实验四 风速测量
实验四风速测量
一、实验目的
本实验要求学生在理解热球风速仪测量风速的原理的基础上，学会热球风速仪的使用方法并能根据新风管道设定断面布置测点，并测量测点处速度值，据此计算该断面处的平均风速。
二、实验原理
把一个通有电流的的带热体置于被测气流中，其散热量与气流速度有关，流速越大散热量越多。若通过带热体的电流恒定，则带热体所带的热量一定，带热体温度随其周围气流速度的提高而降低，根据带热体的温度测量气流的速度，这即目前普遍使用的热球风速仪所依据的原理。
整个仪表分成两个独立的电路，第一个电路由加热铂丝、电池与调节电流的可变电阻组成，用来调节保持加热电路中的电流恒定；第二个电路由铜－康铜热电偶与显示仪表组成，热电偶的测量端固定在加热铂丝的中间，以测定其温度。电热丝和铜－康铜热电偶封入一个体积很小的玻璃球内，这个玻璃球便是测量风速的传感器，装于测杆顶部。
三、实验设备
ZKW—0.5—JJ型组合式空调机组、EY3—2A型热球式风速测量仪
EY3—2A型热球式风速测量仪示意图
四、实验步骤
1．将热球式风速测量仪水平放好，调节电表机械零点，使指针指于零位。2．将风速探头插入探头插座，按下电源键，调节放大器调零电位器，使指针指零。
3．按下（1m/s）开关，将调节（零点调节）旋钮，使指针指零。
4．预热热球风速测量仪十分钟，进行测量。
5、开启组合式空调机组风机。
6、根据风管的尺寸确定测点数目和位置。
7．将风速探头拉杆拉出，并使其有顶丝―面对准气流吹来方向，将风速仪探头伸入矩形风管断面的设定的第一个测点，由电表指针读取风速，记录数据。
8、其余设定的测点采用同样的方法进行测量，并做好记录。
9、实验完毕，关闭组合式空调机组风机，整理好仪器。
五、思考
1．试述热球风速仪的测量速度原理？
2．按热球风速仪的工作方式不同可以分为哪两种形式的热球风速仪？
六、实验报告
1．数据记录
第一次特征点测得风速
第二次特征点测得风速
第三次特征点测得风速
第四次特征点测得风速
2．数据处理和误差分析
（1）数据处理
（2）误差分析（该段面处平均风速的实际值为0.45m/s）
测量风速的方法
测量风速的方法 20091343107 陈茜茜 环境工程09级1班
高空风观测 测量近地面直至30公里高空的风向风速。通常将飞升气球作为随气流移动的质点，用地面设备（经纬仪或雷达）跟踪气球的飞升轨迹，读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距，确定其空间位置的坐标值，可求出气球所经过高度上的平均风向风速。 高空风的测量一般指从地面到空中30km各高度上的风向、风速的测定。其测量方法有：一．利用示踪物随气球漂浮，观测示踪物位移来确定空中的风向和风速； 常用测风气球作为气流示踪物，使用地点跟踪设备观测其运动轨迹，测定其在空间各个时刻的位置，再用图解法、解析法或矢量法确定相应大气层中的平均风向、风速。 气球空间位置的确定需要测定三个参数：仰角δ、方位角α和球高H。测风经纬仪是一种跟踪观测和测定空中测风气球仰角、方位角的光学仪器。 在实际测量中，可以采用单经纬仪测风，也可采用双经纬仪测风（基线测风法）。其中后者准确度较高，可用来鉴定其它测风方法的准确性，但这种方法的观测和计算较复杂。用双经纬仪测风计算高度时，可采用投影法（包括水平面投影法、铅直面投影法和矢量投影法）。 二．利用大气中的质点或湍流团块与无线电波、声波、光波的相互作用，由多普勒效应引起的频率变化推算空中的风向、风速； 在我国，目前主要采用59型探空仪和701型二次测风雷达组成59—701高空探测系统，进行高空温、压、湿、风的综合测量。 三．利用系留气球、风筝、飞机、气象塔等观测平台，使测风仪器安置在不同高度上，根据气流对测风仪器的动力作用来测量空中的风向、风速。
导航测风就是借助导航台信号，由气球携带的探空仪自身确定其位置，并将位置信号、气 象资料信号一起发回基站，然后在基站进行处理，计算高空风的方法。 近地面层以上大气风场的探测。通常用气球法测风。高空风探测也是气象飞机探测、气象火箭探测、大气遥感的内容之一。气球法测风是把气球看作随气流移动的质点，用仪器测量气球相对于观测点的角坐标、斜距或高度，确定它的空间位置和轨迹；根据 气球在某时段内位置的变化,就可以简易地算出它的水平位移,从而求出相应大气层中的平均水平风向、风速。在气球的上升过程中，可测得它所经各高度上的风向、风速。1809年英国J.沃利斯和T.福雷斯特首创测风气球观测高空风。气球法测风常用光学经 纬仪、无线电经纬仪、一次雷达和二次雷达，以及导航系统等。 光学经纬仪测风 有单经纬仪测风和双经纬仪测风两种。单经纬仪只能测定气球的角坐标（方位、仰角）。气球高度一是根据气球升速（决定于气球净举力、气球大圆周长和地面空气密度）和升空历经的时间来确定。但由于大气湍流、铅直气流速度和空气密度随高度变化等因 素对气球升速的影响，这种方法确定的高度误差大，测风精度低，一般只在数千米高度 以下使用。二是根据无线电探空仪测得的气压、温度和湿度资料，通过计算推得高度。 这种方法测风精度较高。用双经纬仪测风，是根据位于选定基线两端的两个经纬仪同步 观测获得的角坐标值，通过几何图解或计算，得出各高度上的平均风向、风速。 光学经纬仪测风一般只适用于能见度好的少云晴天，夜间必须在气球上挂灯笼或其 他可见光源，阴雨天气则只能在可见气球的高度内测风。 无线电经纬仪测风 它是利用无线电定向原理，跟踪气球携带的探空发射机信号，测得角坐标数据。气球所在的高度则由无线电探空仪测量的温、压、湿值算出。因此无线电经纬仪测风适用 于全天候，但当气球低于无线电经纬仪最低工作仰角时，测风精度迅速降低。 雷达测风 一次雷达测风是雷达跟踪气球携带的无源反射靶，接收反射靶的反射信号来实现定位并计算风向、风速。二次雷达测风是跟踪气球携带的工作于应答状态的探空发射机信 号来实现定位的。此法可以获取角坐标和斜距数据，从而计算出高空风，无需依赖无线 电探空仪探测的温、压、湿数据计算气球高度。二次雷达测风当气球低于雷达最低工作 仰角时，要放弃仰角数据。此外，气象多普勒雷达更可测量云中流场的细微结构。 导航测风 利用导航系统来测定风。气球携带微型导航接收机，检出导航信号，并调制探空发射机将信号转发到地面而被接收，根据这些信号，可确定气球的轨迹,并计算出各相应
