风速风向仪
风速风向仪课程设计
风速风向仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解风速和风向的基本概念，掌握风速风向仪的工作原理；2. 学生能描述风速和风向在日常生活中的应用，了解其对气候和天气的影响；3. 学生掌握使用风速风向仪进行数据收集、处理和分析的方法。
技能目标：1. 学生能正确操作风速风向仪，进行实地观测并准确记录数据；2. 学生具备运用数学方法对观测到的风速和风向数据进行处理和分析的能力；3. 学生能够运用图表、报告等形式，清晰、准确地表达观测和分析结果。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自然现象的好奇心和探索精神，关注气象科学在实际生活中的应用；2. 学生认识到气象观测对于预防和减轻自然灾害的重要性，增强社会责任感；3. 学生通过小组合作完成项目，培养团队协作能力和沟通表达能力，提高自信心。
本课程针对五年级学生设计，结合学科特点，注重实践性和探究性。
课程以风速风向仪为载体，引导学生学习气象科学知识，培养实践操作能力和科学探究精神。
教学过程中，关注学生的个体差异，激发学习兴趣，使学生在合作、探究中达成课程目标，提高综合素养。
二、教学内容1. 引入概念：介绍风速和风向的定义，让学生理解其在气象科学中的重要性。
- 教材章节：第三章“气候与气象观测”第一节“风速与风向”2. 工作原理：讲解风速风向仪的构造、工作原理及使用方法。
- 教材章节：第三章“气候与气象观测”第二节“气象仪器的使用”3. 实践操作：组织学生进行风速风向仪的操作训练，实地观测并记录数据。
- 教材章节：第三章“气候与气象观测”实践活动一“风速风向观测”4. 数据处理与分析：指导学生运用数学方法对观测到的数据进行处理和分析。
- 教材章节：第四章“数据的收集与处理”第一节“数据的收集和整理”5. 结果表达：教授学生如何以图表、报告等形式，准确、清晰地表达观测和分析结果。
- 教材章节：第四章“数据的收集与处理”第二节“数据的表达与应用”6. 情境拓展：探讨风速和风向在日常生活中的应用，以及其对气候和天气的影响。
风力发电机组风向风速仪原理及注意事项
风力发电机组风向风速仪原理及注意事项一、风向风速仪的原理风向风速仪主要由风速传感器和风向传感器两部分组成。
风速传感器是用来测量风的速度的，而风向传感器则是用来测量风的方向的。
1.风速传感器原理风速传感器一般采用热线式传感器，其工作原理基于热膨胀效应。
传感器中有一根热丝，当风速增加时，热丝上的冷却效应增强，热丝的温度下降。
通过检测热丝电阻的变化，可以间接测量出风速的大小。
2.风向传感器原理风向传感器通常采用风向酸碱磁斯通敏感器，其原理是基于霍尔效应。
传感器中有一组霍尔元件，当风流经传感器时，由于风的方向不同，在霍尔元件中产生不同的磁场分布，进而使霍尔元件感应到不同的磁场数值。
通过检测霍尔元件的磁感应强度，可以确定风的方向。
二、风向风速仪的注意事项1.安装位置风向风速仪的安装位置对其测量结果有重要影响。
应选择在离地面一定高度和远离阻挡物的位置安装。
阻挡物（如建筑物、树木）会产生湍流，并影响风的流动，从而导致测量结果的不准确。
2.水平校准风向风速仪应在安装后进行水平校准。
水平校准是为了保证仪器的测量结果准确无误。
一般可以通过调整仪器的安装角度来使其水平，或者通过仪器自带的校准装置进行校准。
3.定期维护风向风速仪需要定期进行维护，以保证其正常工作和准确测量。
维护包括清洁仪器表面，检查连接线路是否正常，检查传感器的工作状况等。
同时，还应定期对风向风速仪进行标定，以确保其测量结果的准确性。
4.抗干扰能力风向风速仪应具备较高的抗干扰能力，避免外部环境因素对其测量结果的影响。
例如，应具备一定的防尘、防雨功能，以保证其在恶劣天气条件下仍能正常工作。
5.数据传输与处理风向风速仪一般会配备数据传输与处理系统，用来收集、处理和存储测量数据。
在使用过程中，应确保数据传输的稳定性和准确性，同时保护数据的安全性，防止数据泄露和损坏。
总结：风向风速仪是风力发电机组的重要组成部分，它可以提供风向和风速的测量结果，以帮助调整风力发电机组的工作状态。
JJG431-2024轻便三杯风向风速
