Анемометр

Самодельный анемометр. Как сделать анемометр из электрического двигателя. Калибровка. (перевод).

Если вы собираетесь в своем хозяйстве использовать ветровой генератор, вам потребуются для первоначальной оценки узнать ветровую обстановку на месте, где предполагается установка ветряка. Это даст вам исходную, базовую оценку, какой мощности ветряк и генератор вы можете построить. Коммерческие анемометры достаточно дороги, поэтому можно сделать анемометр самостоятельно. В качестве лопастей анемометра прекрасно подходят половинки пластиковых пасхальных яиц.

Еще нам потребуется небольшой бесщеточный электродвигатель на постоянных магнитах. Основной критерий выбора — минимальное сопротивление подшипников на валу двигателя. Так как ветер может быть весьма слабый и из-за трения он не сможет провернуть вал двигателя. В данном случае я использовал двигатель от неисправного старого жесткого диска. ( Такие диски можно очень дешево купить на интернет аукционах, развалах местного радиорынка или магазинах и мастерских, занимающихся ремонтом и продажей компьютеров . DelaySam.ru ). Впрочем, конструкция анемометра понятна из фотографий.

Такой двигатель представляет собой 12 катушек, расположенных на статоре и ротор, на котором находится постоянный магнит. Для управления таким двигателем используются специальные контроллеры и драйверы. Но если начать вращать ротор, то на катушках начнут наводиться электрический ток. Причем частота этого тока будет, естественно, напрямую связана с частотой вращения ротора. А она, в свою очередь, зависит от скорости ветра. Именно эти факты мы и будем использовать при построении самодельного анемометра.

Основная трудность при строительстве — это сделать исключительно сбалансированный ротор анемометра. Сам двигатель установлен на массивном основании, а на его ротор насажен диск из толстого пластика. Из пластиковых яиц мы вырезаем 3 совершенно одинаковых полусферы. С помощью стальных стержней или шпилек мы закрепляем полусферы на диске, тщательно разметив его на сектора по 120 градусов. Тщательная балансировка выполняется в помещении, где нет никакого движения ветра при горизонтальном положении оси анемометра. Подгонка веса производится при помощи надфилей. Ротор должен останавливаться в любом положении, а не в одном и том же.

Поскольку мы используем совершенно случайный электродвигатель и самодельный ветряк, мы совершенно не знаем, как он будет взаимодействовать с ветром. Нам придется калибровать наш анемометр самостоятельно. И для этого нам потребуется сделать простейший частотомер. Он будет преобразовывать частоту на его входе в напряжение или ток. Схемы таких частотомеров можно найти в журналах для радиолюбителей. Самый простейший такой преобразователь — это обычный интегратор (НЧ-фильтр), состоящий из диода и конденсатора. На выходе мы используем стрелочный миллиамперметр. (Примерные схемы простого частотомера см на оригинале статьи) .

Если вы используете какой либо усилитель в схеме частотомера, и питаете его от батарейки, вы должны понимать , что снижение ее напряжение могут оказывать влияние на показания прибора.

Калибровать самодельный анемометр лучше всего с помощью автомобиля. Правда потребуется какая то мачта, что бы анемометр не попадал в зону возмущенного воздуха, создаваемую автомобилем. Иначе его показания будут сильно искажены. Да и сам спидометр автомобиля проверяют с помощью GPS-навигатора, показывающего истинную скорость автомобиля.

Для калибровки выбирают безветренный день. Тогда калибровку можно произвести быстро. Если же дует какой либо ветер, то придется довольно долго ездить туда и обратно по дороге, что бы скорость ветра сначала прибавлялась в скорости движения, а затем вычиталась. И придется вычислять какие то средние значения. Да еще и ветер при этом не должен меняться. Это сложно и муторно. Поэтому лучше дождаться штиля и при движении по прямой дороге быстро откалибровать анемометр. Учтите, что спидометр нам будет показывать км/час, а скорость ветра нас интересует в м/сек. И соотношение между ними — 3,6. Т.е. показания спидометра надо делить на 3,6. Если автомобиль едет со скоростью 40 км/час, то значит скорость ветра, обдувающего анемометр равна 11,12 м/сек. При калибровке удобно использовать диктофон. Вы просто надиктовываете показания спидометра и прибора, а дома, в спокойной обстановке сможете сделать новую шкалу для своего анемометра.

