科普:風向傳感器原理有哪些?

導讀

氣象上把風吹來的方向確定為風的方向。因此，風來自北方叫做北風，風來自南方叫做南風。氣象臺站預報風時，當風向在某個方位左右擺動不能肯定時，則加以「偏」字，如偏北風。當風力很小時，則採用「風向不定」來說明。

氣象上把風吹來的方向確定為風的方向。因此，風來自北方叫做北風，風來自南方叫做南風。氣象臺站預報風時，當風向在某個方位左右擺動不能肯定時，則加以「偏」字，如偏北風。當風力很小時，則採用「風向不定」來說明。

 對於風向的運用，自古以來，人們在生產生活等各種領域有意無意地在運用其威力。三國時期的諸葛亮，在著名的赤壁之戰中，藉助風力，使火勢與風向相輔相成，從而使曹操的連環戰船在大風大火中化為灰燼。在科學技術高度發展的現代戰場上，風向、風力等因素與作戰行動的關係則更為密切。飛機不明風向就難以展翅，艦艇不知風情就難以巡航，炮兵不精確測風就難以打準，就是「風雨無阻」的步兵，不辨風勢也難以順利完成任務。想要監測風向，風向傳感器必不可缺。

風向傳感器是以風向箭頭的轉動探測，感受外界的風向信息，並將其傳遞給同軸碼盤，同時輸出對應風向相關數值的一種物理裝置。

通常風向傳感器主體都採用風向標的機械結構，當風吹向風向標的尾部的尾翼的時候，風向標的箭頭就會指風吹過來的方向。為了保持對於方向的敏感性，同時還採用不同的內部機構來給風向傳感器辨別方向。常見的風向傳感器通常有以下三類。

1、電磁式風向傳感器：利用電磁原理設計，由於原理種類較多，所以結構有所不同，目前部分此類傳感器已經開始利用陀螺儀晶片或者電子羅盤作為基本元件，其測量精度得到了進一步的提高。

2、光電式風向傳感器：這種風向傳感器採用絕對式格雷碼盤作為基本元件，並且使用了特殊定製的編碼，以光電信號轉換原理，可以準確的輸出相對應的風向信息。

3、電阻式風向傳感器：這種風向傳感器採用類似滑動變阻器的結構，將產生的電阻值的最大值與最小值分別標成360°與0°，當風向標產生轉動的時候，滑動變阻器的滑杆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。