在平靜的空氣中，聲波的傳播速度被在風(fēng)方向上的空氣流動所改變。如果風(fēng)向和聲波的傳播方向相同，就會提高聲波的傳播速度，反之則會減小聲波的速度。在一個固定的測量路徑中，在不同的風(fēng)速和風(fēng)向上疊加而成的聲波傳播速度會導(dǎo)致不同的聲波傳播時間。
風(fēng)速風(fēng)向儀的原理是測量超聲波脈沖在兩個探頭之間傳播的時間來計(jì)算空氣移動的速度，也就是風(fēng)速。
通過電子電路測量時間差和時間之和，可以求出風(fēng)速。東西、南北、垂直方向各放置兩對音響發(fā)射器和接收器，則可以分別測量三個方向的風(fēng)速分量。聲波的傳播速度與氣溫有關(guān)，測量結(jié)果需要溫度修正。風(fēng)速風(fēng)向儀具有廣闊的量程和靈敏度；無需考慮傳統(tǒng)儀器固有的啟動風(fēng)速，響應(yīng)速度快，可測量微風(fēng)。該測量方法的特點(diǎn)是，整個測量系統(tǒng)沒有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，是無慣性的測量，因此能夠準(zhǔn)確檢測自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動的高頻分量。
考慮到測量數(shù)據(jù)的正確性和代表性，使用風(fēng)速風(fēng)向儀需要注意以下幾點(diǎn)：
1、為了使儀器的測量結(jié)果具有可比性，必須使用統(tǒng)一規(guī)定型號的測試儀器。
2、為了提高測量結(jié)果的時間代表性，將一定時間內(nèi)測量的數(shù)值平均。
3、為了提高測量結(jié)果的過程代表性，考慮到地形和障礙物對風(fēng)速測量的影響，一般需要設(shè)置在寬敞的地方，10m的高處。也就是說，測風(fēng)器和障礙物的距離必須比障礙物比測風(fēng)器的高度至少高10倍。
4、必須考慮儀器的機(jī)械結(jié)構(gòu)特性和空氣動力特性，選擇測量風(fēng)的機(jī)器。機(jī)械結(jié)構(gòu)上的特性是指準(zhǔn)確度、靈敏度、分辨率、啟動風(fēng)速、量程范圍等。是指空氣動力學(xué)特性、衰減比、時間常數(shù)、距離常數(shù)、慣性等。
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