Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

46. Методы измерения скорости и направления ветра у земли

46. Методы измерения скорости и направления ветра у земли

Для определения направления ветра пользуются флюгарками. Они представляют собой жесткую асимметричную (относительно вертикальной оси) систему из пластин и противовеса, свободно вращающуюся вокруг вертикальной оси. Под воздействием ветра флюгарка устанавливается в плоскости ветра противовесом навстречу ветру (указывая, откуда дует ветер). Формы флюгарки очень разнообразны. Большинство флюгарок имеет две пластины, расположенные под углом друг к другу, что создает устойчивость в воздушном потоке и повышает чувствительность, что очень важно при небольших скоростях ветра. Положение флюгарки передается на указатель при помощи двух оди-наковых сельсинов. Один сельсин является датчиком и соединен с флюгаркой, второй является приемником и находится в пульте управления. Каждый сельсин имеет обмотки из трех секций на корпусе и один на свободно вращающемся якоре. При включении переменного тока взаимодействие магнитных полей обмотки заставляет якорь сельсина-приемника занять точно такое же положение, какое в данный момент занимает якорь сельсина-датчика на флюгарке. Широко применяемые приборы для измерения скорости ветра основаны на принципе преобразования скорости ветра в механическое перемещение чувствительного элемента. Наиболее распространены два вида чувствительных элементов: частичные вертушки и воздушный винт. Частичная вертушка состоит из трех или четырех полых полусфер, прикрепленных к центральной втулке с помощью стержней, радиально рас-положенных в одной плоскости, перпендикулярной оси втулки. Давление, оказываемое ветром на вогнутую поверхность чашки, больше, чем на выпуклую. Сила давления ветра на чашку стремится повернуть всю вертушку вокруг оси по часовой стрелке. Сначала вертушка движется с ускорением, но с увеличением скорости вращения чашек давление ветра на выпуклые стороны возрастает, а на вогнутые убывает. При некоторой скорости вращения чашек наступает равновесие, а скорость вращения становится постоянной. Установлено, что при этой скорости вращения линейная скорость движения центра чашек примерно в три раза меньше скорости ветра U, т.е. V = U/3 . Так как V = 2 π r n, где r – радиус вращения центра чашки, n – число оборотов в секунду, то n = U/6 π r . Таким образом, скорость ветра преобразуется в частоту вращения или в угловую скорость вращения вертушки (ω = 2 π r ). Чашечная вертушка не требует ориентации относительно направления ветра. В качестве первичного преобразователя скорости ветра также используется воздушный винт с тремя и большим числом лопастей различной формы и размеров. Воздушный винт требует ориентации по направлению ветра, чтобы ось его вращения совпадала с направлением ветра (плоскость вра- щения винта была бы перпендикулярна направлению ветра). Поэтому винт применяют в сочетании с флюгаркой. Под воздействием воздушного потока, набегающего на винт, он на- чинает вращаться и достигает некоторой угловой скорости ω . Зависимость угловой скорости вращения винта от скорости ветра имеет вид: ,где φ – угол разворота участка лопасти на расстояние r от центра. Воздушные винты имеют широкое применение при измерении больших скоростей ветра, особенно в районах с частыми случаями гололедообразования. Чашечные вертушки чаще всего используют для измерения малых скоростей ветра. Анемометр Фусса применяется для измерения средней скорости ветра в диапазоне от 1 до 20 м/с. Приемником воздушного потока является четырехчашечная вертушка, ее ось соединена с механическим счетчиком. Скорость вращения вертушки пропорциональна скорости ветра. Механический счетчик имеет три циферблата, которые позволяют оценить количество оборотов вертушки. Большая стрелка указывает целые деления, а две маленькие отмечают сотни и тысячи. Сбоку на кожухе прибора находится рычажок включения счетчика. Приступая к измерениям, анемометр с включенным счетчиком устанавливается на шесте высотой 2 м. Записывают показания всех стрелок счетчика. Через 20-30 с одновременно включают счетчик и секундомер, и через заданное время (как правило, 2 или 10 минут) выключают счетчик и записывают новые показания. Разделив разность показаний счетчика на время наблюдения, определяют среднее число оборотов вертушки в секунду и по градуированной кривой или таблице, имеющейся в поверочном свидетельстве анемометра, оценивают среднюю скорость ветра. Погрешность анемометра Фусса ± (0,3 + 0,05U), м/с. Анемометр ручной индукционный