温度和风速测量方法总结
第一章风速测量 1.1风速测量 风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动，也就是风。风是一个矢量，用风向和风速表示。地面风指离地平面10─12米高的风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360°表示。以360°表示时，由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。 1.2 风杯风速计 风杯风速计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。它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。 图1.1 风杯风速计
1.3 叶轮风速仪 风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。 法国KIKO叶轮风速仪工作原理如图1.2所示。叶轮的轴杆启动内含八个电磁极的原型磁铁，置于磁铁旁的双霍尔传感器感测到侧场中电磁极的转变信号。传感器的信号转换为电子频率且和风速成正比，并感测旋转方向。 图1.2 KIMO原理 1.4 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。 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2 mm；最小的探头直径仅1μm，长为0.2 mm。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：
实验一 水准仪的认识及使用
实验一水准仪的认识及使用 一、实验目的 （1）认识DS3微倾式水准仪的基本构造，各操作部件的名称和作用，并熟悉使用方法。 （2）掌握DS3水准仪的安置、瞄准和读数方法。 （3）了解自动安平水准仪的性能及使用方法。 （4）练习水准测量一测站的测量、记录和高差计算。 二、实验组织 （1）性质：基础性实验。 （2）时数：4学时。 （3）组织：4人1组。 三、实验设备 （1）每组借DS3 微倾式水准仪（或自动安平水准仪）l台、水准尺1对、尺垫2个，记录板1块。（2）自备：铅笔。 四、实验方法及步骤 1．微倾式水准仪的构造 （1）了解微倾式水准仪和自动安平水准仪的构造，掌握各螺旋和部件的名称、功能及操作方法；（2）注意比较微倾式和自动安平光学水准仪构造上的区别。 微倾式DS3水准仪水准尺自动安平水准仪 图1-1 光学水准仪及水准尺 2．水准仪的安置 （1）仪器架设在测站上打开脚架，按观测者的身高调节脚架腿的高度，使脚架架头大致水平，如果地面比较松软则应将脚架的三个脚尖踩实，使脚架稳定。然后将水准仪从箱中取出平稳地安放在脚架头上，一手握住仪器，一手立即用连接螺旋将仪器固连在脚架头上。 （2）粗略整平通过调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，从而使仪器的竖轴大致铅垂。在整平过程中，气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋时的移动方向一致。如果地面较坚实，可先练习固定脚架两条腿，移动第三条腿使圆水准器气泡大致居中，然后再调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。 3．水准尺上读数 （1）瞄准转动目镜调焦螺旋，使十字丝成像清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋；转动微动螺旋，使水准尺位于视场中央；转动物镜调焦螺旋，消除视差，使目标清晰(体会视差现象,练习消除视差的方法)。 （2）精平（微倾式）转动微倾螺旋,使符合水准管气泡两端的半影像吻合(成圆弧状)，即符合气泡严格居中（自动安平水准仪无此步骤）。
风向和风速教学设计
