基于多维力传感器的风速测量方法研究.pdf

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1、·100·工业仪表与自动化装置2011年第3期基于多维力传感器的风速测量方法研究许茜茜‘，崔建伟(1．上海交通大学电子信息与电气_7-程学院仪器科学与工程系，上海200240；2．东南大学仪器科学与工程学院，南京210096)摘要：风速是气象、环保、_7-农业生产、建筑、军事诸多领域的基本测量参数。目前的风速测量仪受结构、原理、量程等因素制约，存在通用性较差的问题，特别不适合用于野外长期无人值守的自动气象站。该文基于风载荷原理，提出了一种基于多维力传感器的新型风速测量仪，它由2个正交的弹性应变梁

2、组成，采用应变片测量弹性梁的风载荷，达到风速、风向测量的目的。与普遍使用的机械式风速仪相比，它没有运动部件，具有响应快、结构简单可靠、环境适用性强的特点，是一种极有发展前景的风速测量仪。关键词：风速仪；多维力传感器；应变片中图分类号：TP212．9文献标志码：B文章编号：1000—0682(2011)03—0100—03ResearchonthemeasureofwindspeedbasedonforcesensorsXUQianqian，CUIJianwei(1．ElectronicInfor

3、mationandElectricalEngineeringCollegeunderShanghaiflaotongUniversity，Shanghai200240，China；2．InstrumentScienceandEngineeringCollegeunderSouthEastUniversity，Naming210096，China)Abstract：Windspeedisanessentialparameterinthefieldofmeteorology，environmenta

4、lprotee—tion，industrialandagriculturalproduction，architecture，militaryaffairs，andetc．Restrictedbythefac—torofstructure，principle，measuringrange，etc，currentanemometerscan’tbeusedinallkindsofcon—ditions，especiallyatlong—termunattendedautomaticweatherst

5、ation．Basedonprinciplesofwindload，thisarticlerefersanewideaofwindspeedmeasuringinstrumentwhichdependonmulti--axisforcesen—-sots．Inordertomeasurethespeedanddirectionofthewind，thisinstrumentismadeofacoupleofor—thogonalelasticstrainbeams，andadoptsstrain

6、gaugestomeasurebeams’windload．Comparedwithwildlyusedmechanicalanemometers，ithasthecharacteristicoffastresponse，simplestructure，betterenvironmentalapplicabilityandetc．Thedevelopmentofthenewkindofwindspeedmeasuringinstru—mentshouldhavegoodprospect．Keyw

7、ords：anemometers；multi—axisforcesensor；straingauges目前，测量风速所使用的仪器设备品种繁多，通0引言常基于以下几种原理：动压式、机械式、热式、超声波在气象、环保、工农业生产、建筑、军事等诸多领式、数字式等¨。皮托管风速仪是典型的动压式风域，空气流速都是一项重要的检测参数。特别是近速测量仪，这种设备结构简单，对环境的适应性较年来发展较快的自动气象站对风速测量仪器提出了好，精确度和分辨率都比较高，但不适合用于低速风更高的要求，研制能适应恶劣气象条件，

8、实现多点多测量；机械式风速计是目前应用最广泛的风速计，它相、瞬时精确的风速测量仪器更具有特别重要的结构简单，利用转叶探头可同时感知风速和风向，但意义。制造、安装要求较高，且在长期使用过程中不可避免地存在磨损和老化问题，影响测量精度，特别不适合收稿日期：2011一O2～22于恶劣的气候条件下工作；热差式的风速计，利基金项目：江苏省自然科学基金项目(BK2008141)作者简介：许茜茜(1986)，女，江苏常州人，上海交通大学电子用风速影响加热敏感元件的冷却速度来测量风速，信息与电气T程学院仪器科学