風(fēng)向風(fēng)速記錄儀輸出電容和風(fēng)速風(fēng)向的關(guān)系
風(fēng)向風(fēng)速記錄儀輸出電容和風(fēng)速風(fēng)向的關(guān)系
風(fēng)向風(fēng)速記錄儀測定風(fēng)向和風(fēng)速，是通過風(fēng)向風(fēng)速傳感器來測定的，傳感器包含4個相互正交的電容器,每個電容器由可動極板、固定極板、支撐體和引出電極構(gòu)成。可動極板、固定極板和支撐體為MEMS體硅工藝制作的微結(jié)構(gòu),可動極板和固定極板構(gòu)成電容器的2個電極,可動極板懸空設(shè)置在玻璃襯底上表面,是被風(fēng)吹動的敏感結(jié)構(gòu)。那下文主要分析風(fēng)速風(fēng)向記錄儀的輸出電容和風(fēng)速風(fēng)向的關(guān)系。
以正北方向為0°,可以將空氣流體的流向分為0°~90°、90°~180°、180°~270°和270°~360°4個象限,空氣流體在以風(fēng)向角θ在任何象限內(nèi)流動時,都有2個正交的電容器來檢測風(fēng)速和風(fēng)向,并且這2個正交電容器由于可動極板受到繞流阻力作用而使極板間距變小,輸出電容值增大,另外2個正交電容器則由于可動極板受到空氣流體剪切力作用而使極板間距變大,輸出電容值減小。風(fēng)向角θ在第一象限內(nèi),C2和C3作為檢測電容器,第二象限內(nèi)C1和C2作為檢測電容器,第三象限內(nèi)C1和C4作為檢測電容器,第四象限內(nèi)C3和C4作為檢測電容器。
另外，電容器C1和C3檢測的是南北方向的風(fēng)速,電容器C2和C4檢測的是東西方向的風(fēng)速。設(shè)南北方向的風(fēng)速值為uns,東西方向的風(fēng)速值為uew,則實際風(fēng)速為:U=（Uns2+Uew2）1/2，風(fēng)向角度值θ為:θ=(N-1)π/2+arctan(Uns/Uew),式中N表示第N象限(N=1,2,3,4),在檢測風(fēng)向時首先根據(jù)電容器C1、C2、C3和C4輸出電容值是增大或減小判斷N的值,即可根據(jù)上面第二個式子求出風(fēng)向的角度,如當(dāng)C1和C2電容值增大時,則風(fēng)向角θ在第二象限,N的值為2。
風(fēng)向風(fēng)速儀是使用比較頻繁的記錄儀，在環(huán)境監(jiān)測上表現(xiàn)出了比較好的指導(dǎo)作用，另外，二氧化碳檢測儀是用于測定二氧化碳含量的記錄儀，用于研究植物光合作用以及全球溫室效應(yīng)，是很有幫助的，而溫度照度監(jiān)測儀是測定空氣中溫度和照度，溫度和光照度是植物生長最基本的兩個參數(shù)，缺一不可，而且每個參數(shù)都要在一定的范圍，不然植物的生長就會受到抑制。