第四课风向和风速 【教学目标】 科学概念： 风可以通过自然界中事物的变化来感知，可以用风向和风速来描述。 过程与方法： 自制建议风向标和小风旗。用自制的风向标和小风旗测量风向和风速，并使用适当的方法纪录观察结果。 情感、态度、价值观： 感受到使用简单工具能对天气观察活动提供很大的帮助。进一步提高观察天气现象的兴趣和好奇心。 【教学重点】能描述风向和风速 【教学难点】用自制的风向标和小风旗测量风向和风速，并使用适当的方法纪录观察结果。 【教学准备】分组材料：制作风向标的材料；制作小风旗的材料。 【教学过程】 一、导入 师：你们觉得风是什么？能听到，看到风吗？能用能想到的描述风的词语来描述风吗？ 二、探究内容： （一）风向和风向标 1、出示风向图，简单介绍 简单介绍，风向是指风吹来的方向，可以用八个方位来描述风向。 2、你能通过风水动旗面的情况来辨别风向吗？简单练习。 小结：风向可以用风向标来测量，风向标的箭头指向的是风吹来的方向。 3、制作风向标，并测量风向 （1）出示自制风向标。介绍制作方法 （2）小组讨论：风向标的使用方法 （3）问：我们如何将风向结果添加到当天的天气日历上呢？ （4）我们还可以用哪些方法确定方位和测量风向？ （二）风速和风速等级 1、问：风向可以用风向标进行测量，那么风速也可以测量吗？ 2、介绍科学家利用风速仪测量风速，熟悉“蒲福风力等级”表。我们制作小风旗来测量。 3、分组制作小风旗，研究使用方法 （三）实地观察 1、测量风向和风速 2、记录到天气日历中 教学反思：“风向和风力”一课室内外结合学习。我们的实验室楼就在大操场边，实验室就在底楼，这为我们的室外观察提供了方便。我带学生到气象站，明确方位，利用风向标看风向，到气象室观察风向风速仪，像科学家那样去观察；再带学生到操场，看国旗认风向和风力；用身体、用红领巾感受风向风力。学习用简化的风力等级描述风力。感受风向和风力的观测可以因地制宜，有不同的方法，
暖通空调实验报告
暖通空调综合实验报告 学院名称：西南交通大学 班级：xx级建环2班 指导教师： 学生姓名： 组长： 二〇一三年十一月——二〇一三年十二月
目录 一、概述及成员签名 1 二、实验方案和报告 1、集中空调器 集中空调器性能测试方案 2 集中空调器性能测试报告5 2、风机盘管 风机盘管性能测试方案8 风机盘管性能测试报告12 3、风管实接 风管实接实验方案18 风管实接实验报告20 三、实验总结 实验总结-——25 实验总结-——27 实验总结-——29 实验总结-——31 实验总结-——33 实验总结-——35
概 述 前两次实验：测试集中送风空调器，风机盘管性能试验均采用空气焓差法作为试验的测试方法，即先通过测量送、回风口的干湿球温度和送风量，然后由焓湿图确定送风和回风的空气焓值，最后根据)h h (M t Q o i a . . -=计算出空调器及风机盘管的制冷量。第三次实验根据前两次的风量测试结果，结合室内风速设计要求，设计风管尺寸并进行实接。 报告中各次实验的方案中包括：当次实验的实验目的，实验依据方法，实验内容，记 录表格，实验仪器，实验步骤以及需测试参数，测点布置位置、数量等；而实验报告中则包括：实验目标，实验内容以及实验效果及其分析等，其中重点在于实验效果及其分析，它通过分析实验结果得出本次实验是否准确以及一些在实验中发现的问题及规律；实验总结则反映了组员们在实验过程中的心得体会以及学习到的知识。 小组成员签名：
集中送风空调性能测试实验方案 课题组成员： 执笔人： 一、试验目的 1.理解空气焓差法空调性能测试基本原理 2.熟悉性能测试实验平台结构形式 3.锻炼动手能力 二、实验的理论依据 测出送风量，根据干湿球温度查出送风状态及室内状态空气参数，再根据 =（-）；=（-）计算出室内热湿负荷，以及模拟热湿负荷的热湿负荷。 三、试验内容及要求 3.1试验内容 在机组运行稳定后进行测试，测试内容见表1。 表1 测试内容 序号试验名称备注 1 室外干湿球温度DHM2通风干湿表 2 室内干湿球温度热电偶+温度巡检仪 3 室内送、回风口干湿球温度热电偶+温度巡检仪 4 室内送风口风量风量罩 5 室内回风口风量三杯风速 仪 3.2 测试要求 1、室外测点距离地面1.5m，橘梨围护结构1m以上。用DHM2通风干湿表，上紧发条，4min后开始读数。
工程水准测量实验报告簿.doc
工程水准测量 ( 实验报告簿 )
工程测量实验报告写法 以水准测量为准 一、实习目的： 二、实习设备： 三、实习内容： 四、实习步骤： 1.水准测量： （1）水准测量原理： 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差， 然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。 设水准测量的进行方向为从 A 至 B， A 称为后视点， a 为后视读数； B 称为前视点， b 称为前视读数。如果已知A 点的高程 HA ，则 B 点的高程为： HB=HA+hab HA+a=HB+b HA=HB+a-b B 点的高程也可以通过水准仪的视线高程Hi 来计算，即 Hi=HA+a HB=Hi － b （2 ）水准测量的外业施测： 1 ）水准点：用水准测量方法测定高程的点。 2）当预测高程的水准点与已知水准点相距较远或高差太大时，两点之间安置一次仪器九无法测出其高差。这时需要连续多次设站，进行复合水准测量。每测站高差之和即可得预测水准点到已知水准点的高差，从 而可得其高程。
3）水准测量的检核 计算检核：闭合导线的高差和等于个转点之间高差之和，又等于后视读数之和减去前视读数之和，因 此利用该式可进行计算正确性的检核。 测站检核：对每一测站上的每一读数，进行检核，用变更仪器法进行检核。变更仪器法要求变更的高 度应该大于10cm ，两次高差之差不应超过规定的容许值，即6mm 。 闭合水准路线的成果检测：理论上各测段高差之和应等于零，实际上上不会，存在高差闭合差，其不 应该大于你容许值，即，若高差闭合差超出此范围，表明成果中有错误存在，则要重返工作。 4）水准测量的内业计算： 检查水准测量手簿；填写已知和观测数据；计算高差闭合差及其限差；最终结果见附表。 五、实验表格： 实验报告 程名称：工程量目：普通水准量（ 2）成???? 指教????? ??? ..院（直属系）??? .. 学生??? . 学号 ???? .. ..........年?.月?..日 普通水准测量手薄 点后前高差改正后高点站号数数（米）高差程号（米）（＋－（（米） 米）米）
