熱線風(fēng)速儀發(fā)明于20世紀(jì)20年代，需要將一根細(xì)的金屬絲放在流體中，通電流加熱金屬絲，使其溫度高于流體的溫度，因此將金屬絲稱為“熱線”。熱線長(zhǎng)度一般在0.5～2毫米范圍，直徑在1～10微米范圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金屬膜代替金屬絲，即為熱膜風(fēng)速儀，功能與熱絲相似，但多用于測(cè)量液體流速。熱線除普通的單線式外，還可以是組合的雙線式或三線式，用以測(cè)量各個(gè)方向的速度分量。從熱線輸出的電信號(hào)，經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，可提高測(cè)量精度，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過程，擴(kuò)大測(cè)速功能，如同時(shí)完成瞬時(shí)值和時(shí)均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數(shù)的測(cè)量。

　　熱線風(fēng)速儀的基本原理是，將一根通電加熱的細(xì)金屬絲（稱熱線）置于氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速有關(guān)，而散熱量導(dǎo)致熱線溫度變化而引起電阻變化，流速信號(hào)即轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。當(dāng)流體沿垂直方向流過金屬絲時(shí)，將帶走金屬絲的一部分熱量，使金屬絲溫度下降。根據(jù)強(qiáng)迫對(duì)流熱交換理論，可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式(D3.4.4a)。

　　上式稱為金（L.V.King,1914）公式，R、I分別為熱線的電阻和流過的電流強(qiáng)度，ΔT為熱線與流體的溫度差，A、B為與流體和熱線有關(guān)的物理常數(shù)�？紤]到熱線材料的電阻溫度特性，（D3.4.4a）式可化為(D3.4.4b)。

　　上式中U為熱線的輸出電壓，A’，B’為與熱線的電阻溫度系數(shù)有關(guān)的物理常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定。這樣通過測(cè)量熱線兩端的電壓，即可確定流速。

　　1.體積小，對(duì)流場(chǎng)干擾小。

　　2.適用范圍廣，可用于氣體、液體，在氣體的亞聲速、跨聲速和超聲速流動(dòng)中均可使用；除了測(cè)量平均速度外，還可測(cè)量脈動(dòng)值和湍流量；除了測(cè)量單方向運(yùn)動(dòng)外還可同時(shí)測(cè)量多個(gè)方向的速度分量。

　　3.頻率響應(yīng)高，可高達(dá)1 MH z。

　　4.測(cè)量精度高，重復(fù)性好。

　　5.缺點(diǎn)是探頭對(duì)流場(chǎng)有一定干擾，熱線容易斷裂。

　　熱線風(fēng)速儀有兩種工作模式：

　　1.恒流式，亦稱定電流法，即加熱金屬絲的電流保持不變，氣體帶走一部分熱量后金屬絲的溫度就降低，流速愈大溫度降低得就愈多；溫度變化時(shí)，熱線電阻改變，兩端電壓變化，因而測(cè)得金屬絲的溫度則可得知流速的大小。

　　2.恒溫式，亦稱定電阻法（即定溫度法），改變加熱的電流使氣體帶走的熱量得以補(bǔ)充，而使金屬絲的溫度保持不變（也稱金屬絲的電阻值不變）如保持150℃，；這時(shí)流速愈大則所需加熱的電流也愈大，根據(jù)所需施加的電流（加熱電流值）則可得知流速的大小。

　　恒溫式比恒流式應(yīng)用更廣泛。

　　熱線風(fēng)速儀的主要用途有以下幾點(diǎn)：

　　1.測(cè)量平均流動(dòng)的速度和方向。

　　2.測(cè)量來流的脈動(dòng)速度及其頻譜。

　　3.測(cè)量湍流中的雷諾應(yīng)力及兩點(diǎn)的速度相關(guān)性、時(shí)間相關(guān)性。

　　4.測(cè)量壁面切應(yīng)力（通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進(jìn)行的，原理與熱線測(cè)速相似）。

　　5.測(cè)量流體溫度（事先測(cè)出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線，然后根據(jù)測(cè)得的探頭電阻就可確定溫度。除此以外還開發(fā)出許多用途。

     風(fēng)速（流速）測(cè)試有平均風(fēng)速的測(cè)試和紊流成分（風(fēng)的亂流1～150KHz、與變動(dòng)不同）的測(cè)試。熱式風(fēng)速計(jì)是測(cè)試平均風(fēng)速的。測(cè)試平均風(fēng)速的方法有熱式、超音波式、葉輪式、及皮拖管式等，但在這些方式中，熱線式風(fēng)速計(jì)是利用熱耗散的原理。下面，對(duì)這些風(fēng)速的測(cè)定方法做一下說明。
     熱式風(fēng)速計(jì)
     該方式是測(cè)試處于通電狀態(tài)下傳感器因風(fēng)而冷卻時(shí)產(chǎn)生的電阻變化，由此測(cè)試風(fēng)速。不能得出風(fēng)向的信息。
     除攜帶容易方便外，成本性能比高，作為風(fēng)速計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品廣泛地被采用。
     熱式風(fēng)速計(jì)的素子有使用白金線、電熱偶、半導(dǎo)體的。白金線的材質(zhì)在物質(zhì)上最穩(wěn)定。因此，長(zhǎng)期安定性、以及在溫度補(bǔ)償方面都具有優(yōu)勢(shì)。
     價(jià)格帶：10～50萬円　適用范圍：0.05～50m/s　顯示分辨率：0.01m/s　占有率：80%
     超音波式
     該方式是測(cè)試傳送一定距離的超音波時(shí)間，因風(fēng)的影響而使到達(dá)時(shí)間延遲，由此測(cè)試風(fēng)速。
     3次方時(shí)，可以知道風(fēng)向。
     傳感器部較大，在測(cè)試部周圍，有可能發(fā)生紊流，使流動(dòng)不規(guī)則。用途受到限定。
     普及度低。
     適用范圍：0～10m/s　顯示分辨率：0.01m/s　占有率：10%
     葉輪式
     該方式是應(yīng)用風(fēng)車的原理，通過測(cè)試葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)，測(cè)試風(fēng)速。
     用于氣象觀測(cè)等。
     原理比較簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，但測(cè)試精度較低，所以不適合微風(fēng)速的測(cè)試和細(xì)小風(fēng)速變化的測(cè)試。
     普及度低。
     適用范圍：1～50m/s　顯示分辨率：0.1m/s　市場(chǎng)占有率：10%
     皮拖管式
     在流動(dòng)面的正面有與之形成直角方向的小孔，內(nèi)部藏有從各自孔里分別提取壓力的細(xì)管。通過測(cè)試其壓力差（前者為全壓、后者為靜壓），就可知道風(fēng)速。
     原理比較簡(jiǎn)單，風(fēng)速儀價(jià)格便宜，但與流動(dòng)面必須設(shè)置成直角，否則不能進(jìn)行正確的測(cè)試。不適合一般用。
     不是作為風(fēng)速計(jì)，而是作為高速域的風(fēng)速校正來使用。
     適用范圍：5～100m/s　顯示分辨率：0.01m/s　占有率：很少