АРИ-49 измеряет скорость ветра в пределах от 2 до 30 м/с. Приемником воздушного потока служит трехчашечная вертушка, соединенная осью с магнитным тахометром. Магнит помещен в металлическом стаканчике, установленном на оси, к нему крепится стрелка прибора и сдерживающая пружина. При вращении вертушки вращается магнит и возникает электромагнитное поле. Под его воздействием стаканчик поворачивается в сторону вращающегося магнита. Чем выше скорость ветра, тем больше угол, на который, преодолевая силу сдерживающей пружины, отклонится стрелка вместе со стаканчиком, а большему углу отклонения соответствует большая скорость ветра. Цена деления шкалы 1 м/с. В течение 1-2 минут следят за колебаниями стрелки, а затем отсчитывают скорость ветра по среднему положению колеблющейся стрелки с точностью до 1 м/с. Погрешность АРИ-49 составляет ± (0,5 + 0,05U), м/с. Анемометр и флюгер фирмы Vaisala являются ветроизмерительными модулями в комплексной радиотехнической аэродромной метеостанции Вайсала-KPAMС-4 (совместная российско-финская разработка). Анемометр WAA151 малоинерционный прибор для дистанционного измерения скорости ветра у земли. Вертушка имеет три очень легких конических чашки, которые обеспечивают диапазон измерения скорости ветра от 0,4 до 75 м/с. В качестве чувствительного элемента используется оптикоэлектронный датчик. Вращаемый ветром диск, подсоединенный к валу вертушки, прерывает луч инфракрасного света, генерируя выходные импульсы от фототранзистора. Частота выходного импульса прямо пропорциональна скорости ветра (например, 246 Гц = 24,6 м/с). Нагревательный элемент в отверстии вала предохраняет подшипники от замерзания при отрицательных температурах. Погрешность измерения скорости ветра составляет не более ± 0,5 м/с. Порог чувствительности < 0,5 м/с. Флюгер WAF151 оптикоэлектронный флюгер с малым порогом чувствительности. Инфракрасные диоды и фототранзисторы смонтированы на шести орбитах 6-битового диска. При обороте флюгера диск меняет ход, принимаемый фотодиодами. Элемент обогрева во втулке вала предохраняет подшипники от намерзания изморози в холодном климате. Диапазон измерения направления ветра от 0 до 360° при скорости ветра от 0,4 до 75 м/с. Точность измерения < ± 3°. Пороговая чувствительность 0,4 м/с. WAA151 и WAF151 устанавливаются на кронштейне датчиков ветра типа WAC15, выполненного из анодированного алюминия со скобой на макушке мачты. На кронштейне устанавливается водонепроницаемая распределительная коробка для подключения линии питания. Внутри коробки имеется термостативный переключатель для включения подогрева при низких температурах. Расстояние между датчиками на кронштейне 80 см. Анемометр WAA151 и флюгер WAF151 устанавливают на трубчатых сборных мачтах, крепящихся друг к другу самонарезающимися болтами. Дистанционная метеорологическая станция (ДМС) М-49 предназначена для дистанционного (до 100 м) измерения скорости и направления ветра, температуры и относительной влажности воздуха. Состоит из блока датчиков скорости и направления ветра, блока датчиков температуры и влажности воздуха, блока указателей и блока питания. В качестве чувствительного элемента датчика скорости ветра используется восьмилопастной воздушный винт, а в качестве преобразователя – тахогенератор переменного тока. Чувствительным элементом датчика направления служит флюгарка, преобразователем – бесконтактный сельсин. Под действием воздушного потока винт начинает вращаться, и через ось, на которую он посажен, и систему конических шестерен это вращение передается на постоянный магнит тахогенератора. Напряжение от генератора поступает на измерительный пульт, шкала которого проградуирована в м/с. Скорость ветра определяется по формуле: U = k N tg α , где k – коэффициент передачи винта; N – количество оборотов винта; α – угол атаки винта. При оценке направления ветра положение флюгарки передается на измерительный пульт при помощи двух одинаковых сельсинов. В качестве чувствительного элемента датчика температуры используется термометр сопротивления, размещенный в одном блоке с датчиком влажности. Для измерения относительной влажности в М-49 применяется гигрометр из животной пленки в виде мембраны. Ее вершина через рычажную передачу и зубчатую пару механически соединяется с ротором сельсина-датчика (аналогичного сельсину-датчику направления ветра). При изменении высоты пленочной мембраны происходит одновременный поворот на соответствующий угол якоря сельсина-датчика и якоря сельсина-приемника. ДМС позволяет измерить метеорологические параметры с погреш- ностью:

Читайте так же:
Картинки ножей из фанеры

– скорость ветра ± (0,5 + 0,05U), м/с;

– направление ветра ± 10°;

– температурд. воздуха ± 1°;

– относительная влажность ± 7%.

Анеморумбометр М63М-1 предназначен для дистанционного измерения направления ветра, средней, мгновенной, максимальной скоростей ветра. Датчик параметров ветра состоит из четырехлопастного винта и свободно ориентирующейся флюгарки. Положение флюгарки и число оборотов винта с помощью электронных преобразователей представляются на выходе. блока датчиков двумя сериями электрических импульсов, поступающих в измерительный пульт. Частота следования импульсов пропорциональна скорости ветра, а фазовый сдвиг между импульсами каждой серии характеризует направление ветра. Максимальная скорость ветра определяется по наибольшему за период между наблюдениями значению силы тока, отмеченному фиксстрелкой, возвращаемой в исходное положение нажатием кнопки сброса. В канале средней скорости ветра осуществляется подсчет числа импульсов, поступающих на вход схемы за 10 мин Результат измерений считывается по шкале электромеханического счетчика. Анеморумбометр М63М-1 имеет следующие диапазоны и погрешность измерений параметров ветра:

– средней скорости (за 10 минут от 1 до 40 м/с с погрешностью ± (0,5 + 0,05U), м/с;

– мгновенной от 1,5 до 60 м/с с погрешностью ± (1,0 + 0,05U), м/с;

– максимальной от 3 до 60 м/с с погрешностью ± (1,0 + 0,07U), м/с;

– направления ветра в пределах 0-360° с погрешностью ± 10°.

Модификация анеморумбометра М63М-1 с выходом на компьютер позволяет обеспечить выдачу результатов измерений характеристик ветра в виде таблиц, графиков, розы ветров, создание электронных метеоотчетов за любой промежуток времени. Программная система позволяет подключить к одному компьютеру до 8 комплектов М63М-1. Предельное удаление пульта М63М-1 от компьютера не более 1200 м. Анеморумбометр М127МП предназначен для дистанционного измерения скорости и направления ветра, обработки и отображения полученных данных, их передачи по каналу связи. Датчик анеморумбометра М127МП создан на основе серийного датчика М63, в котором для обработки информации применен узел электроники со встроенным микропроцессором. К одному дистанционному пульту может быть подключено два датчика ветра, удаленных на расстояние до 10 км. На индикацию выводятся средние скользящие значения скорости и направления ветра за 2 и 10 минут, а также максимальные скользящие значения характеристик ветра за тот же период. Диапазон измерения:

Читайте так же:
Как правильно работать ручным фрезером по дереву

— по скорости ветра от 1 до 60 м/с;

— по направлению от 0 до 360о.

Основные погрешности измерения:

— мгновенной и средней скорости ветра ±(0,3+0,04 U), м/с;

— максимальной скорости ±(1,0+0,05 U), м/с;

— направления ветра ±6о.

Анеморумбограф М-64М предназначен для дистанционного измерения и регистрации мгновенной, максимальной и средней скоростей ветра, а также определения его направления. Преобразование параметров ветра в электрические сигналы производится так же, как и в М63М-1, однако здесь еще имеется самописец. Анеморумбограф М-64М измеряет и регистрирует параметры ветра со следующими погрешностями:

– среднюю скорость (за 2 и 10 мин) в пределах 1-40 м/с с погрешностью ± (0,5 + 0,05U), м/с;

– мгновенную, осредненную за 3 с, в диапазоне 1-60 м/с с погреш-ностью ± (0,5 + 0,05U), м/с;

– максимальную (за 10 мин) в пределах 1,5-60 м/с, с погрешностью ± (0,5 + 0.07U), м/с;

Как измерить скорость ветра?