风速风向检测
基于单片机的风速风向检测系统设计 时间：2011-03-01 16:46:08 来源：电源技术应用作者： 摘要:介绍了一种风速风向传感器原理,选用LPC921单片机设计了数据采集和数据传输的检测系统,给出了系统硬件电路图和软件流程图,分析了硬件设计和软件编程中的一些问题。 1 引言 风速风向测量是气象监测的重要组成部分, 测量风速风向对人类更好地研究及利用风能和改善生活生产有积极的影响。 本系统针对传感器的特点选用了LPC921 单片机,通过I/O 口输出高低电平,通过放大电路驱动继电器,控制传感器电源的开关。利用单片机的两个通用定时计数器, 对风速脉冲进行定时和计数, 通过计算单位时间内的脉冲数计算出风速。风向则是检测输入的风向格雷码, 将格雷码转换成二进制码, 通过查表的方式求出风向角度, 最终确定风向。最后设计RS485 通信协议,保证通信可靠性, 将风速风向数据送往上位机进行显示和发布。 2 传感器工作原理 本系统采用长春气象仪器研究所的EC9 -1 系列高收稿日期:2010-03-05动态性能测风传感器。EC9 - 1 系列传感器具有动态性能好、线性精度高、灵敏度高、测量范围宽、互换性好、抗风强度大等特点。 风速传感器的感应组件为三杯式风杯组件, 当风速大于0.4m/s 时就产生旋转, 信号变换电路为霍尔集成电路。在水平风力驱动下风杯组旋转, 通过主轴带动磁棒盘旋转, 其上的数十只小磁体形成若干个旋转的磁场, 通过霍尔磁敏元件感应出脉冲信号, 其频率随风速的增大而线性增加。 计算公式:V=0.1F。 V:风速,单位:m/s; F:脉冲频率,单位:Hz风向传感器的感应组件为前端装有辅助标板的单板式风向标。角度变换采用的是七位格雷码光电码盘。 当风向标随风旋转时, 通过主轴带动码盘旋转, 每转动2.8125°,位于码盘上下两侧的七组发光与接收光电器件就会产生一组新的七位并行格雷码,经过整形、倒相后输出。方位- 角度- 格雷码- 二进制码对照表是风向测量单片机编程的重要依据。传感器结构组成如图1 所示。
温度和风速测量方法总结
第一章风速测量1.1风速测量 风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动，也就是风。风是一个矢量，用风向和风速表示。地面风指离地平面10─12米高的风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360°表示。以360°表示时，由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。 1.2 风杯风速计 风杯风速计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。它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。 图1.1 风杯风速计 1.3 叶轮风速仪 风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。 法国KIKO叶轮风速仪工作原理如图1.2所示。叶轮的轴杆启动内含八个电磁极的原型磁铁，置于磁铁旁的双霍尔传感器感测到侧场中电磁极的转变信号。传感器的信号转换为电子频率且和风速成正比，并感测旋转方向。 图1.2 KIMO原理 1.4 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。
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2 mm；最小的探头直径仅1μm，长为0.2 mm。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。热线风速计用于0至5m/s的精确测量，使用温度约为±70℃。 当在湍流中使用热线风速计时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式风速计。因此，风速仪测量过程应尽量在通道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D（D=管道直径，单位为CM）外；终点至少在测量点后4×D处。流体截面应不得有遮挡（棱角，重悬，物等）。 图1.3 热线风速计 1.4.1 恒流式热线风速计 通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。利用风速探头进行测量。风速探头为一敏感部件。当有一恒定电流通过其加热线圈时，探头内的温度升高并于静止空气中达到一定值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生的基准反电势相互抵消，使输出信号为零，风速仪指针也能相应指于零点或显示零值。若风速探头端部的热敏感部件暴露于外部空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量仪表系统放大并推动电表指针 变化从而指示当前风速或经过单片机处理后通过显示屏显示当前风速数值。 1.4.2 恒温式热线风速计 风速仪热线的温度保持不变，给风速敏感元件电流可调，在不同风速下使处于不同热平衡状态的风速敏感元件的工作温度基本维持不便，即阻值基本恒定，该敏感元件所消耗的功率为风速的函数。 恒温风速仪则是利用反馈电路使风速敏感元件的温度和电阻保持恒定。当风速变化时热敏感元件温度发生变化，电阻也随之变化，从而造成热敏感元件两端电压发生变化，此时反馈电路发挥作用，使流过热敏感元件的电流发生相应的变化，而使系统恢复平衡。