Теперь, располагая анемометром, мы сможем собрать весьма достоверную информацию о ветровой обстановке в зоне будущей работы ветряка. И это позволит нам сделать правильный выбор и в плане конструкции и типа ветряка, а также мощности генератора.

(пересказ Константина Тимошенко).

Как пользоваться анемометром

Функции анемометра довольно простые, и применять прибор на практике очень легко. Но предварительно нужно изучить особенности настройки и правила эксплуатации.

Настройка анемометра

Перед фактическим использованием девайса необходимо его настроить. Подготовка к работе состоит из нескольких этапов:

1. Прибор внимательно осматривают на предмет повреждений. При необходимости в соответствии с инструкцией собирают датчик и устанавливают другие съемные детали.
2. Размещают агрегат на максимально открытом месте без каких-либо препятствий в пространстве и записывают начальные показания счетчика.
3. Устанавливают датчик на вертикальном штыре и вводят в воздушный поток в выключенном состоянии.
4. Спустя 5-10 секунд запускают механизм вместе с секундомером.

Через 1-2 минуты счетчик можно выключить и записать конечное показание. Чтобы убедиться в истинности измерений, выполнить проверку рекомендуется дважды.

Настройку анемометра можно проводить в соответствии с показаниями второго прибора. Если такового нет под рукой, стоит использовать другой способ. В штиль агрегат прикрепляют к деревянной ручке, садятся в машину и сверяют показания ее спидометра при движении с измерениями девайса, а затем выполняют настройку.

Как пользоваться ручным анемометром

Ручными называют компактные девайсы крыльчатого или чашечного типа с разделенными зондом и датчиком. Принцип применения таких приборов очень простой:

1. Две части агрегата соединяют при помощи специального кабеля.
2. Датчик держат в одной руке, а зонд поднимают над головой или закрепляют на возвышении.
3. Запускают устройство в действие и ждут, когда модуль управления обработает полученные данные.

На вычисление силы и направления ветра уходит обычно 50-100 секунд. Скорость измерений зависит от конкретной модели устройства.

Как проверить вентиляцию в квартире анемометром

Анемометры предназначены для применения не только под открытым небом, но и в квартире. Измерение движения воздушных масс выполняют так:

1. В соответствии с инструкцией соединяют разные части прибора и включают его в работу.
2. Подносят устройство к выбранной отдушине на расстояние, рекомендованное производителем.
3. Ждут, пока на дисплее появится четкий показатель.
4. Для установления объемов пропускаемого воздуха умножают скорость потока на поперечное сечение отверстия, взятое в метрах квадратных.

Для оценки результатов измерения нужно ознакомиться с нормативами. Если полученные значения равны оптимальным или превышают их, то воздуха в помещении достаточно.

Разнообразие моделей и их классификация

В зависимости от принципа работы и конструктивных особенностей ветромера, они могут подразделяться на электронные, механические и ультразвуковые:

• Механические – благодаря перемещению воздушных масс в их конструкции происходит вращение отдельных частей (лопастей). К данной категории относятся чашечные и крыльчатые (лопастные) образцы. Между собой они различаются лишь формой элемента захвата поступающего воздуха – это либо лопасть, либо чаша.
• Нагревательные или же тепловые – в них размещается нагревательный датчик, как правило, представляющий собой обычную проволоку накаливания, которая, в процессе воздействия на нее подвижных воздушных масс, остывает. На основании показателей снижения температуры нагрева датчика и производится замер. Относится к электронным вариантам.
• Ультразвуковые – у них производство измерений осуществляется на базе определения скорости движения акустической волны. То есть звук, двигаясь сквозь находящееся в возбужденном состоянии газовое облако (воздух), будет иметь различную скорость. Когда он продвигается навстречу ветру, то его скорость понижается. В противоположном случае скорость звука повышается. На основание этого физического явления и осуществляется замер.