Самый простой прибор используют грамотные агрономы. Клочок бумажки, обычно газеты, (отрывается по подушке большого пальца руки) площадью примерно 1 кв. см просто отпускается по ветру с высоты 1 м (примерно, чуть ниже пояса, но зависит от роста конкретного индивида). От места отпуска бумажки в полет до места, где бумажка коснулась земли измеряется расстояние (опытный агроном легко делает это шагами) и число полученных метров равно скорости ветра выраженной в м/с. Таким образом, в поле не нужны никакие дополнительные приборы, а уж тем более метеостанции. Кто желает, легко может попрактиковаться и проверить.

Скорость ветра можно измерить с помощью вот таких приборов:

  • флюгер с легкой доской,
  • флюгер с тяжелой доской (для измерения скорости сильных ветров),
  • анемометр чашечный (для измерения скорости ветра на высоте 2 метра от уровня земли),
  • дистанционный прибор-Анеморумбометр (для измерения скорости и направления ветра).

Самый первый прибор, который люди придумали для измерения скорости ветра, назывался анемометр. Он был изобретён в 1667 году в Англии. Изобретатель Роберт Хук. После этого появилось много видов анемометров. Но чаще всего использовался с несколькими алюминиевыми чашечками на оси. Чашечки могли свободно вращаться от ветра. Подсчитав обороты чашечек, определяли скорость ветра.

Люди научились летать, и тогда появилась потребность измерять скорость ветра на высоте. Для этого использовали воздушные шарики. За ними наблюдали с помощью теодолитов, специальных оптических приборов. Этот способ был плох тем, что набежавшие тучи могли закрыть шары. В 1941 году был изобретён радар. Он мог следить за шаром даже через тучу.

В самолетах скорость измеряют с помощью трубки Пито-Прандтля. Метод основан на измерении динамического напора воздуха.

Скорость ветра учеными-метеорологами измеряется с помощью специальных приборов анемометров, но для обычного человека такой способ не доступен. Поэтому чаще всего скорость ветра определяется просто на глазок, по внешним проявлениям силы ветра. Например по дыму из трубы или качанию веток деревьев. Неплохой способ определить скорость ветра с помощью обычной бумажки которую пускают по ветру, обычно с небольшого возвышения и отмеряют расстояние которое бумажка пролетит за определенное время. Далее находится средняя скорость ветра по формуле V=S/t. Конечно этот способ весьма приблизительный, но дает некое представление о силе ветра.

На метеостанциях с определенной точки отпускают в свободный полет воздушный шар и засекают время. Потом измеряют расстояние на которое улетел шар и сообщают нам скорость ветра в метрах на минуту. Более точно измеряют с помощью анемометра.

Бес прибора измерить не выйдет. Вам по любому нужен анемометр чашечный или U-образный манометр. В первом случае регистрируется скорость вращения лопастного колеса, во втором случае регистрируется перепад давления на манометре. Есть другие способы, но они весьма сложнее.

Читайте так же:
Как паять паяльником провода между собой

Да без прибора никак нельзя вычеслить точное измерение скорости ветра, обычно используют анемометр в нем стоит колесик который крутится при попадании туда потоков воздуха. А так примерно посмотреть сильный ветер или слабый можно с помощью обычного флюгера.

Лучшим и наиболее точным способом будет измерение с помощтю анемометр.Этот прибор покрыт четырьмя чашечками по сторонам света.Они вращаются даже от маленького дуновения ветра.Чтобы увидеть направление ветра используют флюгер.Это по сути обычная конусообразная ткань

Чтобы измерить скорость ветра, нужно иметь в своем распоряжении прибор, который называется анемометр (они бывают разной конструкции: мельничный, чашечный) или флюгер Вильда.

У нас на местной метеостанции пользуются флюгером Вильда, в одной из программ по ТВ показывали и рассказывали. По отклонению вертикально висящей металлической доски (флюгер Вильда) или по скорости вращения вертушек (анемометр) можно и определить скорость ветра.

Также можно измерить скорость ветра Трубкой Пито или термоанемометром.

Самый известный и простой способ измерения скорости ветра, это анемометр, который можно и самому смастерить, прикрепив четыре чашечки из металла к доске, которые вращаются при любом ветре, обычно они установлены на высоте не меньше чем 1 метр от земли.

