時期，人們就已經制造出了風向儀——伣（qìan）。伣的結構非常簡單：立一風桿，桿上系有絲帛做成長條形“旗”，稱“示風器”，器上系一小鈴掛在高竿上，風吹鈴響。設有專門的觀測者監聽鈴聲并看旗被風吹動的方向以報風向。

西漢時期，人們在原有“伣”的基礎上，又發明出了相風鳥。“鑄銅鳳，高五尺，飾黃金，棲屋上，下有轉樞，向風若翔。”每一只相風鳥下部都有轉樞，可以插在圓槽內隨風轉動，而相風鳥頭部指向的方向就是風吹來的方向。

東漢至三國時期，將相風鳥的材質由青銅轉為木材。使用木鳥作風向儀，材料更容易獲得，整體更為輕便，使用范圍較之前也更為普遍了。

到了唐代時期，人們不再滿足于對風向的測量，唐代科學家李淳風（公元602年—公元670年）在他的著作《乙巳占·占風遠近》中根據風對樹產生地力來估測風速。“樹葉微動，風速約十里；樹葉沙沙作響，風速則日行百里；樹枝搖，二百里；墮夜，三百里；折小枝，四百里…。”并且，根據樹的搖晃程度創造出了風的級別：“一級動葉，二級鳴條，三級搖枝，四級墜葉，五級折枝，六級折大枝，七級飛沙石，八級拔大樹及根。”外加“無風”、“和風”共十級。風速級別發明，奠定了人們對風速認知的標準，并且一直沿用到近代。 

監測風速風向的儀器發展到現在，已經從簡單的伣和相風鳥發展到現在完整的風速風向檢測設備、體系。

現在我們用于監測風速風向的儀器共有兩類：風向風速傳感器和超聲波風速風向傳感器；這兩類傳感器，一類是機械式，另一類是超聲波式。有了這兩款設備的存在，支撐起了監測風速風向的半壁江山。

一、風速風向傳感器包括風向傳感器和風速傳感器：

1、風向傳感器

建大仁科風向傳感器是一種電阻式風向監測儀。它采用類似滑動變阻器的結構，將產生的電阻值的大值與小值分別標成360°與0°，當風向標產生轉動的時候，滑動變阻器的滑桿會隨著頂部的風向標一起轉動，而產生的不同的電壓變化就可以計算出風向的角度或者方向了；它機械強度大，硬度高，設備結構及重量經過精心設計及分配，轉動慣量小，響應靈敏；采用高性能軸承，轉動阻力小，測量精確；具有良好的防電磁干擾處理能力。

2、風速傳感器

風速傳感器采用三杯設計理念，使用高性能進口軸承，轉動阻力小，測量精確；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信號，該信號由計數器計數，經換算后得出實際風速值；其外形小巧輕便，具有良好的防電磁干擾功能；設備結構及重量經過精心設計及分配，轉動慣量小，響應靈敏；外殼采用聚碳酸酯復合材料設計，具有良好的防腐、防侵蝕、抗暴曬等特點；

二、超聲波風速風向傳感器

超聲波風速風向傳感器基于超聲波原理而研發，利用發送的聲波脈沖，測量接收端的時間差來計算風速和風向。整機外殼采用優質ABS材質，重量輕，無啟動風速限制，零風速工作，360°無角度限制，不需維護和現場校準，同時測量和輸出風速的瞬時數值能和風向。

風向變送器和風速變送器都采用機械式結構設計，存在轉動部件，因此監測前有低風速為啟動條件，如風速低于啟動值將不能驅動螺旋槳或風杯進行旋轉，就無法進行監測。與之相對的是超聲波風速風向傳感器，該設備的大特點是：啟動無風速限制，能夠在零風速下工作，并且可以同時監測風速和風向兩項數據，并輸出。

從先秦的伣和相風鳥，到現代的風速風向傳感器，風速風向儀的每一次進步都傾注了先輩們大量的心血和智慧，經歷了一個漫長而艱苦的過程，成為了風速風向儀發展歷程中，不可磨滅的印記。