Существующая классификация

Помимо прочего, модели анемометров могут быть классифицированы по типу датчика, ответственного за взаимодействие с воздушным потоком. По данному основанию они подразделяются на:

• Вращающиеся – при взаимодействии с ветром определенные части конструкции начинают вращаться в зависимости от силы последнего;
• Акустические – способные замерять звуковую скорость;
• Термические – работающие в пределах разницы температур измерительного элемента;
• Оптические — сложные устройства, требующие присутствия в движущемся потоке специального объекта, от которого будет отражаться лазерный луч, на основании чего и производится измерение;
• Динамические – основан на действии принципа трубки Пито-Прандтля, где скорость замеряется на основании разницы в давлении между входящим и выходящим потоками.

Как выбрать подходящую модель

Критерии выбора у всех разные. Многое зависит от сферы применения прибора и предъявляемых требований, а также ожидаемых результатов

На что стоит обратить особое внимание, чтобы не допустить ошибки при выборе? По мнению покупателей большую роль играют такие параметры:

• максимально допустимые показатели измеряемых воздушных потоков (от 30 до 60 м/сек);
• минимальное значение для лопастных устройств (0,3 м/сек);
• количество лопастей (от 6 до 8).

К выбору прибора нужно относиться со всей ответственностью. От точности показаний порой зависит безопасность и жизнь людей, приемлемые условия труда на предприятиях, качество сырья, продукции, услуг. Есть основные параметры, которые нельзя упускать из вида. Перечень выглядит следующим образом:

Параметры	Описание
Диапазон измерения скорости воздушных масс	При необходимости использования инструмента в системе кондиционирования, значения должны составлять от 0 до 10 метров в секунду. Если речь идет о крупных промышленных предприятиях, торговых гипермаркетах и офисных центрах, то диапазон должен составлять от 0 до 20 м/сек.
Определение показателя и точность измерения температуры	Дополнительная опция делает устройство более функциональным и привлекательным. Могут показать как минусовые, так и плюсовые значения. Первые пользуются огромной популярностью в строительных компаниях, которые осуществляют свою деятельность в местностях с суровым климатом.
Точность измерений	Показатель оказывает непосредственное влияние на погрешность. Можно допустить значительную погрешность только там, где она не играет большой роли и не причинит вреда жизни и здоровью людей. Чтобы получить высокоточные значения, нужно не только правильно подобрать модель, но и научиться ею профессионально пользоваться. Мало определить подходящие технические характеристики, нужно разобраться в нюансах функционирования изделия. Анемометры с крыльчаткой располагаются по направлению к воздушным потокам. Так достигается их наибольшая эффективность. Воздух должен охватывать весь объем лопастей. В противном случае реальных результатов достичь не получится. Высокую точность получить не представляется возможным, если будут задействована только часть вращающегося элемента. На точность показаний оказывает негативное влияние пыль, грязь, различные примеси, которые накапливаются на поверхности лопастей, и не дают им свободно вращаться. Что касается термоанемометра, то его категорически запрещено эксплуатировать под прямыми солнечными лучами. При перегревании корпуса погрешность увеличивается многократно.
Источник питания	Анемометры функционируют от пальчиковых или аккумуляторных батареек. Вопрос, где их купить, не стоит. Они продаются в любом магазине по доступной цене. Подзарядка и замена не вызывает особых сложностей. Однако, присутствуют нюансы, которые производитель обозначает в прилагаемой инструкции к товару. Если неправильно зарядить аккумуляторные источники питания, то устройство выдаст неправдивую информацию. Специалисты советуют отключать инструмент сразу после окончания манипуляций. Энергия не должна расходоваться напрасно. В противном случае может произойти остановка прибора в самый неподходящий момент.
Производитель	Какой фирмы лучше приобрести изделие, зависит от личных предпочтений человека. На рынке присутствуют дорогостоящие модели от иностранных компаний и недорогие отечественного производства. Большим доверием пользуются товары европейского происхождения. Однако, наличие логотипа еще не говорит о том, что продукция изготовлена на европейских производственных мощностях. Многие китайские компании производят разнообразную продукцию именитых брендов. Это касается и анемометров. Между тем стоит отметить, что не все китайское – плохого качества. Можно на полках магазинов встретить товар, который заслуживает внимания и уважения. Некоторые изделия не только подходят под понятие «европейское качество», но порой и превосходят его по функционалу и характеристикам. Желательно прежде, чем заказать товар онлайн в интернет – магазине, проверить поставщика на порядочность и ознакомиться с отзывами пользователей.

