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數(shù)字風(fēng)速計(jì)的工作原理及風(fēng)力的計(jì)算
數(shù)字風(fēng)速計(jì)是一種用于測(cè)量風(fēng)速的儀器，常見(jiàn)的有熱式、葉輪式和超聲波式等類(lèi)型，以下分別介紹其工作原理及風(fēng)力計(jì)算方式：
熱式數(shù)字風(fēng)速計(jì)
工作原理：基于熱傳遞原理，在風(fēng)速計(jì)中有加熱元件和溫度傳感器。當(dāng)有氣流通過(guò)時(shí)，氣流會(huì)帶走加熱元件的熱量，導(dǎo)致其溫度變化。通過(guò)測(cè)量加熱元件的溫度變化以及維持其溫度所需的電功率，來(lái)推算出風(fēng)速。因?yàn)轱L(fēng)速越大，帶走的熱量越多，維持溫度所需的電功率就越大，風(fēng)速與電功率之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后就可以通過(guò)測(cè)量電功率來(lái)得出風(fēng)速值。
風(fēng)力計(jì)算：熱式風(fēng)速計(jì)一般直接測(cè)量出風(fēng)速，單位通常為米/秒（m/s）、千米/小時(shí)（km/h）等。風(fēng)力等級(jí)則需要根據(jù)測(cè)得的風(fēng)速值，按照蒲福風(fēng)力等級(jí)表來(lái)進(jìn)行換算。例如，風(fēng)速在0.3-1.5m/s對(duì)應(yīng)的是1級(jí)軟風(fēng)；風(fēng)速在10.8-13.8m/s對(duì)應(yīng)的是6級(jí)強(qiáng)風(fēng)等。
葉輪式數(shù)字風(fēng)速計(jì)
工作原理：主要由葉輪和轉(zhuǎn)軸組成，當(dāng)風(fēng)吹動(dòng)葉輪時(shí)，葉輪會(huì)繞軸旋轉(zhuǎn)。葉輪的轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比關(guān)系，通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)軸上的傳感器（如光電傳感器、磁電傳感器等）來(lái)檢測(cè)葉輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而計(jì)算出風(fēng)速。傳感器會(huì)將葉輪的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)的頻率與葉輪轉(zhuǎn)速相關(guān)，經(jīng)過(guò)電路處理和計(jì)算后，在數(shù)字顯示屏上顯示出風(fēng)速值。
風(fēng)力計(jì)算：同樣，葉輪式風(fēng)速計(jì)直接測(cè)量得到的是風(fēng)速數(shù)值。將其換算為風(fēng)力等級(jí)時(shí)，也是依據(jù)蒲福風(fēng)力等級(jí)表。比如，風(fēng)速在5.5-7.9m/s屬于4級(jí)和風(fēng)，對(duì)應(yīng)的風(fēng)力等級(jí)下的陸地地面物體征象為能吹起地面灰塵和紙張，樹(shù)的小枝搖動(dòng)。
超聲波式數(shù)字風(fēng)速計(jì)
工作原理：利用超聲波在空氣中傳播的特性來(lái)測(cè)量風(fēng)速。通常有兩對(duì)超聲波換能器，一對(duì)用于測(cè)量順風(fēng)方向的超聲波傳播速度，另一對(duì)用于測(cè)量逆風(fēng)方向的超聲波傳播速度。由于風(fēng)速會(huì)影響超聲波在空氣中的傳播速度，通過(guò)測(cè)量這兩個(gè)方向上超聲波傳播速度的差值，并結(jié)合已知的超聲波在靜止空氣中的傳播速度，就可以計(jì)算出風(fēng)速。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)超聲波在順風(fēng)和逆風(fēng)傳播時(shí)的時(shí)間差或頻率差來(lái)得出風(fēng)速值。
風(fēng)力計(jì)算：超聲波式風(fēng)速計(jì)測(cè)量出的風(fēng)速結(jié)果，也是按照蒲福風(fēng)力等級(jí)表來(lái)確定對(duì)應(yīng)的風(fēng)力等級(jí)。例如，若測(cè)量出的風(fēng)速為17.2-20.7m/s，對(duì)應(yīng)的是8級(jí)大風(fēng)，此時(shí)在陸地上可看到樹(shù)枝折斷，人迎風(fēng)行走感覺(jué)阻力很大
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