超聲波風速儀的工作原理是利用超聲波時差法來實現風速風向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風向相同，那么它的速度會加快;反之，若超聲波的傳播方向若與風向相反，那么它的速度會變慢。所以，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數對應。 通過計算即可得到精確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大;風速傳感器檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產生的影響可以忽略不計。
可為何風速達到50米/秒或者更高風速，超聲波風速風向儀就沒有信號了。
經過分析有以下幾種情況：
1. 多普勒效應造成的頻率偏差：超聲波風速風向儀的換能器中心頻率在200KHz，無風情況下一個換能器發射，另一個換能器接收到的也是200Khz，當風速達到50米/秒的時候，因為多普勒效應，接收換能器接收到的信號頻率偏離200Khz比較遠，造成接收換能器接收到超過換能器中心帶寬范圍的信號。
2.靈敏度的變化：在無風條件下，200Khz頻率的風速風向儀換能器DYA-200-01D用12V、16V和24V電壓驅動，兩個換能器之間距離5cm、10cm的位置，一個發射一個接收，風速越大，風壓越小，超聲波在傳輸過程中衰減就越厲害，接收端接收到的信號就越小。達到50米/秒的風速下，接收換能器接收到的信號只有微伏級別了，所以測量不到風速了。
3.發射角度偏移：以DYA-200-01D風速風向儀換能器為例，(波束寬度)半功率角@-3dB:10°±2，銳度角:23°±4。風速越大，發射換能器的角度偏移越大，達到一定大的風速后，造成接收換能器不在銳度角范圍內，從而測量不到風速。這個因素對大風速測量是最小的。
