輸出電容和風速風向的關系
圖2是傳感器的工作原理簡圖。以正北方向為0°，可以將空氣流體的流向分為0°~90°、 90°~180°、180°~270°和270°~360°4個象限，空氣流體在以風向角θ在任何象限內流動時，都有2個正交的電容器來檢測風速和風向， 并且這2個正交電容器由于可動極板受到繞流阻力作用而使極板間距變小，輸出電容值增大，另外2個正交電容器則由于可動極板受到空氣流體剪切力作用而使極板 間距變大，輸出電容值減小。風向角θ在第一象限內，C2和C3作為檢測電容器，第二象限內C1和C2作為檢測電容器，第三象限內C1和C4作為檢測電容 器，第四象限內C3和C4作為檢測電容器。
圖2可以看出，電容器C1和C3檢測的是南北方向的風速，電容器C2和C4檢測的是東西方向的風速。設南北方向的風速值為uns，東西方向的風速值為uew，則實際風速為：
風向角度值θ為：
式中N表示第N象限(N=1，2，3，4)，在檢測風向時首先根據電容器C1、C2、C3和C4輸出電容值是增大或減小判斷N的值，即可根據式(12)求 出風向的角度，如當C1和C2電容值增大時，則風向角θ在第二象限，N的值為2。
圖3給出了風向角為0°時，根據式(7)求出的電容器C3的輸出電容值和風速的變化曲線，從圖中可以看出隨著風速的增大，電容器C3的輸出電容值在增大，且和風速近似成二次函數關系，從圖3可以看出電容的變化值在fF量級，滿足檢測電路要求。
因為由空氣流體剪切力引起的電容器輸出電容值的減小量很小，即2個電容器作為檢測電容時，另外2個電容器的輸出電容值可用初始電容來代替，電容器的初始電容值為664.1×10-3pF。
圖4給出了風速為5m/s時，風向在0°~360°范圍內變化時，電容器C1、C2、C3和C4輸出電容值隨風向角度的變化曲線，從圖4中可以看出C1和C3輸出的電容值隨風向角度的變化近似余弦函數關系，C2和C4輸出的電容值隨風向近似成正弦函數關系。
