Wprowadzenie do zasady działania termicznego czujnika prędkości wiatru
Termiczny czujnik prędkości wiatru wykorzystuje gorący drut (drut wolframowy lub drut platynowy) lub gorącą warstwę (cienka warstwa platyny lub chromu) jako sondę, która jest wystawiona na działanie mierzonego powietrza i połączona z mostkiem Wheatstone'a przez Wheatstone. Zależność rezystancji lub równowagi prądowej mostka Daytona służy do wykrywania prędkości przepływu powietrza w mierzonym odcinku. Gorąca folia czujnika prędkości wiatru z gorącą folią jest pokryta bardzo cienką warstwą izolacyjną z folii kwarcowej, aby izolować płyn i zapobiegać zanieczyszczeniu. Może pracować w strumieniu powietrza z cząstkami, a jego wytrzymałość jest większa niż metalowego drutu grzejnego.
Gdy temperatura powietrza jest stabilna, pobór mocy na przewodzie grzejnym jest równy ilości ciepła pobieranego chwilowo przez przewód grzejny w powietrzu. Rezystancja drutu grzejnego zmienia się wraz z temperaturą, a rezystancja drutu grzejnego i temperatura drutu grzejnego wykazują zależność liniową w normalnym zakresie temperatur (0-300 stopni). Współczynnik wydzielania ciepła jest powiązany z prędkością przepływu powietrza. Im większa prędkość przepływu, tym większy odpowiedni współczynnik wydzielania ciepła, to znaczy szybsze rozpraszanie ciepła; im mniejsza prędkość przepływu, tym wolniejsze rozpraszanie ciepła.
Prędkość przepływu powietrza mierzona anemometrem termicznym jest funkcją prądu i rezystancji. Utrzymując stały prąd (lub opór), zmierzona prędkość powietrza jest tylko w relacji jeden do jednego z oporem (lub prądem).
Czujnik prędkości wiatru z gorącym drutem ma dwa obwody konstrukcyjne o stałym prądzie i stałej temperaturze. Częściej używany jest czujnik prędkości wiatru z gorącym drutem o stałej temperaturze. Zasada metody stałej temperatury polega na utrzymywaniu stałej temperatury gorącego drutu podczas procesu pomiaru w celu zrównoważenia mostka. W tym czasie rezystancja gorącego drutu pozostaje niezmieniona, a prędkość przepływu powietrza jest tylko jednowartościową funkcją prądu. Zgodnie ze znaną zależnością między prędkością przepływu powietrza a prądem przepływającą prędkość powietrza jednostki końcowej. Stałoprądowy czujnik prędkości wiatru z gorącym drutem utrzymuje stałą wartość prądu przepływającego przez gorący drut podczas procesu pomiaru. Gdy wartość prądu jest stała, prędkość przepływu powietrza jest związana tylko z rezystancją drutu grzejnego. Na podstawie znanej zależności między prędkością przepływu powietrza a oporem gorącego drutu można uzyskać prędkość przepływu powietrza przechodzącego przez czujnik prędkości wiatru.
Czujniki prędkości wiatru z gorącym drutem mierzą wahania prędkości wiatru. Bezwładność cieplna czujnika prędkości wiatru o stałym przepływie jest stosunkowo duża, podczas gdy bezwładność cieplna czujnika prędkości wiatru o stałej temperaturze jest stosunkowo mała i ma reakcję na dużą prędkość. Dokładność pomiaru czujnika prędkości wiatru z gorącym drutem nie jest zbyt wysoka, dlatego podczas jego użytkowania należy zwrócić uwagę na kompensację temperatury.
