При измерении повышенных частот вращения предпочтительнее применение тахогенераторов переменного тока на базе синхронных машин, в которых частота вращения вала трансформируется в частоту переменного тока в соответствии с выражением
, где f - частота переменного тока; fВ
- частота вращения вала; p - число пар полюсов тахогенератора.
Их достоинствами являются независимость частоты от внешних факторов, а также высокая точность вторичных приборов для измерения частоты переменного тока. Но эти тахогенераторы имеют большие погрешности при измерении малых частот, обусловленных погрешностями геометрического расположения полюсов в генераторе.
Для измерения угловой скорости с помощью частотного метода помимо тахогенераторов на базе синхронной машины используются индукционные, фотоэлектрические, емкостные, на основе эффекта Холла и другие датчики.
Так, индукционный датчик представляет собой катушку, намотанную на магнитопровод с воздушным зазором. Если в зазор периодически вводить ферромагнитный материал, то за счет уменьшения воздушного зазора в катушке возникнет переменная ЭДС с частотой, пропорциональной частоте вращения.
Примером фотоэлектрического преобразователя угловой скорости может служить оптоэлектрический преобразователь с модуляцией светового потока. Он состоит из светодиода и фотодиода. Освещенность фотодиода прерывается вращающимся диском с отверстиями. При вращении диска освещенность фотодиода модулируется и в его цепи протекает импульсный ток с частотой, пропорциональной угловой скорости вращения и числу отверстий и определяемой выражением
, где К – число отверстий.
Такие преобразователи используются для измерения достаточно больших скоростей вращения.
При измерениях больших скоростей вращения на вращающемся теле делают метку и с помощью фотоэлектрического устройства подсчитывают число импульсов фототока, вызываемых прохождением этой метки под лучом, падающим из источника света на вал с меткой и отраженным на фотоприемник. При этом метка может изменять как степень прозрачности вала, так и степень отражения.
Малые частоты вращения наиболее часто измеряют с помощью механических тахометров. Характерным для них является то, что прибор потребляет энергию от самого объекта измерения, а показание получается непосредственно у места измерения или на небольшом расстоянии от него. По физическому принципу, положенному в основу измерения, различают центробежные тахометры и тахометры на вихревых токах.
В центробежных тахометрах вращающийся маятник отклоняется под действием центробежной силы и через рычажную передачу приводит в движение стрелочный механизм. Отклонение стрелки является мерой частоты вращения.
Тахометр на вихревых токах имеет вращающийся постоянный магнит, поле которого возбуждает вихревые токи в алюминиевом диске, соединенном с указателем. Возникающий при этом вращающий момент пропорционален частоте вращения магнита, и указатель перемещается до тех пор, пока момент, создаваемый вихревыми токами, не уравновесится моментом, созданным пружиной возврата. Тахометры данного типа измеряют частоту вращения только в одном направлении.
Механические тахометры на вихревых токах могут измерять частоту вращения в пределах от 10 до 5 000 об/мин, центробежные - 30 - 50 000об/мин.
Кроме ручных тахометров, для измерения частоты вращения применяются также счетчики оборотов, указывающие число оборотов вала в течение заданного промежутка времени (3 или 6 с).
Очень малые частоты вращения обычно измеряют косвенным способом: на вращающемся теле делают метку и определяют одновременно угол поворота и время поворота. На основании проделанных измерений определяется средняя угловая скорость вращения.
Тахометры используются также для измерения скорости линейного движения, которое при помощи зубчато-реечного или фрикционного зацепления превращается во вращательное. Для этой цели часто применяется обрезиненный ролик и тахометр, шкала которого проградуирована непосредственно в единицах скорости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.