• 高精度，测量结果准确可靠 • 操作简便，易于上手 • 耐用性强，使用寿命长
6. 工作过程
1
风速测量
风速传感器感知风速，并将信号传输至数据处理单元。
2
风向测量
风向传感器感知风向，并将信号传输至数据处理单元。
罗盘
罗盘是用来确定方向的装置， 它利用地球磁场来指示方向。 罗盘由一个指向磁北的磁针组 成，磁针安装在一个水平轴上 ，使其可以自由旋转。
数字显示器
数字显示器是用来显示风速和 风向的装置，它通常使用液晶 显示屏，能够清晰地显示风速 和风向数据，方便用户读取。
支架
支架是用来固定风速计的装置 ，它可以固定风速计，使风速 计保持水平状态，并方便用户 携带和使用。
记录结果 4
记录测量数据，以便后续分析和使用。
9. 维护保养
定期清洁
定期清洁仪器表面，防止灰尘积聚，影响仪器正常工作。使用柔 软的布料清洁，避免使用尖锐或腐蚀性物品。
定期检查
定期检查仪器各个部件，确保其完好无损，并及时更换损坏的部 件。检查风杯、风向标、传感器等是否正常工作。
10. 校准方法
准备工作
小型化
轻便三杯风向风速仪具有体积小、重量轻 的优点。
总结
JJG431-2024 轻便三杯风向风速仪是一种重要的气象监测工具，在气象预报 、环境监测、航空航海等领域具有广泛应用。
该仪器具有轻便、准确、可靠等优点，能够有效地测量风向和风速，为相关 领域提供准确可靠的数据支持。
随着技术的不断发展，轻便三杯风向风速仪将不断优化和改进，其应用范围 也将更加广泛。
超声波风速风向仪设计说明
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、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。
机械式风速风向仪原理
机械式风速风向仪原理机械式风速风向仪是一种用来测量风速和风向的仪器，通过测量风的压力来确定风速，以及通过转动风向标来确定风向。
它的工作原理基于一些基本的物理原理和机械原理。
我们来看一下测量风速的原理。
机械式风速风向仪通常由一个风叶和一个风速传感器组成。
风叶被放置在一个受风的位置上，当风吹过时，风叶会受到风的作用力，从而产生一个力矩。
这个力矩会通过一个传感器被感知到，并转化为一个电信号。
这个电信号的大小与风速成正比。
风速传感器通常采用的是一个称为热线式传感器的装置。
它由一个细丝电阻和一个恒温器组成。
当电流通过细丝电阻时，细丝电阻会发热，恒温器会自动调节电流的大小，使得细丝电阻的温度保持不变。
当风吹过细丝电阻时，风会带走细丝电阻的热量，导致细丝电阻的温度下降。
根据细丝电阻的温度变化，我们就可以得到风速的大小。
接下来，我们来看一下测量风向的原理。
机械式风速风向仪通常采用的是一个风向标来测量风向。
风向标由一个带有指针的轴和一系列指向不同方向的箭头组成。
当风吹过风向标时，风的方向会使得指针指向相应的箭头，从而确定风的方向。
风向标的转动是通过一个机械装置来实现的，这个装置通常由一个风向传感器和一个转动装置组成。
风向传感器可以感知风的方向，并将其转化为一个电信号。
转动装置根据这个电信号的大小和方向来控制风向标的转动，使其指向相应的箭头。
总结一下，机械式风速风向仪的工作原理可以概括为：通过测量风叶受到的风的作用力来确定风速，并通过转动风向标来确定风向。
这个过程涉及到一些基本的物理原理和机械原理，如力的作用、电信号转化和机械转动等。
机械式风速风向仪在气象观测、航空航天、环境监测等领域有着广泛的应用。
它可以提供准确的风速和风向信息，帮助人们更好地了解天气状况，进行科学研究和生产活动。
同时，由于其结构简单、可靠性高，机械式风速风向仪也被广泛应用于户外环境监测和个人气象观测等场景。
随着科技的不断发展，机械式风速风向仪也在不断创新和改进。
风速风向仪的原理
风速风向仪的原理
风速风向仪是一种用于测量风速和风向的仪器。
它由风速传感器和风向传感器两部分组成。
风速传感器工作原理：风速传感器采用热线或热敏电阻器作为感温元件。
当风通过传感器时，热线或热敏电阻器受到风的冷却作用，导致感温元件的温度下降。
通过测量感温元件的温度变化，可以确定风速的大小。
通常，风速传感器还需要进行温度补偿，以消除温度对测量结果的影响。
