微型风速风向传感器

GFY15X皮托管式煤矿用 双向风速传感器项目开发方案稿

项目编号：RD2014A05 起止年月： 起草人员：

上海坤嘉自动化科技有限公司

一、 皮托管原理风速传感器开发需求

针对传统风速传感器因井下特殊环境常造成超声波探头性能减弱，不能正确反映环境风速值的问题，提出一种矿用皮托管式风速传感器设计方案，详细介绍了其原理及软硬件设计。该传感器采用S型皮托管测量风的压力,利用差压芯片计算差压信号值,并根据电信号、差压信号、风速之间的对应关系求取风速信息。

二、 产品基本要求

名称：煤矿用双向风速传感器

型号：GFY15X

工作电压范围（9～24）V

工作电流（45±5）mA，在额定工作电压22V时。 1、测量范围

a、风速：正或反向（0.4～15 ）m/s； b、风量：巷道直径（20～100）cm2 c、风向：1无风，2正风，3反风。 2、基本误差

a、风速：±0.2 m/s； b、风量：±16 m3/s。 3、显示方式

4位数码管显示； 4、输出信号 a、 风速

1） 频率信号：(1)正向（200～1000）Hz，反向（200～1000）Hz;

(2)正向（200～1000）Hz，反向（1200～2000）Hz（脉冲宽度不小于0.3ms

仪器科学与电气工程学院

本科生科技学术实践“六个一”工程

调研报告

风速风向测量

——“车载微型气象站”大创项目

学生姓名 *** 班级 ** 学号 **** 指导教师 ***

学 院 *********

专 业 ******

光电编码器测量风速风向

摘要：

由于气象事业已经和人们的民用和工业活动密不可分,在国防建设、社会进步、经济发展中,气象采集技术扮演着重要的角色,同时随着国家可持续发展战略的实施,气象采集技术对我们越来越重要；随着人们对气象信息需求的不断变化,传统的气象观测模式已经无法满足人们的需要,因此,自动气象数据采集技术在我国有了很好的发展；气象数据采集系统的物联性直接影响着数据实用性,从而,如何实现广泛地从全国各地以致世界各地采集数据信息并汇总,今后必然是极其有意义的一个研究方向。

本项目设计目的是研究物联网式、低成本、大范围地对各地风速风向数据进行采集。使用51单片机和光电编码器可以实现要求，故计划设计一套基于51单片机的光电编码

重庆风速和风向

重庆处于东亚季风区，

又受东北西南向平行岭谷地形影响， 冬季盛行偏北风， 夏季则偏南风

明显增多。全市累年平均风速为 1.12M/S

，西北部地区平均风速最大，达 1.26 M/S ，东南部 最小为 0.9 M/S

，其季节变化是秋季 9 、 10

月份最大，春季次之，冬季最小。

（一）风速

全市各地年平均风速 0.9 －

2.1 M/S ，

是全国风速最小的地区之一。 云阳的累年平均风速 最大，为 2.1 M/S

。奉节、长寿的累年平均风速也较高，在 2.0 － 2.1 M/S

，万州、城口的平 均风速最小仅有 0.6 M/S 。

一年中，冬季风速较小，为 0.97 M/S ，春季最大，为 1.3 M/S ，夏季次之，为 1.2 M/S 。

从全市月极值状况看，万州、开县 12

月平均风速仅 0.4 M/S ，云阳、长寿

3

月平均风速达 2.4 M/S 。

最大风速，是指凤翔风速自记仪器记录 10

分钟平均最大风速，它比月平均风速大很多， 沙坪坝 1961 年 8 月 4

日最大风速 27 M/S ，万州 1973 年 8 月 27

日最大风速竟达到 33.3

重庆风速和风向

重庆处于东亚季风区，

又受东北西南向平行岭谷地形影响， 冬季盛行偏北风， 夏季则偏南风

明显增多。全市累年平均风速为 1.12M/S

，西北部地区平均风速最大，达 1.26 M/S ，东南部 最小为 0.9 M/S

，其季节变化是秋季 9 、 10

月份最大，春季次之，冬季最小。

（一）风速

全市各地年平均风速 0.9 －

2.1 M/S ，

是全国风速最小的地区之一。 云阳的累年平均风速 最大，为 2.1 M/S

。奉节、长寿的累年平均风速也较高，在 2.0 － 2.1 M/S

，万州、城口的平 均风速最小仅有 0.6 M/S 。

一年中，冬季风速较小，为 0.97 M/S ，春季最大，为 1.3 M/S ，夏季次之，为 1.2 M/S 。

从全市月极值状况看，万州、开县 12

月平均风速仅 0.4 M/S ，云阳、长寿

3

月平均风速达 2.4 M/S 。

最大风速，是指凤翔风速自记仪器记录 10

分钟平均最大风速，它比月平均风速大很多， 沙坪坝 1961 年 8 月 4

日最大风速 27 M/S ，万州 1973 年 8 月 27

日最大风速竟达到 33.3

4、《风向和风速》练习

一、填空题：

1、风向是指风吹来的 ，也就是风向标箭头所指的 。我们可以用 个方位来描述风向，分别是（东、东南、南、西南、西、西北、北、东北）。

2、风向是指风 的方向。由北向南吹来的是 ，由西南向东北吹来的是 。当红旗飘向东南时，吹的是 。 3、我们可以用（八个）方位来描述风向。

4、风向是指（风）吹来的方向，它可以用（风向标）来测量，风向标箭头所指的方向就是（风向）。北风是由（北）向（南）吹来的风。当红旗向西方飘时，吹的是（东）风。

5、风向是指风 吹来 的方向。风向可以用 风向标 来测量。风向标的箭头指向风吹来 的方向。如指向标的箭头指向西北，就是西北风。

6、风向是指 。如北风是由 向 吹来的。气象学家用_________（风向标 风速仪）测风向。

7、风向是指风______的方向。从东南方向吹来的风是______风。

8、风向标的方向是指向西方向，那么风向是吹 风。用飘动的旗子来判断风向，发现旗子向东南方向飘动，那么这天的风向是 风。

4、《风向和风速》练习 一、填空题：

1、风向是指风吹来的 ，也就是风向标箭头所指的 。我们可以用 个方位来描述风向，分别是（东、东南、南、西南、西、西北、北、东北）。 2、风向是指风 的方向。由北向南吹来的是 ，由西南向东北吹来的是 。当红旗飘向东南时，吹的是 。