По идее, при скорости ветра превышающей скорость полёта. Скорость полёта морской чайки около 50 км/час, следовательно, вперёд чайка не будет лететь при скорости встречного ветра около 14 м/сек, если не предпримет каких либо сверхусилий.

Расчет простой пропорцией.

Для начала переводим километры в метры, а минуты в секунды.

200 км — это 200000 м.

1 час — это 60 мин и 3600 сек.

Итого: 200000 м за 3600 сек, а за 1 секунду сколько?

Решаем пропорцию: 200000/3600= примерно 56 м/с.

Нехилый такой ветерок! Легкий бриз, я бы сказал!

Труднопроизносимое название этого метеорологического прибора, предназначенного для получения осредненных данных о скорости потока ветра или газа (суммирование среднего, текущего и максимального значений скорости) имеет греческие корни. Слово «anemos» переводится, как ветер; «rhombos» — как юла, волчок или ромб, то есть все то, что движется по кругу; слово metreo можно перевести, как «измеряю».

В совокупности эти три слова образовывают ответ на вопрос — анеморумбометр.

Самописец, который записывает показания самого прибора, называется анеморумбографом.

Управлять современными анеморумбометрами можно дистанционно, в стационарных центрах обработки метеорологической информации.

Ультразвуковой анемометр на двух HC-SR04

Ранее был сделан прототип анемометра из одного ультразвукового дальномера HC-SR04. Он умел рассчитывать проекцию скорости ветра на линию между приемником и передатчиком. Для получения вектора скорости ветра на плоскости (2D) требуется вторая координата, которую мы получим, если добавим второй датчик перпендикулярно первому. В этом случае можно закрепить анемометр стационарно — отпадает необходимость использовать флюгер и как-то организовывать подвижные контакты.

Первая версия

полипропилен

Сказано — сделано, причем основательно.

Из обрезков полипропиленовых труб сварил крестовину. Все датчики отпаял и удлинил проводами, которые проложил внутри труб. Расстояние между датчиками получилось 70 см.

Код программы такой.

Два последних числа дают искомую горизонтальную скорость и направление ветра. Направление рассчитывается в виде азимута к направлению на север и дается в градусах. Вращение по часовой стрелке.

Увы, результаты меня разочаровали.
протокол
При усреднении в 25 измерений, показания в спокойном воздухе прыгают в среднем до 1.5 м/с, при этом измерения выдаются примерно раз в сек. Если усреднить в 10 раз больше показаний ситуация улучшается, но кардинально проблему не решает. К тому же судя по графику скоростей в двух осях, одна пара датчиков фонит существенно больше другой. диаграмма скоростей по осямСкорее всего дело в проводах, которыми я удлинил датчики. Придется переделывать.

Вторая версия

диаграмма температуры и скорости

Есть еще одна причина все переделать. Как отмечалось в первой теоретической части, скорость звука изменится на 1 м/с при изменении температуры примерно на 1.5 °С. Погрешности измерений по обоим осям складываются. Нужно понимать, что порывы теплого или холодного воздуха могут существенно исказить показания такого анемометра. Нет смысла в показаниях 4 м/с при легком дуновении теплого ветерка. Из диаграммы натурного эксперимента видно, что даже медленное изменение температуры вызывает дрейф измеренной скорости, а быстрое изменение температуры на 1 градус скачком поменяло измеренную скорость ветра на 1.5 м/с, в то время как датчик температуры медленно отрабатывает это изменение. Важно заметить, что эксперимент этот проходил прямо у меня на столе и изменение температуры было естественным — я ничего не трогал и искусственно ничего не нагревал.

