De werking van de thermische windsnelheidssensor
De thermische windsnelheidssensor gebruikt een hete draad (wolfraamdraad of platinadraad) of een hete film (dunne film van platina of chroom) als sonde, blootgesteld aan de gemeten lucht, en verbindt deze met de Wheatstone-brug, en detecteert de stroomsnelheid van de lucht in het gemeten gedeelte door de weerstand of stroombalans van de Wheatstone-brug. De hete film van de hete film windsnelheidssensor is gecoat met een zeer dunne kwartsfilmisolatielaag om de vloeistof te isoleren en vervuiling te voorkomen. Het kan in de luchtstroom met deeltjes werken en de sterkte is hoger dan die van de metalen verwarmingsdraad.
Wanneer de luchttemperatuur stabiel is, is het energieverbruik op de verwarmingsdraad gelijk aan de warmte die onmiddellijk door de verwarmingsdraad in de lucht wordt verbruikt. De weerstand van de verwarmingsdraad verandert met de temperatuur, en de weerstand van de verwarmingsdraad en de temperatuur van de verwarmingsdraad vertonen een lineair verband binnen het gebruikelijke temperatuurbereik (0-300 graad). De warmteafgiftecoëfficiënt is gerelateerd aan de luchtstroomsnelheid. Hoe groter de stroomsnelheid, hoe groter de overeenkomstige warmteafgiftecoëfficiënt, dat wil zeggen hoe sneller de warmtedissipatie; hoe kleiner de stroomsnelheid, hoe langzamer de warmteafvoer.
De luchtstroomsnelheid gemeten door de thermische anemometer is een functie van stroom en weerstand. Door de stroom (of weerstand) constant te houden, komt de gemeten luchtsnelheid slechts één voor één overeen met de weerstand (of stroom).
De hittedraad-windsnelheidssensor heeft twee ontwerpcircuits met constante stroom en constante temperatuur. Hete draad windsnelheidssensor met constante temperatuur wordt vaker gebruikt. Het principe van de constante temperatuurmethode is om de temperatuur van de hete draad tijdens het meetproces constant te houden om de brug in evenwicht te brengen. Op dit moment blijft de weerstand van de hete draad onveranderd en is de luchtstroomsnelheid slechts een enkelvoudige functie van de stroom. Volgens de bekende relatie tussen de luchtstroomsnelheid en de stroom kan de luchtstroomsnelheid door de terminalinrichting worden verkregen. De constante stroom hete draad windsnelheidssensor houdt de huidige waarde die door de hete draad stroomt tijdens het meetproces constant. Wanneer de huidige waarde constant is, is de luchtstroomsnelheid alleen gerelateerd aan de weerstand van de verwarmingsdraad. Volgens de bekende relatie tussen de luchtstroomsnelheid en de weerstand van de hete draad kan de luchtstroomsnelheid die door de windsnelheidssensor gaat worden verkregen.
Hotwire windsnelheidssensoren meten fluctuerende windsnelheden. De thermische traagheid van de windsnelheidssensor met constante stroom is relatief groot, terwijl de thermische traagheid van de windsnelheidssensor met constante temperatuur relatief klein is en een hoge snelheidsrespons heeft. De meetnauwkeurigheid van de hot-wire windsnelheidssensor is niet erg hoog, dus er moet bij gebruik aandacht worden besteed aan temperatuurcompensatie.
