[实用新型]应变式数显风速仪

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种应变式数显风速仪。

背景技术

在对气象学越加重视的今天，气象数据的采集更显重要。风速是气象数据中的一个重要的参数，对它的测量，将会极大的影响到气象预报的准确性。同时，风速、风力的测量在某些行业，譬如煤炭，飞机，汽车，电力等都十分重要。目前的风速仪主要有风杯风速计、热线风速计、声学风速计三种。

风杯风速计是最常见的一种风速计。转杯式风速计最早由英国鲁宾孙发明，当时是四杯，后来改用三杯。三个互成度固定在架上的抛物形或半球形的空杯都顺一面，整个架子连同风杯装在一个可以自由转动的轴上。在风力的作用下风杯绕轴旋转，其转速正比于风速。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。

热线风速计有一根被电流加热的金属丝，流动的空气使它散热，利用散热速率和风速的平方根成线性关系，再通过电子线路线性化(以便于刻度和读数)，即可制成热线风速计。热线风速计分旁热式和直热式两种。旁热式的热线一般为锰铜丝，其电阻温度系数近于零，它的表面另置有测温元件。直热式的热线多为铂丝，在测量风速的同时可以直接测定热线本身的温度。热线风速计在小风速时灵敏度较高，适用于对小风速测量。它的时间常数只有百分之几秒，是大气湍流和农业气象测量的重要工具。

声学风速计的原理是在声波传播方向的风速分量将增加(或减低)声波传播速度，利用这种特性制作的声学风速表可用来测量风速分量。声学风速表至少有两对感应元件，每对包括发声器和接收器各一个。使两个发声器的声波传播方向相反，如果一组声波顺着风速分量传播，另一组恰好逆风传播，则两个接收器收到声脉冲的时间差值将与风速分量成正比。如果同时在水平和铅直方向各装上两对元件，就可以分别计算出水平风速、风向和铅直风速。由于超声波具有抗干扰、方向性好的优点，声学风速表发射的声波频率多在超声波段。

金属应变片有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种变化可通过电桥放大，再输出到检测仪表。

LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display的简称，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit)，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，例如通过程序，可用单片机方便的控制LCD的显示内容和显示方式。

发明内容

本实用新型的目的在于用金属应变片实现风速的测量。为实现上述目的，本实用新型包括：外壳(1)、手柄(2)、LCD显示屏(3)、金属应变片(4)、电源(5)、信号调理模块(6)，其特征是：外壳(1)是一个圆柱形壳体，外壳(1)侧表面安装手柄(2)，外壳(1)下表面外侧安装LCD显示屏(3)，外壳(1)上表面内侧粘合金属应变片(4)，外壳的内部安装电源(5)和信号调理模块(6)。

所述的外壳(1)由金属材料制成，外壳(1)的侧面和下表面具有一定的刚性，外壳(1)上表面具有一定的弹性。

所述的金属应变片(4)共有四个，这四个金属应变片(4)接成惠更斯桥式电路，其两个对角线点接入电源(5)的正负极，另两个对角线点把输出电压送入信号调理模块(6)。

所述的信号调理模块(6)由放大电路(6-1)、A/D转换电路(6-2)、单片机(6-3)所组成，金属应变片(4)送出的弱电压信号送入放大电路(6-1)放大后送入A/D转换电路(6-2)变为数字信号，A/D转换电路(6-2)输出的数字信号送入单片机(6-3)，通过编程，单片机(6-3)输出LCD显示屏(3)的控制信号。

本实用新型具有如下优点：用金属应变片获得风速电压信号，通过对单片机编程完成LCD显示器控制信号的输出。产品体积较小，适合外出携带，操作方便，可靠性高。

附图说明

图1应变式数显风速仪结构示意图；

图2应变式数显风速仪信号传递示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作具体说明。