杯式风速仪的标定方法优化

用于风力发电的杯式风速仪都必须标定。类型标定不足以用于风力发电，每个杯式风速仪都应该在使用前单独标定。

由于测风期间轴承等关键部件的磨损，使得现场测风结束后（通常为1年)，其特性和测量准确度已经与开始时不同，因此现场测风结束后最好重新标定或至少经过重新验证，即与新标定的风速仪在现场进行对比分析。如果延长测风期，最好每六个月进行一次重新标定。

1.标定流程^[76]

标定应该在风洞中进行，同时应该对标定机构的资格进行验证。标定机构应符合国家标准或与其他合格的认证机构相互兼容，应该提供技术保证和风洞气流特性的全面说明。

标定的主要流程为：

1)首先对风洞进行标定，使参考位置的风况与风速仪位置风况相关起来；

2)通过测量动压头和空气密度标定风速；

3)风速对堵塞效应的纠正；

4)从4～16m/s，1m/s步长进行标定；

5)每个风速下采样静态行为超过30s。

标定参数是通过风速和风速仪的平均输出值之间的两参数线性回归求得。(www.xing528.com)

2.标定的不确定性^[76]

对标定过程的不确定性进行评估是至关重要的，其评估应该考虑如下因素：

1)风洞标定的不确定性；

2)全部传感器和仪器标定的不确定性，如皮托静压管、压力传感器、气压计、温度计、湿度计、放大器、过滤和数据系统；

3)分辨率不确定性，即数字记录仪内部的量化过程；

4)堵塞效应的不确定性；

5)推导平均值过程中的统计不确定性。

3.非线性与机械摩擦^[76]

在没有机械摩擦的情况下，静态标定结果应该是完全线性的。然而，机械摩擦总是不同程度地存在着。摩擦力可以用静态项、动态项和抛物线项表示，即摩擦系数随风速的变化呈零次方、一次方和二次方关系的项。由于摩擦效应，在标定中不仅引入了一个补偿值（offset)来克服摩擦力的静态项，还同时引入了非线性。

摩擦系数还与温度有关，这使问题变得更加复杂，导致在温暖的风洞实验室中表现良好的风速仪可能在实际的寒冷空气环境中表现出不同的标定特性。摩擦系数与温度的相关性可通过实验测得。