风向传感器工作原理：风向传感器通常采用的是旋转翼式结构。
传感器内部有一个具有特定形状的旋转翼，当风吹向传感器时，旋转翼会受到风力的作用而转动。
传感器通过检测旋转翼的转动角度或转速，可以确定风向的方向。
风速风向仪通常还配备有信号处理部分，用于将从传感器端获取的模拟信号转换成数字信号，并进行数据处理和输出。
需要注意的是，风速风向仪在使用过程中可能会受到一些干扰因素的影响，如气温、湿度、位置等。
因此，在实际应用中，需要进行校准和修正，以提高测量精度和可靠性。
风速风向仪简介
风速风向仪简介
风的观测仪器包括：风向仪、风杯风速仪及风车型风向风速仪等，其中风向仪只有观测风向的变化，纪录水平风吹来的方向，无法纪录风速。
观测时以当时10 分钟内出现方向最多次的为准。
下列图片是比较常见的风向仪样式。
风向仪的由来
人类很早就开始观测风向，西方在公元前六世纪，希腊人就懂得制作「风向鸡」来测风向，他们习惯在房子的屋顶放个风向仪，并把它做成公鸡的形状，叫做「风向鸡」。
公元1797 年美国气象学家乔治。
寇帝斯做出二羽风向
器增加摆动，成为「风标」的前身，「风向鸡」或是「风标」都是现代风向器的前身。
在中国方面，西汉的《淮南子》书中曾记载过一种叫做「俔」的风向器，是用羽毛来测定风向。
到了东汉，科学家张衡在公元132 年，发明了一种候风仪，又叫「相风铜鸟」，是在空旷的地上立一根竿子，上面装上一只可以转动的铜鸟，人们便可以根据铜鸟转动的方向来判别风向，这和西方的风向鸡非常类似。
另外，除了上述提到的仪器可观测风向，现代在飞机跑道附近都有风向袋，这是用来告诉飞行员当时地面的风向，以帮助飞机安全的起飞和着陆。
因为风力可以把袋子扬起，所以也可以显示当时的风力有多强。
风向风速观测仪器的发展
•公元前六世纪：希腊开始观测风向，当时系以风鸡观测。
• 1797 年：美国气象学家George E. Curtis 作成二羽风向器，增加摆动，。
风速风向仪安装要求
风速风向仪安装要求嘿，朋友们！咱今儿来聊聊风速风向仪安装那些事儿。
你说这风速风向仪啊，就好比咱家里的眼睛，得给它找个好位置安安稳稳待着，才能好好给咱“看”风呢！那怎么找这个好位置呢？这可得好好琢磨琢磨。
首先啊，不能找那种特别憋屈的地儿，比如被高楼大厦挡得严严实实的，那风都进不来，它咋测呀！这就好比你让一个人在小黑屋里看外面的世界，能看清个啥哟！所以啊，得找个开阔的地方，让风能够自由自在地吹过来。
还有啊，也不能放在那种乱七八糟的地方，周围都是树枝啊、电线啊啥的，这不是给它添乱嘛！就像你走路，旁边都是荆棘，你能走得顺畅吗？安装的时候可得把这些都考虑进去。
安装的高度也有讲究呢！你总不能把它放得太低吧，那测的都是地面附近的小风，能代表整个区域的风吗？这就好像你只看脚底下那一小片地，能知道远方的风景是啥样吗？得找个合适的高度，让它能全面地感受风的“拥抱”。
安装的角度也不能马虎呀！你得让它正对着风来的方向，不然歪着个脑袋，能看准吗？这就和你看东西一样，得正对着才能看得清楚明白呀。
你想想，要是安装的时候随随便便，那测出来的数据能靠谱吗？那不是瞎耽误功夫嘛！咱得认真对待，就像给咱自己家装修一样，得精心布置。
咱再说说安装的牢固程度。
这风速风向仪要是没安好，风一吹就晃悠，甚至掉下来了，那可不行！这就跟盖房子似的，根基不牢，房子能稳吗？所以啊，安装的时候得把螺丝拧紧了，该固定的地方都固定好，让它稳稳地待在那儿，好好工作。
咱可别小看了这风速风向仪的安装，这可是关系到咱能不能准确了解风的情况呢！要是安装不好，那后面的数据都是错的，那不就白瞎了嘛！咱得把它当成咱的宝贝一样，好好给它安个家。
总之啊，风速风向仪安装可不是一件小事，咱得认真对待，给它找个好地方，安安稳稳地让它为咱服务。
这样咱才能准确地知道风的情况，是不是这个理儿？。
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1pin—DC 5V 1pin—DC 5V
2pin—GND 2pin—GND
3pin—485A 3pin—485A
4pin—485B 4pin—485B
风速、风向传感器接口均为RS485信号，为总线连接，两接口可互换；
风速传感器的接口在传感器底部，为4芯航空插头，定义同上；
