风向标是一个不对称形状的物体,重心点固定于垂直轴上。当风吹过,对
空气流动产生较大
阻力的一端便会顺风转动,显示
风向。
风向标(
风速传感器)的
变换器为
码盘和
光电组件。当
风标随风向变化而转动时,通过轴带动码盘在光电组件缝隙中转动,产生的光电信号对应当时
风向的
格雷码输出。传感器的变换器可采用精密
导电塑料电位器,从而在
电位器活动端产生变化的
电压信号输出。
当
风的来向与风向标成某一交角时,风对风向标产生
压力,这个力可以分解成平行和垂直于风向标的两个
风力。由于风向标头部受风
面积比较小,
尾翼受风面积比较大,因而感受的
风压不相等,垂直于尾翼的风压产生风压
力矩,使风向标绕垂直轴旋转,直至风向标头部正好对风的来向时,由于翼板两边受力平衡,风向标就稳定在某一方位。
风向标的箭头永远指向
风的来源,其原理其实非常简单:箭尾受风
面积比箭头大,若箭头及箭尾均受风,箭尾必会被风推后,使箭头移往风的来源。风向标装置于高杆上,为使
风向记录更准确,须于杆底用
指南针测定10秒的风向(当时风向须稳定)。
风向标感应的
风向必须传递到地面的
指示仪表上,以电触点式最为简单。风向标带动触点,接通代表风向的
灯泡或记录笔
电磁铁,作出风向的指示或记录,但一般只能作到每一个
方位(22.5°)有一个触点。