Рейтинг практичных анемометров теплового типа

В основе использования подобных приспособлений лежит принцип нагрева посредством электродов, а также замера имеющегося электрического сопротивления. Изменения осуществляются за счет имеющегося воздухообмена. Вращающиеся механические элементы не применяются, что делает устройства не только практичными, но и долговечными. Характеризуются наличием минимального коэффициента погрешности.

Testo 425

Этот продукт от проверенного временем немецкого производителя способен фиксировать движение воздушных масс в диапазоне 0-20 м/с. Корпус имеет удобную синюю подсветку, которая не доставляет дискомфорта глазам. Крепление зонда осуществляется посредством телескопической штанги. Для соединения с модулем применяется гибкий кабель. Это позволит использовать прибор на труднодоступных участках. Отдельного внимания заслуживает скорость и точность срабатывания модели. Также отметить следует ее неприхотливость. Полного заряда хватит на 20 часов непрерывного пользования.

Средняя цена – 49900 руб.

Testo 425

Достоинства:

• качество сборки;
• высокая точность и скорость срабатывания;
• автономность;
• удобство в использовании;
• комфортная регулируемая подсветка;
• телескопическая ручка;
• простой интерфейс.

Недостатки:

CEM DT-8880 480861

Доступный и одновременно функциональный прибор, сборка которого осуществляется на территории Поднебесной. Диаметр установленного датчика – 1 см. Крепится на штанге телескопического типа. Позволяет работать на труднодоступных участках. Позволяет фиксировать не только скорость воздушных потоков, но и температуру рабочей среды. Вес изделия – 280 г, при габаритах 21х7,5х5 см. За повышенное удобство в использовании отвечает перезаряжаемая батарея на 9 В. Также прибор можно подключить к сторонним носителям, в том числе и компьютеру посредством стандартного USB кабеля.

Стоимость – 18700 руб.

CEM DT-8880 480861

Достоинства:

• возможность построения графиков;
• подключение к ПК;
• перезаряжаемая батарея;
• качество сборки;
• индикатор батареи;
• фирменный чехол в комплекте.

Недостатки:

Testo 405 V-1

Почетное третье место нашего рейтинга занимает минималистическая конструкция. Наличие экрана производителем не предусмотрено. Состоит изделие из выдвижной штанги и ручки с кнопкой. После включения прибор подсветится посредством зеленого диода. Считываемая информация автоматически перенаправляется на используемый планшет или смартфон. Подключение осуществляется по Bluetooth протоколу. Также понадобится установка фирменного приложения «Smart Probes». Батарейки размещаются в рукоятке. Полного заряда достаточно для 15 часов непрерывного пользования. Работает прибор в температурном диапазоне -20°С — +50°С.

Стоимость – 12900 руб.

Testo 405 V-1

Достоинства:

• удобство в использовании;
• возможность подключения к сторонним девайсам;
• качество сборки;
• данные выгружаются в формате Excel.

Недостатки:

Что нужно делать, чтобы получился самодельный анемометр

1. Иголкой проделай в теннисном мяче два крошечных отверстия одно напротив другого. Проще всего это сделать, нагрев кончик иглы на огне.

2. Продень швейную нитку или рыболовную леску сквозь мячик, оставив с одной стороны, примерно сорок пять сантиметров. Крепко привяжи ее и отрежь излишнюю длину.

3. Привяжи второй конец лески к палочке и обмотай ее ниткой, пока расстояние между палочкой и верхом мяча не достигнет тридцать сантиметров.

4. С помощью клейкой ленты прикрепи палочку к транспортиру. Нитка должна свисать с его наружной стороны из центральной точки.

5. Чтобы измерить скорость ветра, расположи транспортир в направлении ветра. Держи его за углы как можно дальше от себя. Нитка не должна касаться транспортира. При нулевой скорости ветра нитка будет висеть прямо вниз вдоль отметки девяносто градусов. Когда подует ветер, сними показания градусов и затем проверь по таблице скорость ветра.