风力发电实验报告
三相电压风力发电实验 实验内容 实验1 风束、螺旋桨转速与感应电动势之间的关系 实验2切入风速到额定风速区间功率调节实验 实验3额定风速到切出风速区间调节实验 实验原理 1风能与风速测量 2 发电方式和发电机选择 3 风能的利用 4 风电机组的功率调节方式 5 风能的储存与切换互补 实验仪器 实验的内容与步骤 实验一风速，转速，发电机感应电动势的关系 风速(m/s) 3.5 5 6 6.5 7 7.5 8.5 9.5 10 转速(r/min) 40 52 63 62 73 83 91 105 116 电动势（v) 0.06 0.17 0.26 0.28 0.42 0.46 0.56 0.75 0.82 150(r/min) 表1 1.2 (v) 135 0.9 90 0.6 45 0.3 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 12.5 (m/s) 0 15 30 45 60 75 90 105 120 (r/min)
实验一结果说明: 1 转速与风速呈线性关系，旋转式风速计就是根据这一原理制成的。 2 发电机感应电动势与转速成正比，符合电磁感应定理。 实验二切入风速到额定风速之间功率调节实验 已知本实验 启动风速：3m/s 切入风速：3.5m/s 额定风速：12m/s 风速(m/s) 转速(r/min) 电压（v) 电流(mA) 功率(W) 3.5 42 0.08 0.01 18.25 5 54 0.27 0.03 20.9 7 80 0.46 0.08 28.8 9.5 121 1.35 0.16 35.6 10 138 2 .56 0.19 38 12 157 3.52 0.22 41 表2 功率 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2 4 6 8 10 12 14风速（m/s) 实验结果说明： 在恒定阻值下从切入风速到额定风速，所获取的功率逐渐变大，变化的速率越来越快，到额定风速时达到最大值。
实验一--水准测量实验报告
实验一水准测量实验报告 一、目的与要求 1．了解DS 3型水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称，性能和作用。 2．练习水准仪的正确安置、瞄准和读数。 3．掌握普通水准测量的施测、记录、计算、闭合差调整及高程计算的方法。 二、计划与设备 1．实验时数安排为2学时。 2．实验小组由8人组成：4人操作，2人记簿，2人扶尺。 2. 实验设备：DS 水准仪1台，双面水准尺2根，尺垫2个，记录纸2张， 3 三角架1个；铅笔1根。 三、水准测量原理 水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架
四、方法与步骤 (一)水准仪的认识与使用 1．安置仪器： 先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实，再开箱取出仪器，将其固连在三脚架上。 2．认识仪器： 指出仪器各部件的名称和位置，了解其作用并熟悉其使用方法。同时弄清水准尺的分划注记。 3．粗略整平： 双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向(或反向)转动，使圆水准器气泡向中间移动；再拧另一只脚螺旋，使气泡移至圆水准器居中位置。若一次不能居中，可反复进行。(练习并体会脚螺旋转动方向与圆水准器气泡移动方向的关系。) 4．水准仪的操作：
瞄准——转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰，松开制动螺旋，转动仪器，用照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使水准尺位于视场中央，转动物镜调焦螺旋，消除视差使目标清晰(体会视差现象，练习消除视差的方法)。 精平——转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合(成圆弧状)，即符合气泡严格居中。 读数——从望远镜中观察十字丝横丝在水准尺上的分划位置，读取四位数字，即直读出米、分米、厘米的数值，估读毫米的数值。5．观测练习： 在仪器两侧各立一根水准尺，分别进行观测(瞄准，精平，读数)，记录并计算高差。不动水准尺，改变仪器高度，同法观测。或不动仪器，改变两立尺点位置同法观测。检查是否超限。 (二)普通水准测量 1．选定一条闭合水准路线，其长度以安置4～6个测站为宜。确定起始点及水准路线的前进方向。 2．在起始点和第一个待定点分别立水准尺，在距该两点大致等距离处安置仪器，分别观测黑面水准尺，得到后视读数a黑和前视读数b黑； 然后再观测前视水准尺红面，得到读数b红，旋转水准仪瞄准后视水准尺红面，得到读数a红；检查所测数据是否超限，如超限重测，不超限 则计算平均高差h 1，然后进行下一站观测，依次推进测出h、h 3 、 h 4 …。 3．根据巳知点高程及各测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限。对闭合差进行配赋，推算各待定点的高程。 五、注意事项 1.测量前，水准仪要进行检验与校正。
