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超聲波風速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，也就是風速。
當空氣移動時，超聲波在兩個探頭之間的時間會變長或變短。超聲波在空氣里就像水里的魚，水的流動方向，順流而下或逆流而上，會影響魚行進的速度。
傳統常見的超聲波風速儀，它有一個超聲波發射探頭，三個超聲波接收探頭。這樣，就可以測量在二維平面上3個方向上的風速。
而Sonic超聲波風速儀該系統包括：單軸、雙軸或三軸探頭陣列，以及其他幾種新型探頭陣列設計。這些設計減少了流動不對稱和結構構件干擾造成的誤差。該系統還提供了必要的計算，以計算聲波溫度，(在“W"路徑)，校正速度污染。它為這些數據提供了優秀的頻率響應，使其成為基礎大氣研究的許多方面的理想選擇，以及對非常精確溫度的任何要求。
該儀器通過沿固定正交方向發射和接收超聲波信號來測量風速分量。然后，微型計算機電子設備處理這些信息并計算三個軸(3D)的風速。由于沒有運動部件與氣流達到動態平衡，超聲波風速計對風速波動反應迅速。它對風速呈線性響應，不受其他速度分量以及壓力、溫度和相對濕度的污染。傳感器的標定是由其設計參數確定的，因此可以作為一種絕對儀表。
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