現代氣象監測站大都向全天無人值守的方向發展。設立自動氣象監測站急需精度更高、免維護的自動監測儀器，其中就包括滿足這一條件的風速風向儀。傳統機械式風速風向儀具有轉動部件和易發生磨損等特點。機械結構會被惡劣天氣破壞。沙塵，鹽霧還能腐蝕它。同時機械式風速風向儀因摩擦也有啟動風速。在啟動值以下風速會無法帶動螺旋槳或風杯轉動。所以對起動風速以下的微風就不能用機械式風速儀進行測定了。為了克服傳統風杯式風速風向儀固有的不足，出現了一種新的超聲波風速風向儀。超聲波風速測量技術在測量儀器中不需要任何活動機械部件而代之以多個超聲波傳感器。理論可測風速范圍的下限是0，無啟動風速；風速上限可隨傳感器間距的變化而變化。

超聲波風速風向測量的核心是超聲波通過空氣的傳播時間，稱為飛渡時間，超聲波由一個探針傳輸到另外一個探針所用的時間與風速和超聲通路相關。順風會導致超聲信號的傳播時間增加，而逆風則會導致其減小。若風速等于零則信號雙向發送時間相等。

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