风速风向测量实验指导书与实验报告.docVIP

风向风速测量实验 实验目的 掌握风向风速测量方法及测量原理，学会使用数字风向风速表等测量仪器测定风向及风速。 实验仪器设备及实验原理 实验仪器设备： 实验设备有HG-1低速风洞及测控系统、数字压力风速仪、数字风向风速表。图1为低速风洞，用于产生低速气流，图2为XDE I型数字风向风速表。 图1 HG-1低速风洞 图2 数字风向风速表 HG-1低速风洞是一座回流式低速风洞（见图1），气流速度最高60m/s，试验段大小：700mm（宽）×700mm（高）。数字压力风速仪是用于测量气流总压、静压及压差（动压）和风速的多功能测试仪，该仪器必须和皮托管探头配套使用。数字风向风速表是手持式风向风速测试仪，由风向风速感应器和数据处理、显示仪表2部分组成。其技术指标如下： 风向： 测量范围: 0～360° 准 确 度: ±5° 分 辨 力: 3°. 起动风速: ≤0.5 m／s 风速： 测量范围: 0～60 m／s 准 确 度: ±(0.5＋0.03V) m／s 分 辨 力: 0.1 m／s 起动风速: ≤0.5 m／s 2、 实验原理： 风向、风速传感器所感应的不同物理量，经过相应的电路，转换成标准的电压模拟量和数字量,然后由数据采集器 CPU 按时序采集、计算,得出风向、风速的实时值，并实时显示。 图3 单叶式风向标风向传感器 图4 三杯回转架式风速传感器 2.1风向传感器 选用单叶式风向标(见图3)作为风向测定传感器，采用七位格雷码的编码方式进行光电转换，将轴角位移转换为数字信号，经采集器的CPU根据相应公式解算处理，得到相应的风向值。 2.2 风速传感器 采用三杯回转架式风速传感器作为风速测定传感器（见图4），利用光电脉冲原理。风杯带动码盘转动,光敏元件受光照后输出脉冲,经采集器CPU根据相应的风速计算公式解算处理,获得相应风速值。 实验方法与步骤 风洞运行，将风速调至10m/s左右。 把皮托管的总压测压软管及静压测压软管和数字压力风速仪对应接口连接。 将数字压力风速仪电源打开，按功能键使面板切换到压力和速度显示界面。 将皮托管安装在支架上，使总压管开孔方向与来流方向一致。 用数字压力风速仪测量试验段出口气流总压和风速。 将手持式数字风向风速表的数据采集、处理与显示部件与风速风向感应部件连接，并把感应部件伸到来流中，测定来流速度和来流方向。要求三个风杯处于同一水平面上。 改变风洞来流速度，重复5和6步骤测定第二组数据。 实验结束，关闭风洞。 室外有风时手持数字风向风速表到室外测定某处风向风速。 实验数据处理 将实测数据记录在下表中： 序号 数字压力风速仪 数字风向风速表 总压（Pa） 风速(m/s) 风向 风速(m/s) 1 288 21.9 NNW 21.5 2 408 26.01 NNW 24.6 思考题 比较数字压力风速仪和数字风向风速表测定的风速是否相同？为什么？ 请简述风速风向测量中还有哪些测量方法？ 3、 你认为本次实验中存在什么问题，应怎样改进？谈谈本次实验的体会。