英国天文学家、物理学家T.R.鲁宾逊（Thomas Romney Robinson，1792-04-23～1882-02-28）于1846年发明了杯式风速仪，当时是由四个风杯构成，现在改进为三杯，是中国气象业务中应用最广的一类风速观测仪器。

三杯式风速仪的感应元件为三杯风组件，它由三个碳纤维风杯和杯架组成，3个风杯互成120°固定在杯架上，空杯的凹面方向相同。整个风杯组安装在垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。风杯转速转换器将风杯的转速转换为电信号，实现对地面风的测量。

常用的风杯风速转换器有：①光电转换系统，由截光盘和光电转换器组成。风杯带动有固定数量小孔的截光盘旋转，截光盘切割光电转换器的光路而产生与风速成正比的电脉冲。②磁电转换系统，由磁性圆盘和霍尔元件组成。风杯带动磁性圆盘旋转，其上固定磁体（偶数个）形成一定数量（磁体数量的一半）的旋转小磁场，霍尔元件切割旋转小磁场而产生与风速成正比的电脉冲串。③凸轮继电器，风杯转动带动凸轮使其触点接触或断开，产生与风速成正比的开关通断信号。④测速发电机，风杯的转动直接带动发电机的多极磁钢转动，输出与风杯转速成正比的电压。

杯式测风仪属于机械旋转式测风仪器，在实际应用中存在滞后性和过高效应，由静止到旋转需要一定的启动风速。杯式测风仪的起动风速一般小于0.5米/秒，风速测量范围为0～60米/秒，测量误差±（0.5+0.03实际风速）米/秒，广泛应用于气象、环境、农林、交通、国防等行业和领域的地面风速观测。