Мы с вами провели очередной опыт и на этот раз измерили скорость ветра, которая постоянна в регионе, где вы проживаете. Проводить различные опыты и эксперименты очень интересно, увлекательно и познавательно. Особенно для таких любознательных мальчиков и девочек, как вы. Вы можете провести и другие опыты по различным направлениям и предметам. Например, очень интересно будет узнать, как же в своей колонии, что делают

Для изготовления прибора, который измеряет скорость воздушного потока, потребуются подручные средства. К примеру, в качестве лопастей анемометра можно использовать половинки пластиковых пасхальных яиц. Также обязательно потребуется компактный бесщеточный двигатель на постоянных магнитах. Главное, чтобы сопротивление подшипников на валу моторчика было минимальным. Такое требование обусловлено тем, что ветер может быть совсем слабым, и тогда вал двигателя просто не будет проворачиваться. Для создания анемометра сгодится двигатель от старого жесткого диска.

Главная трудность при сборке анемометра заключается в том, чтобы сделать сбалансированный ротор. Двигатель потребуется установить на массивное основание, а на его ротор насадить диск из толстого пластика. Затем из пластиковых яиц нужно аккуратно вырезать три одинаковые полусферы. Они закрепляются на диске при помощи шпилек или стальных стержней. При этом диск предварительно надо разделить на сектора по 120 градусов.

Балансировку рекомендуется проводить в помещении, где полностью отсутствуют всякие движения ветра. Ось анемометра должна находиться в горизонтальном положении. Подгонку веса обычно выполняют с помощью надфилей. Смысл в том, чтобы ротор останавливался в любом положении, а не в одном и том же.

«рисунок» анемометр

Технические характеристики: Диапазон Точность от 0.5 м/с до 3.5 м/с. измерения 0.5 м/с. Интервал обновления 2-5 сек.

Вырезать размером прямоугольник 3?2 дюйма (7.6?5.1 см).

Сделать три на разметку прямоугольника шириной 1 дюйм (2.53 см).

Очень использовать важно винтик со шлицем Pozidriv (PZ). Потому таком в что шлице игла не задевает боковых Длинна

стенок винта должна быть наименьшей, магнит чтобы находился как можно ниже. На используется фото винт 2?6 мм.

закручивания После винта, «крылья» аккуратно разводятся и придается крыльчатки нужная форма.

Чтобы магнит держался хорошо на винте, нужно прикрутить еще гайку одну. Но не закручивать её.

Из-за прикрепления неодимового магнита (4x4x4 размером мм), поднимается центр тяжести крыльчатки и становится она нестабильной на игле. Чтобы опустить тяжести цент, к ВНУТРЕННЕЙ части «крыльев» нужно грузики приклеить (используются шайбы для винта 4 мм).

может Крыльчатка крутится не только на шиле, но и на ОЧЕНЬ заточенных ХОРОШО карандашах или на швейной игле карандашу к прикрепленной

На швейной игле крыльчатка крутится всего лучше, однако такой вариант требует осторожности большой и КАТЕГОРИЧЕСКИ НЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ДЕТЕЙ

анемометры Про: анемометр кран на АлиЭкспресс — купить выгодной по онлайн цене

Зависимость частоты вращения от ветра скорости (на механическом карандаше 0.5 мм): 1.5 Hz — 1.4 m/s 4 Hz — 2.85 m/s 6 Hz — 3.4 m/s

Чашечный анемометр своими руками: схема устройства

Для изготовления самодельного анемометра в домашних условиях понадобится старая модель видеомагнитофона. Его блок вращения головок станет основой будущей конструкции. Для этого с узла снимают лишние детали, чтобы получить в остатке только каркас с осью, блок подшипников и шайбу для крепления двигателя. Всего перечисленного вполне достаточно для замеров и расчета энергии ветра. Для дальнейшей работы потребуются домашние электроинструменты и немного терпения:

• Во вращающейся части высверливаются отверстия диаметром 4мм, на которых будут устанавливаться чашки лопастей. Три отверстия на одной из них уже есть – это места креплений внутренних узлов в разобранном магнитофоне. По ним стоит ориентироваться, выбирая места для оставшихся девяти отверстий.
• В отверстия вставляют болты типа М4 длиной 10мм. Надежно закрепить чашки и исключить их вращение на оси лопасти помогут резиновые шайбы, вырезанные из старой велосипедной камеры.
• Теперь нужно взять 4 пластмассовые кружки для воды одного размера и просверлить в дне отверстие 4мм. Ручки чашек срезают «под корень».
• Чашки крепят на оси, разворачивая их в одном направлении и фиксируя с помощью болтов и резиновых шайб. Полностью собранная конструкция должна легко вращаться под воздействием даже легкого ветра.

Теперь можно собрать конструкцию полностью. Для этого:

• На вращающуюся часть узла устанавливается и крепится магнит, еще один элемент старого велосипеда. Затем проводится балансировка узла вращения, чтобы исключить одновременное вращение шеста вместе с движущимися лопастями.
• В качестве счетного датчика можно использовать снятый с велосипеда мини-компьютер. Его приклеивают к неподвижной части узла, закрыв магнит листом картона. Обязательно стоит проверить датчик тестером на быстроту срабатывания.
• Остается подключить кабель и закрепить на неподвижной части устройства кусок металлического уголка для последующего монтажа конструкции.

Схема подключения анемометра

Диоды Шоттки выбраны из-за того, что скорость вращения крыльчатки, в обычных условиях (если нет урагана) не очень велика. При скорости ветра около 6 м/с, на выходе прибора появляется напряжение около 0,5 В. В таких условиях рационально минимизировать потери на всех элементах схемы. По этой же причине в качестве соединительных проводов используются проводники избыточно большого сечения.

К выводам выпрямителя можно подключить любой вольтметр постоянного тока на 2 В. С его ролью отлично справляется мультиметр. Хотя использование отдельного стрелочного прибора позволяет непосредственно градуировать шкалу в скорости ветра.

Так как устройство планировалось эксплуатировать на улице диодный мост был залит в эпоксидную смолу. Как оказалось конденсатор был взят избыточно емкий так, что быстрые перепады напряжения и соответственно, порывы ветра прибор зафиксировать не может. Автор обзора Denev.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Здравствуйте. А зачем устанавливать диодный мост и тем самым иметь потери? Разве микродвигатель выдает на клеммах не постоянный ток? За конденсатор на 47-100 мкФ согласен, — для сглаживания показаний при резких порывах ветра. А далее через резистивный делитель можно подать сигнал на стрелочную головку вольтметра, например, на 100 мкА.

Источник

Настраиваем самодельный анемометр

анемометр
Ручка

Для настройки показаний анемометра в идеале применить настоящий анемометр. Я за свою жизнь  держал в руках это чудо всего раз пять. Поэтому применил стандартный способ, прикрепил анемометр к ручке из дерева. И при езде на автомобиле в безветренную погоду настроил велокомпьютер по совпадению показаний со спидометром. В моем велокомпьютере настройка заключалась в подборе   значения радиуса колеса в миллиметрах. Запоминаем величину  найденного радиуса (лучше записываем), а то при смене батарейки компьютер забудет настройки.Цель получить суперточные показания не ставилась. Всё — настроено.

Тепловой анемометр

Датчик лабораторного теплового анемометра

Принцип работы таких анемометров, часто называемых термоанемометрами, основан на увеличении теплопотерь нагретого тела при увеличении скорости обдувающего более холодного газа — изменение числа Нуссельта.

Это явление всем знакомо, известно, что при неизменной температуре в ветреную погоду ощущение холода сильнее при большей скорости ветра.

Конструктивно представляет собой открытую тонкую металлическую проволоку (нить накаливания), нагреваемую выше температуры среды электрическим током. Проволока изготавливается из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления — из вольфрама, нихрома, платины, серебра и т. п.)

Сопротивление нити изменяется от изменений температуры, таким образом по сопротивлению можно измерить температуру. Температура определённым образом зависит от скорости ветра, плотности воздуха, его влажности.