风速风向仪
电子罗盘式
技术说明书
XTY-LVCJY-02风速风向仪技术说明书
一、
XTY-LVCJY-02风速风向仪用于测量风速风向数据，具有自带显示、自动保存、实时时钟、数据通讯等功能。风速风向仪由风速传感器和风向传感器、数据采集仪、计算机气象软件等部分组成。传感器采用优质PC材料，强度高，抗老化，起动好，符合国家气象计量标准；数据采集仪采集并记录风速风向测量数据，采用汉字液晶数据显示，带背光功能，人机界面友好，具有设定参数掉电保护和风速风向历史数据掉电保护功能，可靠性高。本产品广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、工农业及交通等领域。
角度范围
北
N
0
348.76～11.25
北东北
NNE
22.5
11.26～33.75
东北
NE
45
33.76～56.25
东东北
ENE
67.5
56.26～78.75
东
E
90
78.76～101.25
东东南
ESE
112.5
101.26～123.75
东南
SE
135
123.76～146.25
南东南
SSE
157.5
146.26～168.75
3、设置：按下前面板的“设置”键，显示
“请输入密码：”
“0000”
通过“→”、“←”键右移和左移输入点，“↑”、“↓”键对输入点上的数字加1和减1；
默认密码为：0001，按下“确认”键，进入菜单操作状态。
菜单：按“→”、“←”键查找菜单，按“确定”键进入菜单，按取消键返回上级菜单；
设置—系统设置—日期
注意不要让胶水流入杯体中，否则会粘住轴承，影响转动。Байду номын сангаас
六、
风速、风向传感器应安装于开阔地带或屋顶上。
风速、风向传感器可固定于横臂两端，两传感器间距不小于600mm，固定位中间开直径20mm孔。
横臂可自制或向我厂采购便携支架（带横臂）。
七、
1、风速、风向传感器与数据采集仪之间为二根数据线：
我公司全485型号中风速、风向传感器与数据采集仪之间为数据信号（RS485），可传输较长距离（理论距离1000m）；数据采集仪可安放在室内，在电脑不工作时，也可以从数据采集仪的显示屏上读取风速、风向数据。
风向传感器的接口在传感器底部，为4芯航空插头，定义同上。
请在断电状态下通过9芯通讯线与电脑串口（RS232）连接，4芯航空插头与风速传感器连接，4芯航空插头与风向传感器连接。
可通过采集仪前面板上的按键对其进行操作：
1、连线：在关机状态，连接好各传感器、通讯接口，并检查无误；
2、开机：连接好电源后，打开采集仪后面板上的开关，采集仪开始工作；
2、用户应注意防雷等方面的保护，如雷击造成损坏，厂家仅能提供有偿维修服务。
附录 风速风向仪软件说明书
新绿原风速风向仪计算机软件是由新绿原公司自主研发的气象要素数据保存、显示软件，并有打印及曲线绘制功能。可在Windows XP操作系统上运行。本软件为绿色软件，不用安装，请直接将zocjy.exe和Data.mdb、Data1.mdb三个文件复制到硬盘同一目录下即可运行。
十二、
1、运输过程中应注意防振、防压、防潮。
2、长期保存在包装箱内，温度0-40摄氏度，湿度不大于75%
3、采集仪应安装在室内或保护箱内，避免太阳直射及雨水淋湿。
十三、
应定期对风速风向仪进行维护；检查室外的传感器、支架镙丝有无松动，并及时进行加固。
十四、
1、在正常使用情况下，非外界因素造成的损坏，未擅自打开机壳的前提下，厂家提供三个月的包换、一年的保修服务。
附录 可选附件（另购）
附件品名
规格型号
备注
便携支架
2m
不锈钢保护箱
可放置数据采集仪和太阳能充电器控制器、蓄电池
RS485/RS232换转器
太阳能系统
含太阳能电池板及太阳能充电器控制器、蓄电池
GPRS 模块
SM500-A
利用中国移动的GPRS网络传输信号，产品的通讯费用由中国移动收取
方位
符号
中心角度
NNW
337.5
326.26～348.75
序号
品名
型号
数量
备注
1
数据采集仪
LVCJY-02
1台
2
风速传感器
LVFSZ-31
1台
3
风向传感器
LVFXZC-31
1台
4
软件光盘
1张
5
4芯屏蔽线
2根
6
不锈钢支架
1根
7
说明书
1份
8
合格证
