转杯式风速表zhuanbeishi fengsubiaocup anemometer

以空心半球或锥形杯为感应元件的旋转式风速表。可用于测量瞬时风速和平均风速。
原理 转杯在风力作用下， 其凹面所受的风压比凸面大得多， 故能随风转动。据实验， 风速v和转杯的线速度u或转速n存在下列关系：

式中 a′、b′、c′和a、b、c为与转杯的结构和性能有关的常数。若令F=υ/u=a′/u+b′+c′u+……， 即F为风速和转杯线速度之比， 称为T. R. 鲁宾逊系数。当杯的直径d与杯中心的旋转直径D之比等于0.5时，则c′及其以后的系数趋近于0，于是风速表的示度与风速之间接近于线性关系。a′在数值上等于转杯的起动风速(通常为0.5～1.2m/s), b′是取决于转杯形状和作用臂长短等的常数，变化范围为2.2～3.0。实用中三杯优于四杯，因前者转动比较稳定、灵敏，所以多采用三杯。锥形杯的性能略好于半球形杯。转杯风速表由于惯性影响对阵性风的风速指示一般略有偏高。
结构 转杯风速表主要由转杯、传感器、显示器和记录器组成。它还常和风向标组装在一起，成为风向风速表。
风速传感器 有多种形式：❶机械传动式。转杯转动通过齿轮组带动指针指示风速。
❷磁电式。转杯转动轴下端安装一个周围镶有一定数量磁钢的圆盘，当圆盘随转杯转动时，磁力线扫过其外部的线圈，线圈所感应出的电动势随转速而变化。其温度使用范围是-150～90℃。
❸光电投射式。发光管与接收光的光敏元件之间有一个随转杯转动的遮光板，能断续遮挡发光管，使光敏元件的输出电流发生周期性变化，再经脉冲变换电路输出能反映转速的脉冲信号。
❹电接点式。最简单的结构是凸轮和两个接触簧片，转杯带动凸轮转动，周期性地迫使两簧片接点时开时合，接点每闭合一次代表一定的风程。风速传感器除机械传动式外，其他三种形式都能用于有线遥测。一般气象台站上使用的风速表的起动风速小于0.9m/s。农业气象上要求更灵敏、更精确，需测量较低风速。通过改进转杯的结构和传动装置，可减小其转动惯量和摩擦阻力，使起动风速降低到0.5m/s以下。
显示器 有指针式和数字式两种。指针式是靠连接传感器的指针在风速刻度盘上直接显示出风速的大小。数字式是由风速传感器输出的脉冲信号，经放大、整形变为方波输入到分频，门电路，和由基准时间信号发生器输出的时基信号，通过门控电路确定风速采样测定时间(可有1、2、5、10……分钟)。在测定时间内计数门开放，对传感器信号进行计数，即可得到相应时间内的平均风速，并用数字显示出来。为能测定风速梯度，可作成多测风头、多通道的测风仪，这也叫做多通道电子风速计。
记录器 是遥测自动记录装置，传感器发送的实际风速通过风速电接点开关，控制自记笔在等速转动的自记纸上自动记录。
由于转杯风速表的起动风速较大，一般只适用于裸地或植被上空的风速测量，对于作物行株间的微风测量是不适用的。