在平靜的空氣中，聲波的傳播速度被在風(fēng)方向上的空氣流動所改變。如果風(fēng)向和聲波的傳播方向相同，就會提高聲波的傳播速度，反之則會減小聲波的速度。在一個固定的測量路徑中，在不同的風(fēng)速和風(fēng)向上疊加而成的聲波傳播速度會導(dǎo)致不同的聲波傳播時間。
風(fēng)速風(fēng)向儀的原理是測量超聲波脈沖在兩個探頭之間傳播的時間來計算空氣移動的速度，也就是風(fēng)速。
通過電子電路測量時間差和時間之和，可以求出風(fēng)速。東西、南北、垂直方向各放置兩對音響發(fā)射器和接收器，則可以分別測量三個方向的風(fēng)速分量。聲波的傳播速度與氣溫有關(guān)，測量結(jié)果需要溫度修正。風(fēng)速風(fēng)向儀具有廣闊的量程和靈敏度；無需考慮傳統(tǒng)儀器固有的啟動風(fēng)速，響應(yīng)速度快，可測量微風(fēng)。該測量方法的特點(diǎn)是，整個測量系統(tǒng)沒有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，是無慣性的測量，因此能夠準(zhǔn)確檢測自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動的高頻分量。
考慮到測量數(shù)據(jù)的正確性和代表性，使用風(fēng)速風(fēng)向儀需要注意以下幾點(diǎn)：
1、為了使儀器的測量結(jié)果具有可比性，必須使用統(tǒng)一規(guī)定型號的測試儀器。
2、為了提高測量結(jié)果的時間代表性，將一定時間內(nèi)測量的數(shù)值平均。
3、為了提高測量結(jié)果的過程代表性，考慮到地形和障礙物對風(fēng)速測量的影響，一般需要設(shè)置在寬敞的地方，10m的高處。也就是說，測風(fēng)器和障礙物的距離必須比障礙物比測風(fēng)器的高度至少高10倍。
4、必須考慮儀器的機(jī)械結(jié)構(gòu)特性和空氣動力特性，選擇測量風(fēng)的機(jī)器。機(jī)械結(jié)構(gòu)上的特性是指準(zhǔn)確度、靈敏度、分辨率、啟動風(fēng)速、量程范圍等。是指空氣動力學(xué)特性、衰減比、時間常數(shù)、距離常數(shù)、慣性等。