3、我们可以用（八个）方位来描述风向。

4、风向是指（风）吹来的方向，它可以用（风向标）来测量，风向标箭头所指的方向就是（风向）。北风是由（北）向（南）吹来的风。当红旗向西方飘时，吹的是（东）风。 5、风向是指风 吹来 的方向。风向可以用 风向标 来测量。风向标的箭头指向风吹来 的方向。如指向标的箭头指向西北，就是西北风。

6、风向是指 。如北风是由 向 吹来的。气象学家用_________（风向标 风速仪）测风向。

7、风向是指风______的方向。从东南方向吹来的风是______风。

8、风向标的方向是指向西方向，那么风向是吹 风。用飘动的旗子来判断风向，发现旗子向东南方向飘动，那么这天的风向是

《风向与风速》教学设计

【教材分析】

《风向和风速》属于小学科学地球与宇宙部分中的“天气”单元，选自教科版科学四年级上册第一单元第四节。本单元以天气为主题，引导学生关注每天天气的变化，对天气的一些基本特征（云量、降水量、风和气温）进行研究，并像气象学家那样观察、记录、分析各种天气现象。

本课内容就是对四种基本特征之一的风进行研究。学生在此之前，刚刚学习了温度和气温，并且能够做简单的天气日历，在天气日历中就需要学生描述风向和风速，通过这一课的学习，能让学生更好地了解天气情况，掌握风向和风速的知识并能记录天气情况。 【学情分析】

本课教学对象是四年级的学生，这个年龄段的学生活泼好动、思维处于感性认识阶段，对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体。他们通过三年级的学习，对科学课的认识得到了一定提高，对身边的自然现象已经有了观察的意识、探究的能力，记录的习惯，为本节课的任务（成立气象小组）做了知识与情感铺垫。 【教学目标】

科学概念：风可以通过自然界中事物的变化来感知，可以用风向和风速来描述。

过程与方法：自制简易风向标。用专业的测风仪和自制的风向标测量风速和风向，并坚持纪录观察结果。

情感、态度、

《风向与风速》教学设计

【教材分析】

《风向和风速》属于小学科学地球与宇宙部分中的“天气”单元，选自教科版科学四年级上册第一单元第四节。本单元以天气为主题，引导学生关注每天天气的变化，对天气的一些基本特征（云量、降水量、风和气温）进行研究，并像气象学家那样观察、记录、分析各种天气现象。

本课内容就是对四种基本特征之一的风进行研究。学生在此之前，刚刚学习了温度和气温，并且能够做简单的天气日历，在天气日历中就需要学生描述风向和风速，通过这一课的学习，能让学生更好地了解天气情况，掌握风向和风速的知识并能记录天气情况。 【学情分析】

本课教学对象是四年级的学生，这个年龄段的学生活泼好动、思维处于感性认识阶段，对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体。他们通过三年级的学习，对科学课的认识得到了一定提高，对身边的自然现象已经有了观察的意识、探究的能力，记录的习惯，为本节课的任务（成立气象小组）做了知识与情感铺垫。 【教学目标】

科学概念：风可以通过自然界中事物的变化来感知，可以用风向和风速来描述。

过程与方法：自制简易风向标。用专业的测风仪和自制的风向标测量风速和风向，并坚持纪录观察结果。

情感、态度、

最新传感器列表

遥感波段

? 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。

? 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。

? 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。

? 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。 ? 近红外：0.76～3.0 μm，与可见光相似。 ? 中红外：3.0～6.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 远红外：6.0～15.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 超远红外：15.0～1 000 μm，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。

大气窗口

大气窗口 紫外可见光 近红外 近红外 近-中红外 波段 透射率/% 应用举例 0.3～1.3 μm ＞90 TM1-4、SPOT的HRV 1.5～1.8 μm 2.0～3.5 μm 80 80 ??TM5 TM7 中红外 3.5～5.5 μm ㏒???琰茞??ü NOAA的AVHRR 远红外 微波 8～14 μm 0

《传感器原理及应用》试卷四

适用班级：（电子071 ，072，073，074，075） 题号 得分 一 二 三 四 五 六 总分 核分人 得分 评卷人

一、填空题：（共20空，每空1分，共20分）

1、传感器一般由 、 、 测量电路和辅助电源四个部分组成。

2、气敏电阻传感器是利用半导体对气体的__________作用而使其__________发生变化的现象来检测气体的成分和浓度。气敏电阻传感器通常由 、 和封装体等三部分组成。

3、为减少电容式传感器在使用中存在的______________，可以在结构上加保护电极，但要求保护电极和被保护电极要为______________。

4、变隙式电感式传感器与螺线管式电感式传感器都可以用来测位移， _____________线性范围大，______________测量灵敏度高。

5、霍尔片越厚其霍尔灵敏度系数越__________（大或小），霍尔灵敏度系数的含义是指____________________________________________。 6、热电偶产生的热电势一般由