Проволока термодатчика включается в электронную схему. В зависимости от метода включения датчика различают приборы с стабилизацией тока проволоки, стабилизацией напряжения и с термостатированием проволоки. В первых двух методах характеристикой скорости является температура проволоки, в последнем — мощность, необходимая для термостабилизации.

Термоанемометры широко используется практически во всех современных автомобилях в качестве датчика массового расхода воздуха (ДМРВ).

Недостатки термоанемометров — низкая механическая прочность, так как применяемая проволока очень тонкая, другой недостаток — нарушение калибровки из-за загрязнения и окисления горячей проволоки, но, так как они практически безынерционны, широко применяются в аэродинамических экспериментах для измерения локальной турбулентности и пульсаций потока.

Механические анемометры

В Викитеке есть полный текст  «Математических забав» Леона Баттисты Альберти 

Описание первого механического анемометра составил около 1450 года Леон Баттиста Альберти в своём труде «Математические забавы» (лат. Ludi rerum mathematicarum), приложив его чертёж. Его действие основывалось на отклонении ветром висящей доски. Похожий анемометр начертил в «Атлантическом кодексе» (лист 675) Леонардо да Винчи тремя десятилетиями позднее Альберти.

Чашечный анемометр

Наиболее распространённый тип анемометра — это чашечный анемометр. Изобретён доктором Джоном Томасом Ромни Робинсоном, работавшим в Арманской обсерватории, в 1846 году. Состоит из четырёх полусферических чашек, симметрично насаженных на крестообразные спицы ротора, вращающегося на вертикальной оси.

Чашечный анемометр с вертикальной осью, расположенный на Скаджит Бэй, штат Вашингтон. Июль—август 2009.

Ветер любого направления вращает ротор со скоростью, пропорциональной скорости ветра.

Робинсон предполагал, что для такого анемометра линейная скорость кругового вращения чашек составляет одну треть от скорости ветра, и не зависит от размера чашек и длины спиц. Проделанные в то время эксперименты это подтверждали. Более поздние измерения показали, что это неверно, т. н. «коэффициент анемометра» (величина обратная отношению линейной скорости к скорости ветра) для простейшей конструкции Робинсона зависит от размеров чашек и длины спиц и лежит в пределах от двух до чуть более трёх.

Трёхчашечный ротор, предложенный канадцем Джоном Паттерсоном в 1926 году, и последующие усовершенствования формы чашек Бревортом и Джойнером в -м году сделали чашечный анемометр линейным в диапазоне до 100 км/ч (27 м/с) с погрешностью около 3 %. Паттерсон обнаружил, что каждая чашка даёт максимальный вращающий момент, будучи повёрнутой на 45° к направлению ветра. Трёхчашечный анемометр отличается бóльшим вращающим моментом и быстрее отрабатывает порывы, чем четырёхчашечный.

Оригинальное усовершенствование чашечной конструкции, предложенное австралийцем Дереком Вестоном (в г.), позволяет с помощью того же ротора определять не только скорость, но и направление ветра. Оно заключается в установке на одну из чашек флажка, из-за которого скорость ротора неравномерна в течение одного оборота (половину оборота флажок движется по ветру, половину оборота — против). Определив круговой сектор относительно метеостанции, в котором скорость увеличивается или уменьшается, определяется направление ветра.

Вращение ротора в простейших анемометрах передаётся на механический счётчик числа оборотов. Скорость подсчитывается по числу оборотов за заданное время, например, минуту, таковы ручные анемометры.

В более совершенных анемометрах ротор связан с тахогенератором, выходной сигнал которого (напряжение) подаётся на вторичный измерительный прибор (вольтметр), или используются тахометры, основанные на иных принципах. Такие анемометры сразу показывают мгновенную скорость ветра, без дополнительных вычислений, и позволяют следить за изменениями скорости ветра в реальном времени.

Самые распространённые модели современности среди чашечных анемометров это МС 13, М 95ЦМ, анемометр АРЭ

Помимо метеорологических измерений, чашечные анемометры применяются и на башенных подъёмных кранах, для сигнализации об опасном превышении скорости ветра.

Крыльчатые анемометры

В таких анемометрах поток воздуха вращает миниатюрное лёгкое ветровое колесо (крыльчатку), ограждённую металлическим кольцом для защиты от механических повреждений. Вращение крыльчатки через систему зубчатых колёс передаётся на стрелки счётного механизма.