Читайте так же:
Как определить давление по манометру

И тут на помощь приходит тот же принцип, что и при измерении расстояния. Если помним, датчики у оригинального HC-SR04 расположены вместе, поэтому результаты не зависят от наличия ветра. Если измерить скорость звука на известном расстоянии сначала в одном направлении, а затем в другом, то разница этих двух показаний, деленная пополам и будет искомой скоростью ветра в проекции на эту ось. При этом, изменение температуры в диапазоне ±25°С дает погрешность ±4%, что абсолютно не критично и мы можем обойтись вообще без термометра. Да и зачем нам термометр? Если мы знаем время прохождения сигнала в обоих направлениях, то по формулам из прошлой статьи мы легко вычислим температуру, а значит сможем уточнить скорость ветра.
Есть лишь одна маленькая загвоздка — придется использовать два HC-SR04 на одной оси. В промышленных образцах датчики попеременно выполняют роль приемника и передатчика. В нашем случае для этого придется подключить пищалки напрямую к arduino и программно генерировать 8 импульсов 40 кГц на одной, после чего вычленять их из другой. Зная про определенные сложности на этом пути, мне представляется проще купить еще 2 датчика по 55 рублей и попытаться обойтись малой кровью. Этим я займусь в следующий раз. А пока на двух датчиках сделаю измерение скорости ветра по одной оси и измерение температуры в такой конфигурации. Главная проблема здесь убрать помехи, которые дают такой большой разброс показаний в спокойном воздухе.

Конструкция

Вооружившись паяльником конструкция была беспощадно распаяна на составляющие. Новую версию решил не делать так основательно, а зря. Никогда не угадаешь, где найдешь, где потеряешь. Получилось как-то так.
прототип 2 датчика вместе
Во-первых, приемник расположил как можно ближе к плате, а передатчик удалил всего лишь на 20 см. Второй комплект перевернул на 180 градусов и пищалки скрепил попарно изолентой. Чем точнее соблюсти соосность обоих пар датчиков, тем лучше. В идеале мы должны получить абсолютно идентичные показания скорости прохождения сигнала в обоих направлениях в спокойном воздухе. Натурные испытания подтвердили нашу теорию. В такой конфигурации получается мало помех и весьма точные показания независимо от температуры, что подтверждается графиком ниже.
диаграмма температур и скорости v2
Вначале я пробовал просто дуть по направлению от синей пары к черной. Моих легких явно недостаточно. Но любопытный факт — воздух в легких успел нагреться на 1°, что раньше вызвало бы скачок скорости на 1.5 м/с, т.к. DS18B20 просто ничего не заметил. Отметим, что мои легкие способны дать всего лишь 0.5 м/с. Дальше я включил большой напольный вентилятор и направил все также от синего к черному. Видно как пошел более прохладный воздух из глубины комнаты и даже DS18B20 начал отрабатывать это снижение, но теперь его значения не используются для расчета скорости. Сделал открытие, что мой вентилятор дует со скоростью около 2 м/с. Дальше в течение паузы видим постепенное увеличение температуры и отличную корреляцию между рассчитанной и измеренной температурой. В конце поставил вентилятор с другой стороны и получил 2 м/с в обратном направлении с падением температуры. Ура, товарищи, это работает!

Программа расчета скорости ветра

Программа будет работать и без датчиков DHT-21 и DS18B20. DS18B20 для вычислений в этом коде нигде не задействован — только выводится в терминал как эталон. Без датчика влажности температура будет рассчитываться как для воздуха с 50% влажностью. На практике это вносит очень маленькую погрешность. На измерения скорости ветра эти датчики вообще не оказывают никакого влияния.

Собственно это все что можно выжать из двух HC-SR04. Для получения вектора скорости ветра на плоскости нужно добавить еще 2 датчика перпендикулярно первым и по формулам первой версии получить полную скорость и направление. Этим займусь как только приедут заказанные дополнительные датчики.

Датчики давно приехали, конструкцию переделывал еще 2 раза и в конце концов он заработал как надо, но до крыши этот ультразвуковой анемометр так и не доехал, поэтому до сих пор продолжения и не написал, хотя идея рабочая.

P.P.S. 2018

По многочисленным просьбам выкладываю итоговый скетч, который не требует никаких библиотек (кроме стандартной EEPROM) и работает с 4 датчиками. Код со всякими вкусностями типа встроенной калибровки и сохранением калибровочных значений в энергонезависимую память. И самое главное. Описанная выше проблема с погрешностями по одной из осей была связана не с проводами, а с работающими в одной комнате с датчиками импульсными блоками питания компьютера, монитора и т.п. (их схема преобразования работает на близкой частоте 40 кГц). Я остановился на проблеме выноса датчика на улицу подальше от помех (с передачей данных по блютус). В остальном это работает. Это версия для распаянных датчиков, но есть способ не распаивать. Если вернусь к проекту — реализую.
Для этого кода неважно какое расстояние между датчиками. Нужно поместить устройство в безветренное пространство (и без импульсных помех) и через терминал несколько раз отдать 2 команды:

Читайте так же:
Irfz44n как проверить тестером

Первая — текущая температура по эталонному термометру (любой уличный), вторая — говорит контроллеру что сейчас скорость ветра 0. Согласно этим данным он вычислит расстояние между датчиками и запишет их в EEPROM. Все дальнейшие измерения будут отталкиваться от этих значений.