1份
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
二、
1、电压：AC 220V（可定制其它电压规格）；
2、功率：≤5W；
3、显示：LCD显示屏带背光，64×128点阵，汉字显示；
4、通讯：RS232或RS485；
5、协议：兼容modbus协议；
6、起动风速：<0.4m/s；
7、风速测量范围：0～70m/s
8、风速分辨率：0.1m/s
9、测量精度：0.4+2%×实际风速
LCD屏上的背光时间可在系统设置—背灯时间中调整，设为0时，背光始终打开。
五、
1、风速传感器：由三叶风杯和杯体组成，三叶风杯应用镙丝牢固的固定在杯体上方的轴上，必要时应用厌氧胶等胶水固定三杯风杯于轴上。
2、风向传感器：由风标、配重箭头和杯体组成，配重箭头应安装到风标上，再将风标用镙丝牢固的固定在杯体上方的轴上，必要时应用厌氧胶等胶水固定风标于轴上。
八、
九、
电子罗盘在外部磁场改变后，应重新标定，标定方法如下：
连接好采集仪及风速、风向传感器；
上电；
操作采集仪进入菜单中风向参数设置—电子罗盘标定选项，输入01，按“确认”键，电子罗盘进入标定状态（时间两分钟，采集仪中显示的风向角度暂时锁定）；
将风标均匀、缓慢、水平的旋转两周不过太快，约一分钟一周，至标定结束；
南
S
180
168.76～191.25
南西南
SSW
202.5
191.26～213.75
西南
SW
225
213.76～236.25
西西南
WSW
247.5
236.26～258.75
西
W
270
258.76～281.25
西西北
WNW
292.5
281.26～303.75
西北
NW
315
303.76～326.25
北西北
如数据采集仪不适合安放在室内，则可放在保护箱内。
2、数据采集仪与电脑间为一根通讯线：
如果电脑与数据采集仪之间距离小于20m，则可以直接用9芯通讯线连接；如果距离大于20m应在电脑与数据采集仪两端分别加装232/485转换器，转换为485信号进行通讯，485信号可传输1km。
3、风速、风向传感器与数据采集仪如远距离安装，应接成总线形式，不要用星形布线。即风速、风向传感器就近连接后，用一根数据线连接到数据采集仪。
—时间
—背灯时间（单位秒，0-4秒为不关背灯）
通讯参数设置—波特率
—校验位
—设备地址
气象要素参数设置—风向定北（让电子罗盘与风标指向一致）
—气象要素字（出厂设置，不可改动）
—电子罗盘标定
4、设置数据：选项设置有两形式
a输入：通过“→”、“←”键右移和左移输入点，“↑”、“↓”键对输入点上的数字加1和减1，按“确定”设置，并返回上级菜单；
b选择：按“→”、“←”键查找备选项，按“确定”键选择，并返回上级菜单；
5、按“返回”键放弃设置，并返回上级菜单。
6、超过30秒未按键，自动回到正常显示状态。
四、
数据采集仪上最上行时间当前时间，如不确，应安北京时间调整；第二行为实时风速，单位米/秒，第三行为风向传感器的当前角度，角度与风向的对应关系见附录；第四行为中文显示的风向，当风速为0时显示静风，风速大于0时则显示相应角度。
本软件通过与采集仪通讯获得数据，要求计箱机上至少有一个空闲的COM口，通讯COM数据线将计算机与采集仪连接（注意：连线时应保证计算机和采集仪均处于关闭状态）。
连接好电源线及数据线后，打开计算机，检查计算机软件中的通讯参数设置是否正确，检查无误后即可打开采集仪进行通讯。
每次进入软件时，软件会自动与采集仪进行数据同步，将采集仪中保存的数据读入计算机的数据库中。采集仪最多可保存两周的数据，循环保存。
风向角度恢复变化（如超过两分钟风向角度仍锁定不变，可断开采集仪电源，重新上电即可），即完成电子罗盘标定。
十、
默认波特率9600pbs，无奇偶校验，8位数据，1个停止位，设备地址08H。
十一、
风速风向仪内部有电源防雷及信号防雷保护，但安装时仍要注意风速、风向传感器不得高于周围的避雷针，以确保人员及设备安全。
10、风向测量范围：0～360度；
11、风向分辨率：1度；
12、数据保存：每10分钟保存一次数据（可定制），可保存14天数据，如与计算机软件连接，数据自动同步到计算机数据库中永久保存；
13、计算机数据库：ACCESS数据库