超声波风速风向仪设计
超声波风速风向仪设计 1.研究背景及意义 风速测量在工业生产和科学实验中都有广泛的应用，尤其在气象领域，风速测量更有着重要的价值。风速测量，常用的仪表有杯状风速计、翼状风速计、热敏风速计和超声波风速计。杯状风速计和翼状风速计使用方便，但其惰性和机械摩擦阻力较大，只适合于测定较大的风速。热敏风速计利用热敏探头，其工作原理是基于冷冲击气体带走热元件上的热量，借助一个调节开元器件保持温度恒定，此时调节电流和流速成正比。这种测量方法需要人为的干预，而且此仪表在湍流中使用时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，会影响到测量结果的准确性。现阶段常采用基于超声波传播速度受风速影响因而增减原理制成的超声波风速仪表，与其它各类仪表相比较，其优势在于：安装简单，维护方便；不需要考虑机械磨损，精度较高；不需要人为的参与，可完全智能化。 2.国内外研究历史及发展状况 超声波可用于测量，是因为在超声波在传播过程中，会加载流体的流速信息，这些信息经过分离处理，便可以得到流体的流速。７０年代中后期，大规模集成电路技术的飞速发展，高精度的时间测量成为一件轻而易举的事情，再加上高性能的、动作非常稳定的ＰＬＬ（锁相环路）技术的应用，使得超声波流量计的稳定可靠性得到了初步的保证。同时为了消除声速变化对测量精度的影响，出现了频差法、锁相频差法等。该类方法测量周期短，响应速度快，而且几乎完全消除了声速对测量精度的影响。８０年代，超声波测量出现了新的方法，比如射束位移法、多普勒法和相关噪声法等等。９０年代才真正实现了高精度超声波气体流量计。 从国内、外超声波气体测量发展来看，国外机构开展这项工作的时间较早，到现在为止已经形成较为成熟的产品。当今世界，超声波流量计用于气体流量计的研究与开发方面，荷兰的工nstromet公司、英国的Dnaiel公司以及美国的Cnotrolotmo公司均做出了大量的工作并取得了较好的应用效果，其销售份额也排在前几位。日本在超声波气体流量计的设计方面也具有很大的优势，在消除管外传播时间、提高仪器精度和缩短响应时间方面有独到之处。我国的超声波流量
水准测量实验报告
实训一自动安平水准仪得认识与使用 一、实验目得 熟悉自动安平水准仪得基本构造,初步掌握自动安平水准仪得使用方法。 二、实验内容 1、熟悉DS3型自动安平水准仪得基本构造,了解其主要部件得名称、作用与使用方法。 2、练习自动安平水准仪得安置、瞄准与读数。 3、测量地面上两点间得高差。 三、仪器与工具 DＳ3型自动安平水准仪１台,水准尺2根,自备计算器、铅笔、小刀、记录板。 四、方法与步骤 1、安置仪器 将三脚架张开,使其高度适当,架头大致水平,并将脚尖踩入土中。再开箱取出仪器,将其固连在三脚架上、 2、认识仪器 指出仪器各部件得名称,了解其作用并熟悉其使用方法,同时弄清水准尺得分划与注记,掌握读尺方法、 3、粗略整平 粗略整平就就是旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中,从而使仪器大致水平。先用双手同时向内(或向外)转动一对脚旋钮,使圆水准器气泡移动到中间,再转动另一只脚旋钮使圆气泡居中,通常需反复进行。注意气泡移动得方向与左手拇指或右手食指运动得方向一致。 ４、瞄准水准尺与读数 (1)瞄准 转动目镜调焦螺旋进行对光,使十字丝分划清晰;然后竖立水准尺于某地面点上,松开自动安平水准仪制动螺旋,转动望远镜,用准星与照门粗略瞄准水准尺,旋紧制动螺旋;转动物镜调焦螺旋,使瞧清水准尺影像;再转动水平微动螺旋,使十字丝纵丝靠近水准尺一侧;若存在视差,则应仔细进行目镜调焦与物镜调焦予以消除、 (２)读数 用中丝在水准尺上读取4位读数,即m,dm,cm及mm位。读数时应先估出mｍ数,然后按m,dm,cm及m ｍ,一次读出4位数、 5、测定地面两点间得高差。 (１)在地面选定A、B两个较坚固得点作后视点与前视点,分别立尺。 (2)在A、B两点之间安置自动安平水准仪,使仪器至A、B两点得距离大致相等。 (3)每人独立安置仪器、粗平、照准后视点Ａ点上得水准尺后读数,此为后视读数,并记入附表中测点Ａ一行得后视读数栏下;再照准前视点Ｂ点上得水准尺,读取前视读数,并记入附表中测点Ｂ一行得前视读数栏下、
测量风速风向
仪器科学与电气工程学院 本科生科技学术实践“六个一”工程 调研报告 风速风向测量 ——“车载微型气象站”大创项目 学生姓名*** 班级** 学号**** 指导教师*** 学院********* 专业******
光电编码器测量风速风向 摘要： 由于气象事业已经和人们的民用和工业活动密不可分,在国防建设、社会进步、经济发展中,气象采集技术扮演着重要的角色,同时随着国家可持续发展战略的实施,气象采集技术对我们越来越重要；随着人们对气象信息需求的不断变化,传统的气象观测模式已经无法满足人们的需要,因此,自动气象数据采集技术在我国有了很好的发展；气象数据采集系统的物联性直接影响着数据实用性,从而,如何实现广泛地从全国各地以致世界各地采集数据信息并汇总,今后必然是极其有意义的一个研究方向。 本项目设计目的是研究物联网式、低成本、大范围地对各地风速风向数据进行采集。使用51单片机和光电编码器可以实现要求，故计划设计一套基于51单片机的光电编码器风速风向测量系统,以stc52芯片为核心,采用了模块化的设计思想,根据电路功能是的测量数据数字化，实现单片机对风速风向数据的接收、处理、校准等工作。同时在软件设计中采用了外部中断对接收信号进行计数和通过计时器进行定时数据处理的数据处理方法来精确定位计数脉冲经历的时间,对程序进行了整体优化。保证系统可实现风参数的精确测量、实时显示及与sd卡存储等功能。 关键词：风速风向；光电编码；单片机 一.调查方案与背景分析 1．调研主要内容、目标与方案（途径）简介 调研内容：（1）背景现状与发展前景，（2）测量方式，（3）工作原理（4）技术方案与技术指标，（5）优点和缺陷。 调研目标：（1）了解风速风向系统测量方法的设计原理和技术方案； （2）了解光电编码器的工作原理； （3）分析发现现有系统的优点以及存在的问题和缺陷。 调研方案：（1）网上搜寻关于风速风向的测量的研究现状； （2）咨询老师学长学姐； （3）与队友探讨原理和技术方案。 2. 研究背景与前景 转速是工程应用中非常广泛的一个参数，其测量方法较多。传统的转速测量方法主要采用直流测速机，其原理是由被测电机拖动测速发电机，再对测
温度和风速测量方法总结
温度和风速测量方法总 结 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
第一章风速测量风速测量 风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动，也就是风。风是一个矢量，用风向和风速表示。地面风指离地平面10─12米高的风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360°表示。以360°表示时，由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。 风杯风速计 风杯风速计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。它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。 图风杯风速计 叶轮风速仪 风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。 法国KIKO叶轮风速仪工作原理如图所示。叶轮的轴杆启动内含八个电磁极的原型磁铁，置于磁铁旁的双霍尔传感器感测到侧场中电磁极的转变信号。传感器的信号转换为电子频率且和风速成正比，并感测旋转方向。 图 KIMO原理
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。 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2 mm；最小的探头直径仅1μm，长为 mm。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。热线风速计用于0至5m/s的精确测量，使用温度约为 ±70℃。 当在湍流中使用热线风速计时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式风速计。因此，风速仪测量过程应尽量在通道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D（D=管道直径，单位为CM）外；终点至少在测量点后4×D处。流体截面应不得有遮挡（棱角，重悬，物等）。 图热线风速计 恒流式热线风速计 通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。利用风速探头进行测量。风速探头为一敏感部件。当有一恒定电流通过其加热线圈时，探头内的温度升高并于静止空气中达到一定值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生的基准反电势相互抵消，使输出信号为零，风速仪指针也能相应指于零点或显示零值。若风速探头端部的热敏感部件暴露于外部空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量仪表系统放大并推动电表指针变化从而指示当前风速或经过单片机处理后通过显示屏显示当前风速数值。
风工程实验报告
一、实验目的 1. 了解眼镜蛇探针（Cobra probe ）的原理，掌握使用眼镜蛇探针在亚临近雷诺数范围内对二维圆柱尾流的速度测量 2. 了解二维圆柱尾流的速度分布情况以及圆柱所受阻力 3. 学习使用Origin 处理数据 4. 学会利用实验数据对实验结果的讨论分析以及相关研究 二、实验设备及器材 1. 直流式低速风洞实验室 2. 直径20d mm ≈左右的圆柱 3. 眼镜蛇探针、坐标架、电脑等 三、实验参数 实验在小风洞内进行，小风洞试验段截面450mm 450mm ?，长1m 。风速范围3-42m/s ，自由来流湍流度约0.6%。 实验中采用一根直径d 20mm ≈左右的圆柱，贯穿整个试验段，在试验段内形成近似二维圆柱尾流。 在圆柱中心下游约x = 10d 的位置上，沿y 方向进行测量。为减小测量工作量，眼镜蛇探针的测量可仅在y ≥ 0的范围内进行。y 轴向测点坐标，可视时均速度梯度的大小确定，即速度变化快的区域测点可适当加密、速度较均匀的区域，测点可稀疏一些。在y ≥ 0范围内确保15左右测点即可。 实验中来流风速分为15m/s ，眼镜蛇探针采用频率为2KHz ，每个点上的采样时间为15s 。 实验原理 阻力系数212D F C U d -= ，其中F 为阻力：()( )221F U U U u v dy ∞-∞??=-+-???? ? 可得2212 1112d 2d D U U U y v u y C U U d U d ∞ ∞ -∞-∞????--?? ??=+ ? ? ? ?????? ?????，其中1U 为初始风速，U 为每个测点的平均风速，u 和v 为纵向和横向脉动风速，d 为圆柱直径。 四、实验步骤 1. 检查实验设备： 实验开始前应当检查实验设备是否齐全，是否能够正常使用，如发现有缺陷或者损坏，应当进行检修或者调换； 2. 安装实验装置： ①将坐标架安装在小风洞扩散段上端适宜位置； ②小心将眼镜蛇探针各部位连接好，并将探头接在坐标架上，调整探头的方向，使之正对着来流风向，并可以通过坐标架上下调节探头位置；
