風(fēng)矢量即風(fēng)速與風(fēng)向，它是氣象監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)要素。

現(xiàn)代氣象站伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展而日趨智能化，逐步向全天無人值守方向邁進(jìn)。所以現(xiàn)代氣象站急需一種高精度免維護(hù)風(fēng)速風(fēng)向傳感器。傳統(tǒng)機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器有轉(zhuǎn)動(dòng)部件易發(fā)生磨損。機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)被惡劣天氣破壞。沙塵，鹽霧還能腐蝕它。同時(shí)因?yàn)槟Σ?，機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向儀也有啟動(dòng)風(fēng)速。在啟動(dòng)值以下風(fēng)速會(huì)無法帶動(dòng)螺旋槳或風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)。所以對(duì)起動(dòng)風(fēng)速以下的微風(fēng)機(jī)械式風(fēng)速儀就不能測(cè)了。為了克服傳統(tǒng)風(fēng)杯式風(fēng)速風(fēng)向儀固有的不足，新型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀出現(xiàn)了。

超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器具有反應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，易于維護(hù)使用等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域及科學(xué)研究。超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器是一種主要利用4個(gè)垂直放置超聲波傳感器發(fā)出超聲波頻率的差異來計(jì)算風(fēng)速與風(fēng)向的傳感器，由傳感器輸出風(fēng)速（m/s）與風(fēng)向（°）。

超聲波時(shí)差法測(cè)風(fēng)很普遍，它的基本原理是：平靜空氣條件下聲波傳播速度隨空氣沿風(fēng)向流動(dòng)而變化。如果風(fēng)向和聲波的傳播方向相同，就會(huì)增大聲波的傳播速度，反之則會(huì)減小聲波的速度。超聲波通過空氣時(shí)順風(fēng)和逆風(fēng)的傳播有速度差，該速度差體現(xiàn)了固定距離下的時(shí)間差，該時(shí)間差和待測(cè)風(fēng)速成線性關(guān)系。所以超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器就是按固定頻率依次發(fā)出超聲波，測(cè)得超聲波在兩方向達(dá)到的時(shí)刻，從而求得順風(fēng)傳播速度與逆風(fēng)傳播速度，經(jīng)處理轉(zhuǎn)換后即得風(fēng)速值。

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