測風儀器的類型豐富多樣，常見的有機械式測風儀、超聲波風速風向儀以及激光雷達。

機械式測風儀由風速傳感器和風向傳感器構成。其中，風速傳感器采用三杯旋轉架結構，為了降低啟動風速，風杯采用輕質(zhì)塑制材料，并以錐形軸承支撐。當風吹動旋轉架時，軸上固定的齒狀葉片會在光電開關的光路中不斷切割光束，將風速線性地變換成光電開關的輸出脈沖頻率，再經(jīng)計數(shù)器采樣計數(shù)與換算，便能得出實際風速值。風向傳感器則以風向標的機械結構，通過風向箭頭的轉動來探測、感受外界風向信息，并傳遞給同軸碼盤，進而輸出對應風向的相關數(shù)值。常見的風向傳感器依據(jù)工作原理可分為電磁式、光電式和電阻式三類。

超聲波風速風向儀基于超聲波時差法原理工作。儀器內(nèi)部設有多組超聲波發(fā)射器和接收器，在相對的位置兩兩成對。工作時，超聲波在空氣中傳播，順風時傳播速度加快，逆風時傳播速度減慢。通過測量超聲波在兩個相對方向傳播的時間差，結合固定的發(fā)射接收距離，利用公式即可計算出風速。而風向的測定，則是通過多個方向的超聲波傳播時間差綜合計算得出。由于其沒有機械轉動部件，不存在磨損問題，具備響應速度快、測量精度高、免維護等特點，能在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運行。

激光雷達運用多普勒頻移原理推導風速和風向。它先將激光信號或聲波信號按照固定的波長和頻率發(fā)射到空中，當激光信號接觸到隨風運動的氣溶膠，或聲波信號遇到不均一溫度場后，信號會發(fā)生散射并返回被設備接收，返回信號與發(fā)射信號之間產(chǎn)生的頻率差就是多普勒頻移。由于信號往返的頻率差與氣流速度存在特定的函數(shù)關系，由此可以推導出氣流沿激光或聲波束的徑向移動速度。在實際測風過程中，激光雷達會同時發(fā)射多束信號源，先將每個徑向速度水平和垂直分解成分量，最后把所有水平分量合成帶有風向的水平風速矢量，所有垂直分量合成垂直風速矢量，以此實現(xiàn)對風速風向的精準測量。

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