風(fēng)矢量即風(fēng)速與風(fēng)向，它是氣象監(jiān)測的基礎(chǔ)監(jiān)測要素。

現(xiàn)代氣象站伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展而日趨智能化，逐步向全天無人值守方向邁進。所以現(xiàn)代氣象站急需一種高精度免維護風(fēng)速風(fēng)向傳感器。傳統(tǒng)機械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器有轉(zhuǎn)動部件易發(fā)生磨損。機械結(jié)構(gòu)會被惡劣天氣破壞。沙塵，鹽霧還能腐蝕它。同時因為摩擦，機械式風(fēng)速風(fēng)向儀也有啟動風(fēng)速。在啟動值以下風(fēng)速會無法帶動螺旋槳或風(fēng)杯轉(zhuǎn)動。所以對起動風(fēng)速以下的微風(fēng)機械式風(fēng)速儀就不能測了。為了克服傳統(tǒng)風(fēng)杯式風(fēng)速風(fēng)向儀固有的不足，新型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀出現(xiàn)了。

超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器具有反應(yīng)速度快，測量精度高，易于維護使用等特點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域及科學(xué)研究。超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器是一種主要利用4個垂直放置超聲波傳感器發(fā)出超聲波頻率的差異來計算風(fēng)速與風(fēng)向的傳感器，由傳感器輸出風(fēng)速（m/s）與風(fēng)向（°）。

超聲波時差法測風(fēng)很普遍，它的基本原理是：平靜空氣條件下聲波傳播速度隨空氣沿風(fēng)向流動而變化。如果風(fēng)向和聲波的傳播方向相同，就會增大聲波的傳播速度，反之則會減小聲波的速度。超聲波通過空氣時順風(fēng)和逆風(fēng)的傳播有速度差，該速度差體現(xiàn)了固定距離下的時間差，該時間差和待測風(fēng)速成線性關(guān)系。所以超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器就是按固定頻率依次發(fā)出超聲波，測得超聲波在兩方向達到的時刻，從而求得順風(fēng)傳播速度與逆風(fēng)傳播速度，經(jīng)處理轉(zhuǎn)換后即得風(fēng)速值。

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