Ручные крыльчатые анемометры применяются для измерения скорости направленного воздушного потока в трубопроводах и коробах вентиляционных устройств для вычисления расхода вентиляционного воздуха в вентиляционных отверстиях, воздуховодах жилых и производственных зданий.

Наиболее распространённые анемометры с крыльчаткой-зондом — это Testo 416, анемометр ИСП-МГ4, анемометр АПР-2 и другие.

История

Анемометр мало изменился с момента его разработки в 15 веке. Леон Баттиста Альберти (1404–1472), как говорят, изобрел первый механический анемометр около 1450 года. В последующие столетия многие другие, в том числе Роберт Гук
(1635–1703), разработали свои собственные версии, причем некоторые из них были ошибочно признаны изобретателями. В 1846 году Джон Томас Ромни Робинсон (1792–1882) усовершенствовал конструкцию, применив четыре полусферических чашки и механические колеса. В 1926 году канадский метеоролог Джон Паттерсон (3 января 1872 — 22 февраля 1956) разработал анемометр с тремя чашками, который был усовершенствован Бревуртом и Джойнером в 1935 году. В 1991 году Дерек Уэстон добавил возможность измерения направления ветра. В 1994 г.Андреас Пфлич разработал звуковой анемометр.

Самые популярные модели

На рынке сейчас представлено большое разнообразие моделей чашечных анемометров с совершенно разной ценовой политикой как иностранного происхождения, так и отечественного. Также существуют достаточно много сайтов, блогов, видео-уроков и примеров для того, чтобы сделать ручной чашечный анемометр собственными силами.

Но, несмотря на широкий выбор и возможность использовать самодельные приборы, выделяют несколько моделей, которые очень часто встречаются в различных практиках для измерения скоростей воздушных потоков и других дополнительных задач.

Модели, которые за счёт своих функциональных возможностей и удобств в эксплуатации, завоевали высокую популярность у потребителей:

Анемометр РСЕ-А 420:

Чаще всего встречается в агро-сфере и в спорте. Устройство устойчиво к попаданию воды на дисплей. Единицы измерения: м/с, км/ч, фут/мин, узлы и миль/ч. Отображает текущее, минимальное или максимальное значения.

Автоматическое отключение устройства позволяет сохранять заряд батарей. Функция сохранения последних 100 измерений. Степень защиты: IP65. Производство: Германия. Гарантия: 1 год.

Анемометр Skywatch METEOS:

Прибор измеряет текущую скорость ветра, максимальное и минимальное значение. Кроме того, присутствуют датчики измерения температур окружающей среды и охлаждения воздушного потока. Единицы измерения — м/с, км/ч, футы/сек, мили/ч, узлы, бофорты.

Измеряет среднее значение за промежуток времени от 3 секунд до суток. Автоматическое отключение дисплея – 5 секунд. Степень зашиты IP67, что допускает кратковременное нахождение под водой на уровне 1 м, и делает его особо популярным в области водного спорта. Также часто используют в промышленности (в шахтах, дымоходах). Производство: Швейцария. Гарантия: 1 год.

Анемометр AM-4836C:

Многозадачный инструмент, так как проводит измерение основной характеристики (скорости ветра), температуры воздуха, а также направление потока, что возможно благодаря флюгерному директору, который входит в комплект к данному прибору. Единицы измерения: м/с, км/ч, миль/ч, º C, CFM, CMM.

Есть дополнительная функция расчета объемного расхода воздуха. Дисплей с подсветкой и автоматическим отключением. Предназначен для метеорологических и навигационных измерений; широко используется в промышленности (шахты, вентиляционные каналы, отопления и холодильные установки). Производство: Китай. Гарантия: уточнять при покупке.

Анемометр чашечный – необходимый прибор, который применяется во многих областях. Несмотря на внушительный «возраст» идеи механизма и его принципа, устройство с каждым поколением модифицируется, «наращивая» в своём арсенале дополнительные возможности.

Не трудно предположить, что в будущем инструмент будет также существовать, а вот какие дополнительные возможности будут включены – вопрос остаётся открытым.