水准测量实验报告
水准测量实验报告 一、绪言 水准测量是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点间高差将有差异，所以在整理国家水准测量成果时，须按所采用的正常高系统加以必要的改正，以求得正确的高程，如图1，图2所示。 图1 水准测量原理示意图 我国国家水准测量依精度不同分为一、二、三、四等。一、二等水准测量称为“精密水准测量”，是国家高程控制的全面基础，可为研究地壳形变等提供数据。三、四等水准测量直接为地形测图和各种工程建设提供所必需的高程控制。
图2 水准测量转点示意图 二、实习目的 1、通过对同济大学四平路校区高程的施测，掌握二等精密水准测量的观测和记录，熟悉使用电子水准仪进行二等水准的测量，并将所学知识得到一次实际应用。 2、熟悉精密水准测量的作业组织和一般作业规程。 三、水准测量实习过程 3.1 小组成员及作业步骤 小组成员： 作业步骤：精密水准观测组由5人组成，具体分工是：观测一人，记录一人，扶持两人，量距一人。 3.2水准仪的使用 水准仪的使用包括仪器的安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。我们实验所用的仪器主要就是电子水准仪SDL30，其他操作同普通的水准仪。 SDL30 的等级水准测量功能用于国家一、二、三、四等水准测量。测量作业中的测站观测程序及其限差检核符合国家一、二水准测量规范（GB/T
3.3 水准测量的实施 在我们的测量中，首先每个组建立一个包含有四个已知控制点的控制网，每组选定网的一条边与周边的一组的水准网确保有两个已知控制点重合，分别测出公共边两点间高差，最后统一进行高差计算和误差分配，以作为检验与统一到一个公共的水准网中。我们选择211控制点作为自己的符合起止点，从该点出发，沿着教学南楼，途径图书馆正门，到图书馆后的控制点103，再转到瑞安楼前面的317点，最后符合至211控制点。 3.3.1 已知点数据及测区平面图 (1) 其中，211 208和211号点为与南边测区的公共点。 (2)、测区平面图，如下图1黑色线条所包含的区域即为本组测区。
风速风向测量实验指导书与实验报告
风向风速测量实验 (一)实验目的 掌握风向风速测量方法及测量原理，学会使用数字风向风速表等测量仪器测定风向及风速。 (二)实验仪器设备及实验原理 1、实验仪器设备： 实验设备有HG-1低速风洞及测控系统、数字压力风速仪、数字风向风速表。图1为低速风洞，用于产生低速气流，图2为XDE I型数字风向风速表。 图1 HG-1低速风洞图2 数字风向风速表 HG-1低速风洞是一座回流式低速风洞（见图1），气流速度最高60m/s，试验段大小：700mm（宽）×700mm（高）。数字压力风速仪是用于测量气流总压、静压及压差和风速的多功能测试仪，该仪器必须和皮托管探头配套使用。数字风向风速表是手持式风向风速测试仪，由风向风速感应器和数据处理、显示仪表2部分组成。其技术指标如下： 风向： 测量范围: 0～360° 准确度: ±5° 分辨力: 3°. 起动风速: ≤0.5 m／s 风速： 测量范围: 0～60 m／s 准确度: ±(0.5＋0.03V) m／s V─实际风速 分辨力: 0.1 m／s 起动风速: ≤0.5 m／s 2、实验原理： 风向、风速传感器所感应的不同物理量，经过相应的电路，转换成标准的电压模拟量和数字量,然后由数据采集器CPU 按时序采集、计算,得出风向、风速的实时值，并实时显示。 2.1风向传感器 选用单叶式风向标(见图3)作为风向测定传感器，采用七位格雷码的编码方式进行光电转换，将轴角位移转换为数字信号，经采集器的CPU根据相应公式解算处理，得到相应的风向值。
图3 单叶式风向标风向传感器图4 三杯回转架式风速传感器 2.2 风速传感器 采用三杯回转架式风速传感器作为风速测定传感器（见图4），利用光电脉冲原理。风杯带动码盘转动,光敏元件受光照后输出脉冲,经采集器CPU根据相应的风速计算公式解算处理,获得相应风速值。 (三)实验方法与步骤 1、风洞运行，将风速调至10m/s左右。 2、把皮托管的总压测压软管及静压测压软管和数字压力风速仪对应接口连接。 3、将数字压力风速仪电源打开，按功能键使面板切换到压力和速度显示界面。 4、将皮托管安装在支架上，使总压管开孔方向与来流方向一致。 5、用数字压力风速仪测量试验段出口气流总压和风速。 6、将手持式数字风向风速表的数据采集、处理与显示部件与风速风向感应部件连接，并把感应部件伸到来流中，测定来流速度和来流方向。要求三个风杯处于同一水平面上。 7、改变风洞来流速度，重复5和6步骤测定第二组数据。 8、实验结束，关闭风洞。 9、室外有风时手持数字风向风速表到室外测定某处风向风速。 (四)实验数据处理 将实测数据记录在下表中： (五)思考题 1、比较数字压力风速仪和数字风向风速表测定的风速是否相同？为什么？