气象站使用什么测量风向和风速_气象站使用专业的风向标和风速仪进行测量

风速计。

通常分为风叶型（风车型）和风杯型。气象站使用的是风杯型的，一般安装在离地10米高的杆子上，四周应空旷。根据一定时间内风杯的转速，可算出平均速度。

风速计其基本原理是将一根细的金属丝放在流体中，通电流加热金属丝，使其温度高于流体的温度，因此将金属丝风速计称为“热线”。当流体沿垂直方向流过金属丝时，将带走金属丝的一部分热量，使金属丝温度下降。

根据强迫对流热交换理论，可导出热线散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系式。标准的热线探头由两根支架张紧一根短而细的金属丝组成。金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。

常用的丝直径为5μm，长为2mm；最小的探头直径仅1μm，长为0.2mm。根据不同的用途，热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度，有时用金属膜代替金属丝，通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜，称为热膜探头。

热线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的，测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线；动态校准是在已知的脉动流场中进行的，或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号，校验热线风速仪的频率响应，若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。

0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0至5m/s；中速：5至40m/s；高速：40至100m/s。风速仪的热敏式探头用于0至5m/s的精确测量；风速仪的转轮式探头测量5至40m/s的流速效果最理想；而利用皮托管则可在高速范围内得到最佳结果。

正确选择风速仪的流速探头的一个附加标准是温度，通常风速仪的热敏式传感器的使用温度约达+-70C。特制风速仪的转轮探头可达350C。皮托管用于+350C以上。

类型

1、杯形风速计

1845年，阿马天文台的约翰·托马斯·罗姆尼·罗宾逊博士发明了一种简单类型的风速计。它由四个安装在水平臂上的半球形杯组成，这些杯安装在垂直轴上。沿任何水平方向流过杯子的气流以大致与风速成比例的速度转动轴。

因此，在设定的时间间隔内计算轴的转数会产生一个与广泛速度范围内的平均风速成比例的值。它也被称为旋转风速计。

2、叶片风速计

其他形式的机械速度风速计之一是叶片式风速计。它可以被描述为风车或螺旋桨风速计。与旋转轴垂直的Robinson风速计不同，叶片式风速计的轴必须与风向平行，因此是水平的。此外，由于风的方向会发生变化，并且轴必须跟随其变化，因此必须采用风向标或其他一些装置来实现相同的目的。

因此，叶片风速计将螺旋桨和尾翼组合在同一轴上，从而从同一仪器获得准确和精确的风速和风向测量值。风扇的速度由转速计数器测量，并由电子芯片转换为风速。因此，如果横截面积已知，则可以计算体积流量。

3、板式风速计

这是第一款现代风速计。它们由一个从顶部悬挂的平板组成，以便风使平板偏转。1450年，意大利艺术建筑师莱昂·巴蒂斯塔·阿尔贝蒂发明了第一台机械风速计；1664年，它被罗伯特胡克（他经常被误认为是第一个风速计的发明者）重新发明。

这种形式的后来版本由一个平板组成，无论是方形的还是圆形的，通过风向标保持垂直于风。它脸上的风压由弹簧平衡。

弹簧的压缩决定了风施加在板上的实际力，这可以在合适的仪表上读取，也可以在记录仪上读取。这种仪器对小风没有反应，对大风读数不准确，对多变风的反应很慢。