Mätning av vindstyrka

[Zkronk]

Hej!
Jag håller på och bygger en ny uppdaterad modell av en 1-Wire baserad väderstation, men har stött på lite funderingar över hur mätningen och beräkningen av vindstyrkan ska gå till för att det hela ska bli så korrekt som möjligt.

Sensorn består av en 3-kopps rotor som en gång per varv ger en digital puls till en DS2423-räknare som jag läser av med en mikrocontroller.
För att beräkna vindstyrkan så använder jag en formel som beror på en konstant (som är antalet varv rotorn roterar vid 1 m/s vind), antalet roterade varv (C) och tiden som dessa varv har räknats över (t).

V = (k * C) / t

Just nu så räknar jag antalet varv i 5 sekunder och uppdaterar sedan variabeln med vindstyrkan. Detta ska förhoppningsvis motsvara byvindarnas styrka, men på SMHI's hemsida har jag läst att det inte är riktigt sant.

SMHIs observationer av byvind avser det högsta avlästa momentana (2 sekunder) mätvärdet under en mätperiod av 1 timme.

Hur i hela friden implementerar man det på ett någorlunda vettigt sätt på en väderstation som man läser av i realtid?
Den första timmen när man precis har startat den skulle man ju inte kunna visa något mätvärde för byvindar alls?
Och när en timme har gått så att man har tillräckliga mätdata, så kommer visningen ändå inte riktigt berätta hela sanningen om hur kraftiga vindar det är just nu...

Och det här med medelvind;

Medelvinden är medelvärdet av vinden under 10 minuter.

Det borde väl vara samma problem här, att de första 10 minuterna efter start saknar tillräcklig datamängd för att kunna beräkna medelvinden?
Men efter 10 minuter, kan man då kontinuerligt beräkna medelvinden genom att hela tiden backa 10 minuter och ta de mätvärdena, eller måste man vänta till nästa 10 minuters-ram har kommit? Alltså 20 minuter efter uppstart?
Här borde väl samplingshastigheten inte spela lika stor roll som för byvindarna?

Jag misstänker att man kan göra på lite olika sätt, men jag tänkte att SMHI's metoder borde vara det mest korrekta för en väderstation i Sverige.. Men jag är som sagt lite förvirrad över detaljerna

Länk till SMHI's sida

[kodar-holger]

Har ingen aning, men gissar lite.

Hur i hela friden implementerar man det på ett någorlunda vettigt sätt på en väderstation som man läser av i realtid?

Man läser av varannan sekund, gör beräkning enligt din formel och presenterar resultatet. Fast det kommer ju fortfarande bara att ge dig medelvinden under två sekunder.

Om du verkligen vill ner och göra gränsvärdesövergången så att säga så måste du ju mäta hur fort din snurrar snurrar "just nu". Ju finare tandhjul desto närmare. Med 1000 tänder kan du ju få åtminstone 1000-dels varv i upplösning och alltså mäta tiden mellan två tänder istället för antalet under en viss tid. Men det blir fortfarande ett medelvärde under en väldigt liten tid. Skall du göra det perfekt måste du nog mäta enligt tryckprincipen som är beskriven i artikeln.

Men till vilken nytta?

SMHI presenterar inte just nu värden, och det är väl där du virrar bort dig i deras beskrivning. De presenterar högsta byvind under en viss timme. Inte löpande timmar. Inte just nu. Mellan 07 och 08 var max byvind 38m/s. D.v.s. man mäter två sekunder i taget. Var det högre än tidigare max sätter man nya värdet. När heltimmen gått vet man max byvind för en viss timme. Då kan man nollställa maxvärdet och vänta tills två skunder gått och ta in nya värdet.

att de första 10 minuterna efter start saknar tillräcklig datamängd för att kunna beräkna medelvinden?

Ja på sätt och vis. Men du kan ju visa medelvinden under två sekunder, sen under fyra sekunder sen under sex och så vidare tills 10 minuter gått. Då kan man ju börja med glidande medelvärde.

Jag tror inte SMHI bryr sig om man skulle tappa 10 minuters medelvärde i serier som är 10-tals år långa.

En annan strategi kan ju vara att börja mätningen en dag med vindstilla.

Så måste du nog fundera över hur stora mätfel du har och om det verkligen är intressant att grotta ner sig i såna här detaljer eller om du då silar mygg men sväljer elefanter.