[发明专利]一种风力风向传感器及使用方法

权利要求书

1.一种风力风向传感器，其特征在于：包括迎风装置、可伸缩直杆以及固定装置，迎风装置通过可伸缩直杆可移动安装在固定装置上；

固定装置为半圆形碗状结构，在半圆形碗状结构的开口端覆设封盖，可伸缩直杆的顶端固定迎风装置，其底端穿过封盖通过金属圆锥形触点与半圆形碗状结构的内部弧形壁接触；

可伸缩直杆穿过封盖时，与封盖接触处安装限位装置，迎风装置受风力影响时，可伸缩直杆发生位移移动，限位装置对伸缩直杆的移动位置进行限位；

在半圆形碗状结构内部的弧形壁上，均匀布设若干未封闭的圆环金属导体，且若干圆环金属导体的圆心同轴，可伸缩直杆移动时，其底端的金属圆锥形触点在弧形壁上进行滑动，与各圆环金属导体形成连通。

2.根据权利要求1所述的风力风向传感器，其特征在于：前述的迎风装置包括若干个腔室，若干个腔室以可伸缩直杆为中心，环绕可伸缩直杆布设。

3.根据权利要求2所述的风力风向传感器，其特征在于：在每个腔室的顶部开口处覆设弧形封顶。

4.根据权利要求1所述的风力风向传感器，其特征在于：每个未封闭的圆环金属导体串联一个匹配的电阻R_匹，在半圆形碗状结构的封盖侧面开设模拟量输出接口以及电源接口，电阻的一端连接圆环金属导体以及模拟量输出接口，其另一端通过电源接口连接电源负极。

5.根据权利要求1所述的风力风向传感器，其特征在于：伸缩直杆底端的金属圆锥形触点的弧面半径等于半圆形碗状结构的弧面半径；

金属圆锥形触点底面的圆弧弦长等于相邻两个圆环金属导体之间的直线距离。

6.根据权利要求1所述的风力风向传感器，其特征在于：前述的限位装置为圆球，其嵌设在封盖中，且可自由转动；

在圆球与封盖接触处覆设防水装置，防水装置采用柔性防水材料制成。

7.一种基于上述任意权利要求所述风力风向传感器的使用方法，其特征在于：

第一步，设定金属圆锥形触点底面的弧心角为α，则得出设置在半圆形碗状结构内圆环金属导体的个数为

其中，m取偏小部分的整数；

第二步，m个圆环金属导体在半圆形碗状结构纬度上的夹角间距为α；

第三步，伸缩直杆底端的金属圆锥形触点触碰到第n层的圆环金属导体，其中，n≤m，此时第n层圆环金属导体与电阻R_匹形成连通，按照预设定义风量级数，模拟量输出接口的A/D数模转换后，电阻R_匹分得的电压为V_AD，此时金属圆锥形触点到电阻R_匹之间的电阻为R′_n，其中

其中，V_cc为模拟量输出接口内VCC的电压值，V_AD为电阻R_匹分得的电压，R_匹为未封闭的圆环金属导体串联的电阻；

第四步，获取R′_n的取值后，此时获取风向偏值为

γ＝90°-(β×360°-180°)

其中，R_n为第n层圆环金属导体的电阻，其可以实际测得。