一种风速模拟仪器的研制

　　测风传感器[1]是用来测量风速、风向参数的，其测量范围是一定的，不同种类传感器在出厂前都要根据标准在测量范围内进行风速参数测试，以检验是否超差。通常是对风速进行模拟，然后将传感器的实测值和模拟值进行比对。螺旋桨式风传感器风速的测试方法是通过转动风速轴来模拟风速，当某一定值风速吹到螺旋桨上时，螺旋桨转速一定，也就是说风速轴的转速是固定的(即其输出的脉冲数量[2]应固定)，所以，每一定值风速对应风速轴一固定转速值。如果要对某种风速进行测试检验，就要计算出该风速对应的风速轴转速，然后通过某种动力转动风速轴(模拟风速)达到该转速，比较风传感器输出到测试仪器的实际风速值和模拟值是否一致，既检验出风速是否超差。如何获得模拟风速，并能将模拟值与实际值比对，则是所面临的问题关键。现设计了一种风速模拟装置，在螺旋桨式测风传感器风速测试的时候，模拟出需要测试的风速值，并将实测值输出到测试仪器。

　　1 螺旋桨式测风传感器风速测量原理

　　当一定值风速吹动螺旋桨式测风传感器时，螺旋桨转动，带动风速轴转动，其每秒输出的一定数量脉冲进入测试仪器，经仪器内计算机处理后，根据已建立的数学模型，计算出实际测得的风速 V1。

　　2 风速模拟仪器的设计

　　螺旋桨式测风传感器做风速测试检验时，1 米/秒风速吹动传感器，螺旋桨的转数/秒(即风速轴的转数)n 是固定的，当用一定值风速 V2吹动传感器时，其风速轴的总转数/秒N可根据公式N=V2×n 计算出来。风速模拟仪器就是根据这一原理，利用仪器上的一个调速电机带动风速轴旋转，模拟风吹动螺旋桨带动风速轴旋转，该调速电机配有调速器，调速器可设定转数/秒，由上述公式可计算出该转数对应的风速值。风速模拟仪器结构组成如图 1 所示。

　　3 风速参数的测试

　　参见图1与图2，卸下风传感器头体和螺旋桨7，将电机 2 套在定位调整机架 3 的弯头上并锁紧，在定位调整机架 3 的直头处固定好圆形调整环 5，将圆形调整环 5 套入风传感器机身 9，径向调整圆环到合适位置，拧紧锁紧螺母，移动定位调整机架 3上的滑块，使电机轴与风速轴的距离适当，将电机轴上的橡胶软管 4 套在风速轴 8 上，调整电机轴和风速轴 8 的同心度，最后锁紧滑块。操作电机调速器上的增加/减少按钮，控制电机转速达到 N，此时即模拟出定值风速 V1。随着风传感器的连续转动，其每秒输出的一定数量脉冲，脉冲进入测试仪器[4]10 的光隔电路，进而经滤波、整形电路处理后，触动 CPU 的中断输入端 INT0，控制 CPU 进入中断程序。CPU 进入中断后，调入定时计数程序，接收风传感器每秒输出的脉冲数量。CPU 根据已建立的数学模型，通过输入的脉冲数量计算出实际测得的风速值 V1，经串行接口显示输出。比较 V1和 V2，即获得测试检验结果。