三杯風(fēng)速風(fēng)向儀是利用聲波在大氣中的傳播速度隨風(fēng)速變化的原理制成的測(cè)量?jī)x器。聲波發(fā)射器使用超聲波來(lái)區(qū)別于環(huán)境聲波。在距測(cè)量?jī)x器一定距離的兩端分別設(shè)置一對(duì)超聲波發(fā)射器和接收器，超聲波從發(fā)射器到接收器的逆風(fēng)傳播時(shí)間和順風(fēng)傳播時(shí)間的差與該距離處的風(fēng)速分量成正比，逆風(fēng)傳播和順風(fēng)傳播時(shí)間的和與該距離的上空氣溫有關(guān)。

 

　　通過(guò)電子電路測(cè)量時(shí)間差和時(shí)間之和，可以求出風(fēng)速。東西、南北、垂直方向各放置兩對(duì)音響發(fā)射器和接收器，則可以分別測(cè)量三個(gè)方向的風(fēng)速分量。聲波的傳播速度與氣溫有關(guān)，測(cè)量結(jié)果需要溫度修正。三杯風(fēng)速風(fēng)向儀具有廣闊的量程和靈敏度；無(wú)需考慮傳統(tǒng)儀器固有的啟動(dòng)風(fēng)速，響應(yīng)速度快，可測(cè)量微風(fēng)。該測(cè)量方法的特點(diǎn)是，整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，是無(wú)慣性的測(cè)量，因此能夠準(zhǔn)確檢測(cè)自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動(dòng)的高頻分量。

 

　　考慮到測(cè)量數(shù)據(jù)的正確性和代表性，使用三杯風(fēng)速風(fēng)向儀需要注意以下幾點(diǎn)。

 

　　1、為了使儀器的測(cè)量結(jié)果具有可比性，必須使用統(tǒng)一規(guī)定型號(hào)的測(cè)試儀器。

 

　　2、為了提高測(cè)量結(jié)果的時(shí)間代表性，將一定時(shí)間內(nèi)測(cè)量的數(shù)值平均。

 

　　3、為了提高測(cè)量結(jié)果的過(guò)程代表性，考慮到地形和障礙物對(duì)風(fēng)速測(cè)量的影響，一般需要設(shè)置在寬敞的地方，10m的高處。也就是說(shuō)，測(cè)風(fēng)器和障礙物的距離必須比障礙物比測(cè)風(fēng)器的高度至少高10倍。

 

　　4、必須考慮儀器的機(jī)械結(jié)構(gòu)特性和空氣動(dòng)力特性，選擇測(cè)量風(fēng)的機(jī)器。機(jī)械結(jié)構(gòu)上的特性是指準(zhǔn)確度、靈敏度、分辨率、啟動(dòng)風(fēng)速、量程范圍等。是指空氣動(dòng)力學(xué)特性、衰減比、時(shí)間常數(shù)、距離常數(shù)、慣性等。