新型风向风速自记仪的工作原理

风向风速自记仪是用于测定风向和风速的仪器，该仪器通过风向风速传感器，来感应风速和风向，得到及时的风速风向值。而本文要讲述的新型风速风向传感器,该传感器属于非热式微型测风传感器，可用于小量程风速测量,具有结构简单、可同时测量风速和风向等特点。

风向风速自记仪的传感器包含4个相互正交的电容器,每个电容器由可动极板、固定极板、支撑体和引出电极构成。可动极板、固定极板和支撑体为MEMS体硅工艺制作的微结构,可动极板和固定极板构成电容器的2个电极,可动极板悬空设置在玻璃衬底上表面,是被风吹动的敏感结构。支撑体和固定极板固置在玻璃衬底的上表面,支撑体为可动极板提供固定支撑并和引出电极电连接,玻璃衬底作为整个传感器的支撑结构。

当传感器置于空气流场中时,可动极板形成一个阻流体,空气流体的流动会在阻流体上产生压力,压力的大小取决于风速的大小和方向。可动极板沿着压力的方向会产生弯曲和形变,弯曲和形变的程度取决于压力的大小,可动极板的弯曲和形变引起电容器极板间距的变化,从而引起传感器输出电容的变化。当空气流体以一定的风向吹过风向风速监测仪的传感器时,其风速可以分解为南北和东西2个方向的风速,通过测量电容器输出电容的值,可以得到南北方向和东西方向的风速,将2个方向上的风速合成,就可以得到实际的风速和风向。