Ветер: скорость ветра и способы ее измерения

Движение воздуха относительно земной поверхности называется ветром. Как правило, имеется в виду горизонтальная составляющая движения. Иногда говорят о восходящем или нисходящем ветре, т. е. Учитывают вертикальную составляющую этого движения Ветер характеризуется вектором скорости. Известно, что всякий вектор определяется абсолютной величиной и направлением. Когда говорят о скорости ветра, имеют в виду только числовое ее значение, т. е. путь, проходимый индивидуальным объемом воздуха за единицу времени относительно земной поверхности. Направление вектора скорости называется направлением ветра. За направление ветра принимается азимут точки, откуда дует ветер, отсчитываемый от точки севера через восток. Скорость ветра выражается в метрах в секунду (м/с). При обслуживании авиации скорость ветра выражают в километрах в час (км/ч), а при обслуживании морского флота — в узлах, т. е. в морских милях в час. Чтобы перевести скорость ветра из метров в секунду в узлы, достаточно умножить число метров в секунду на 2. Скорость ветра оценивается и в баллах по так называемой шкале Бофорта. По шкале весь интервал возможных значений скорости ветра делится на 12 градаций. Каждая единица шкалы связывает скорость ветра с различными его эффектами, такими, как степень волнения моря, качание ветвей деревьев, распространением дыма из труб и т. д. В настоящее время эта шкала вышла из употребления. Различают сглаженную скорость ветра, т. е. некоторую среднюю величину скорости за некоторый обычно небольшой промежуток времени, в течение которого производятся наблюдения, и мгновенную скорость ветра в данный момент (измеряемую очень малоинерционным прибором). Мгновенная скорость ветра отмечает порывы и внезапное ослабление ветра. Она очень сильно колеблется около сглаженной скорости, временами может быть значительно меньше или больше ее. На метеорологических станциях обычно измеряют сглаженную скорость ветра, и в дальнейшем речь будет о ней. Средние скорости ветра у земной поверхности близки к 5 — 10 м/с.и редко превышают 12 — 15м/с. В сильных атмосферных вихрях и штормах умеренных широт скорости могут превышать 30м/с, а в отдельных порывах достигать 60м/с. В тропических ураганах скорости ветра доходят до 65м/с, а отдельные порывы, судя по разрушением, превышает 100м/с. В мелкомасштабных вихрях (смерчи, торнадо) возможны скорости и более 100м/с. В верхней тропосфере в так называемых струйных течениях средняя скорость ветра на больших пространствах может доходить до 70 — 100м/с. Для атмосферных движений характерна квазигоризонтальность. Это значит, что скорости горизонтального переноса в 100 — 1000 раз превышает вертикальные скорости. Только в особых условиях интенсивно развитой конвекции и на ограниченных территориях вертикальные составляющие скорости движения воздуха могут достигать нескольких метров в секунду, т. е. порядка горизонтальных скоростей. Скорость ветра у земной поверхности измеряется анемометрами разной конструкции или флюгером Вильда. Наибольшее распространение получили анемометры с приемными частями в виде вертушек (чашечный анемометр, мельничный анемометр), которые вращаются с большей или меньшей скоростью в зависимости от давления на них ветра. В флюгере Вильда давление, оказываемое ветром, отклоняет от положения равновесия вертикально висящую металлическую доску. По скорости вращения вертушки или по отклонению доски можно определить скорость ветра. Есть конструкции, основанные на манометрическом принципе (трубка Пито) либо на измерении величины охлаждения нагретого тела под действием ветра (термоанемометр). Имеется ряд конструкций самопишущих приборов — анемографов и (если измеряется также направление ветра) анеморумбографов. Приборы для измерения ветра на наземных метеорологических станциях устанавливаются на высоте 10-12 м над земной поверхностью. Измеренный ими ветер и называется ветром у земной поверхности.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector