上海騰鉆為您解密轉(zhuǎn)速表的原理
上海騰鉆為您解密轉(zhuǎn)速表的原理
轉(zhuǎn)速表的原理
轉(zhuǎn)速表的原理
轉(zhuǎn)速表是機(jī)械行業(yè)必備的儀器之一，用來(lái)測(cè)定電機(jī)的轉(zhuǎn)速、線速度或頻率。常用于電機(jī)、電扇、造紙、塑料、化纖、洗 衣機(jī)、汽車、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)。 大多常用的為手持離心式轉(zhuǎn)速表。轉(zhuǎn)速儀測(cè)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，都是必不可少的。
工作原理
轉(zhuǎn)速表將接收的數(shù)字脈沖信號(hào)(由傳感器發(fā)出的)，處理后直接讀入cpu的計(jì)數(shù)口，經(jīng)軟件計(jì)算出轉(zhuǎn)速、和指針相應(yīng)的位置，再通過(guò)cpu的控制口，放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正負(fù)方向旋轉(zhuǎn)，指示相應(yīng)轉(zhuǎn)速值(指針直接安裝在步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上)，步進(jìn)電機(jī)走一步僅為三分之一度。
1、靜力矩大指針不易抖動(dòng)，抗振性能強(qiáng)。
2、采用單片微處理器通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，所以精度高、抗干擾性強(qiáng)。
3、小時(shí)計(jì)采用液晶顯示，無(wú)機(jī)械部分，所以更可靠和更具有時(shí)代感。
分類
轉(zhuǎn)速表包括離心式轉(zhuǎn)速儀、磁性轉(zhuǎn)速儀、電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀、磁電式轉(zhuǎn)速儀、閃光式轉(zhuǎn)速儀、電子式轉(zhuǎn)速儀等類型。
離心式轉(zhuǎn)速儀
離心式轉(zhuǎn)速儀利用離心力與拉力的平衡來(lái)指示轉(zhuǎn)速。 離心式轉(zhuǎn)速儀是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測(cè)量工具，是利用離心力原理的機(jī)械式轉(zhuǎn)速儀;測(cè)量精度一般在1~2級(jí)，一般就地安裝。一只優(yōu)良的離心式轉(zhuǎn)速儀不但有準(zhǔn)確直觀的特點(diǎn)，還具備可靠耐用的優(yōu)點(diǎn)。但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 。
磁性轉(zhuǎn)速儀
磁性轉(zhuǎn)速儀利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在金屬罩帽上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，利用旋轉(zhuǎn)力與游絲力的平衡來(lái)指示轉(zhuǎn)速。 磁性轉(zhuǎn)速表，是成功利用磁力的一個(gè)典范，是利用磁力原理的機(jī)械式轉(zhuǎn)速儀;一般就地安裝，用軟軸可以短距離異地安裝。磁性轉(zhuǎn)速儀，因結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，目前較普遍用于摩托車和汽車以及其它機(jī)械設(shè)備。異地安裝時(shí)軟軸易損壞。
電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀
電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀由小型交流發(fā)電機(jī)、電纜、電動(dòng)機(jī)和磁性表頭組成。小型交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電，交流電通過(guò)電纜輸送，驅(qū)動(dòng)小型交流電動(dòng)機(jī)，小型交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速一致。磁性轉(zhuǎn)速頭與小型交流電動(dòng)機(jī)同軸連接在一起，磁性表頭指示的轉(zhuǎn)速自然就是被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速;電動(dòng)式轉(zhuǎn)速，異地安裝非常方便，抗振性能好，廣泛運(yùn)用于柴油機(jī)和船舶設(shè)備。
磁電式轉(zhuǎn)速儀
磁電式轉(zhuǎn)速儀是磁電傳感器加電流表，異地安裝非常方便。
閃光式轉(zhuǎn)速儀
閃光式轉(zhuǎn)速儀利用視覺暫留的原理。閃光式轉(zhuǎn)速儀，除了檢測(cè)轉(zhuǎn)速(往復(fù)速度)外，還可以觀測(cè)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)物體的靜像，對(duì)了解機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)，是一必不可少的觀測(cè)工具。
電子式轉(zhuǎn)速儀
電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，使這一類轉(zhuǎn)速儀有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。電子式轉(zhuǎn)速儀是一個(gè)比較籠統(tǒng)的概念：以現(xiàn)代電子技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)制造的轉(zhuǎn)速測(cè)量工具。它一般有傳感器和顯示器，有的還有信號(hào)輸出和控制。因?yàn)閭鞲衅骱惋@示器件方面的多種多樣，還有測(cè)量方法的多樣性，很難像前五種一樣來(lái)歸類。這里將電子類轉(zhuǎn)速計(jì)，從傳感器和二次儀表分開來(lái)分類。如果從安裝使用方式上來(lái)分，還有就地安裝式、臺(tái)式、柜裝式和便攜式以及手持式。 1、轉(zhuǎn)速傳感器：轉(zhuǎn)速傳感器從原理(或器件)上來(lái)分，有磁電感應(yīng)式、光電效應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、磁阻效應(yīng)式、介質(zhì)電磁感應(yīng)式等。另外還有間接測(cè)量轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器：如加速度傳感器(通過(guò)積分運(yùn)算，間接導(dǎo)出轉(zhuǎn)速)，位移傳感器通過(guò)微分運(yùn)算，間接導(dǎo)出轉(zhuǎn)速)，等等。測(cè)速發(fā)電機(jī)和某些磁電傳感器在線性區(qū)域，可以直接通過(guò)交流有效值轉(zhuǎn)換，來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速 ;大多數(shù)都輸出脈沖信號(hào)(近似正弦波或矩形波)。針對(duì)脈沖信號(hào)測(cè)轉(zhuǎn)速的方法有：頻率積分法(也就是F/V轉(zhuǎn)換法，其直接結(jié)果是電壓或電流)，和頻率運(yùn)算法(其直接結(jié)果是數(shù)字)。2、轉(zhuǎn)速顯示儀：顯示儀從指示形式來(lái)分有指針式、數(shù)字式、圖形及其混合式和虛擬儀表等;⑴指針式：①動(dòng)圈式：線圈、游絲指針聯(lián)于一旋轉(zhuǎn)軸上，給線圈輸入電流，線圈感應(yīng)出磁力，且互成正比;磁力與游絲的扭力平衡，扭力與指針轉(zhuǎn)角成正比，指針的角度也就反映出輸入電流的大小;②動(dòng)磁式：正交線圈中電流的變化，導(dǎo)致合成磁場(chǎng)方向的變化，而指針附著在單對(duì)極的永磁體上，指針?lè)从畴娏鞯淖兓?。③電?dòng)式：雙向旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)帶動(dòng)電位器的旋轉(zhuǎn)，電位器的取樣值與輸入信號(hào)電壓比較，決定雙向旋轉(zhuǎn)馬達(dá)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止，與電位器聯(lián)動(dòng)的指針正確反映輸入信號(hào)的大小。上述三式指針類表頭中，電動(dòng)式表頭屬于電子類，動(dòng)磁式表頭和動(dòng)圈式表頭本身不屬于電子類，當(dāng)與表頭配套的傳感器或表頭驅(qū)動(dòng)需要供電電源時(shí)，且依賴現(xiàn)代電子技術(shù)時(shí)，這里就把它歸為電子類 。 ⑵數(shù)字式、圖形及其混合式：主要是從器件來(lái)區(qū)分，有數(shù)碼管、字段式液晶、液晶屏、熒光管、熒光屏、等離子屏和EL屏等。顯示技術(shù)是一門專門的技術(shù)，本文會(huì)涉及一些顯示技術(shù)，但不做展開闡述。 ⑶虛擬轉(zhuǎn)速儀：隨著計(jì)算機(jī)的普及，利用計(jì)算機(jī)做顯示和操作平臺(tái)的虛擬儀表，也越來(lái)越被廣泛運(yùn)用，有關(guān)開發(fā)運(yùn)用技術(shù)，可以瀏覽NI公司的網(wǎng)站。
上述六種轉(zhuǎn)速儀，具有各自獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和原理，既代表著不同時(shí)期的技術(shù)發(fā)展水平，也體現(xiàn)人類認(rèn)識(shí)自然的階段性發(fā)展過(guò)程。 時(shí)代在不斷前進(jìn)，有些東西將會(huì)成為歷史;但留心回顧一下，不禁要驚嘆前賢的匠心!離心式轉(zhuǎn)速儀，是機(jī)械力學(xué)的成果;磁性式轉(zhuǎn)速儀，是運(yùn)用磁力和機(jī)械力的一個(gè)典范;電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀，巧妙運(yùn)用微型發(fā)電機(jī)和微型電動(dòng)機(jī)將旋動(dòng)異地拷貝;磁電式轉(zhuǎn)速儀，電流表頭和傳感器都是電磁學(xué)的普及運(yùn)用;閃光式轉(zhuǎn)速儀，人類認(rèn)識(shí)自然的同時(shí)也認(rèn)識(shí)了自我，體現(xiàn)了人類的靈性;電子式轉(zhuǎn)速儀，電子技術(shù)的千變?nèi)f化，給了我們今天五彩繽紛的，同樣也造就了滿足人們各種需要的轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表。轉(zhuǎn)速表還可分為：接觸式轉(zhuǎn)速表(機(jī)械式轉(zhuǎn)速表)、非接觸式轉(zhuǎn)速表(光電式轉(zhuǎn)速表)、脈沖式轉(zhuǎn)速表、汽油機(jī)轉(zhuǎn)速表和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速表等。
轉(zhuǎn)速表包括離心式轉(zhuǎn)速儀、磁性轉(zhuǎn)速儀、電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀、磁電式轉(zhuǎn)速儀、閃光式轉(zhuǎn)速儀、電子式轉(zhuǎn)速儀等類型。
離心式轉(zhuǎn)速儀
離心式轉(zhuǎn)速儀利用離心力與拉力的平衡來(lái)指示轉(zhuǎn)速。 離心式轉(zhuǎn)速儀是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測(cè)量工具，是利用離心力原理的機(jī)械式轉(zhuǎn)速儀;測(cè)量精度一般在1~2級(jí)，一般就地安裝。一只優(yōu)良的離心式轉(zhuǎn)速儀不但有準(zhǔn)確直觀的特點(diǎn)，還具備可靠耐用的優(yōu)點(diǎn)。但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 。
磁性轉(zhuǎn)速儀
磁性轉(zhuǎn)速儀利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在金屬罩帽上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，利用旋轉(zhuǎn)力與游絲力的平衡來(lái)指示轉(zhuǎn)速。 磁性轉(zhuǎn)速表，是成功利用磁力的一個(gè)典范，是利用磁力原理的機(jī)械式轉(zhuǎn)速儀;一般就地安裝，用軟軸可以短距離異地安裝。磁性轉(zhuǎn)速儀，因結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，目前較普遍用于摩托車和汽車以及其它機(jī)械設(shè)備。異地安裝時(shí)軟軸易損壞。
電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀
電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀由小型交流發(fā)電機(jī)、電纜、電動(dòng)機(jī)和磁性表頭組成。小型交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電，交流電通過(guò)電纜輸送，驅(qū)動(dòng)小型交流電動(dòng)機(jī)，小型交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速一致。磁性轉(zhuǎn)速頭與小型交流電動(dòng)機(jī)同軸連接在一起，磁性表頭指示的轉(zhuǎn)速自然就是被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速;電動(dòng)式轉(zhuǎn)速，異地安裝非常方便，抗振性能好，廣泛運(yùn)用于柴油機(jī)和船舶設(shè)備。
磁電式轉(zhuǎn)速儀
磁電式轉(zhuǎn)速儀是磁電傳感器加電流表，異地安裝非常方便。
閃光式轉(zhuǎn)速儀
閃光式轉(zhuǎn)速儀利用視覺暫留的原理。閃光式轉(zhuǎn)速儀，除了檢測(cè)轉(zhuǎn)速(往復(fù)速度)外，還可以觀測(cè)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)物體的靜像，對(duì)了解機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)，是一必不可少的觀測(cè)工具。
電子式轉(zhuǎn)速儀
電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，使這一類轉(zhuǎn)速儀有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。電子式轉(zhuǎn)速儀是一個(gè)比較籠統(tǒng)的概念：以現(xiàn)代電子技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)制造的轉(zhuǎn)速測(cè)量工具。它一般有傳感器和顯示器，有的還有信號(hào)輸出和控制。因?yàn)閭鞲衅骱惋@示器件方面的多種多樣，還有測(cè)量方法的多樣性，很難像前五種一樣來(lái)歸類。這里將電子類轉(zhuǎn)速計(jì)，從傳感器和二次儀表分開來(lái)分類。如果從安裝使用方式上來(lái)分，還有就地安裝式、臺(tái)式、柜裝式和便攜式以及手持式。 1、轉(zhuǎn)速傳感器：轉(zhuǎn)速傳感器從原理(或器件)上來(lái)分，有磁電感應(yīng)式、光電效應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、磁阻效應(yīng)式、介質(zhì)電磁感應(yīng)式等。另外還有間接測(cè)量轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器：如加速度傳感器(通過(guò)積分運(yùn)算，間接導(dǎo)出轉(zhuǎn)速)，位移傳感器通過(guò)微分運(yùn)算，間接導(dǎo)出轉(zhuǎn)速)，等等。測(cè)速發(fā)電機(jī)和某些磁電傳感器在線性區(qū)域，可以直接通過(guò)交流有效值轉(zhuǎn)換，來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速 ;大多數(shù)都輸出脈沖信號(hào)(近似正弦波或矩形波)。針對(duì)脈沖信號(hào)測(cè)轉(zhuǎn)速的方法有：頻率積分法(也就是F/V轉(zhuǎn)換法，其直接結(jié)果是電壓或電流)，和頻率運(yùn)算法(其直接結(jié)果是數(shù)字)。2、轉(zhuǎn)速顯示儀：顯示儀從指示形式來(lái)分有指針式、數(shù)字式、圖形及其混合式和虛擬儀表等;⑴指針式：①動(dòng)圈式：線圈、游絲指針聯(lián)于一旋轉(zhuǎn)軸上，給線圈輸入電流，線圈感應(yīng)出磁力，且互成正比;磁力與游絲的扭力平衡，扭力與指針轉(zhuǎn)角成正比，指針的角度也就反映出輸入電流的大小;②動(dòng)磁式：正交線圈中電流的變化，導(dǎo)致合成磁場(chǎng)方向的變化，而指針附著在單對(duì)極的永磁體上，指針?lè)从畴娏鞯淖兓?。③電?dòng)式：雙向旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)帶動(dòng)電位器的旋轉(zhuǎn)，電位器的取樣值與輸入信號(hào)電壓比較，決定雙向旋轉(zhuǎn)馬達(dá)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止，與電位器聯(lián)動(dòng)的指針正確反映輸入信號(hào)的大小。上述三式指針類表頭中，電動(dòng)式表頭屬于電子類，動(dòng)磁式表頭和動(dòng)圈式表頭本身不屬于電子類，當(dāng)與表頭配套的傳感器或表頭驅(qū)動(dòng)需要供電電源時(shí)，且依賴現(xiàn)代電子技術(shù)時(shí)，這里就把它歸為電子類 。 ⑵數(shù)字式、圖形及其混合式：主要是從器件來(lái)區(qū)分，有數(shù)碼管、字段式液晶、液晶屏、熒光管、熒光屏、等離子屏和EL屏等。顯示技術(shù)是一門專門的技術(shù)，本文會(huì)涉及一些顯示技術(shù)，但不做展開闡述。 ⑶虛擬轉(zhuǎn)速儀：隨著計(jì)算機(jī)的普及，利用計(jì)算機(jī)做顯示和操作平臺(tái)的虛擬儀表，也越來(lái)越被廣泛運(yùn)用，有關(guān)開發(fā)運(yùn)用技術(shù)，可以瀏覽NI公司的網(wǎng)站。
上述六種轉(zhuǎn)速儀，具有各自獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和原理，既代表著不同時(shí)期的技術(shù)發(fā)展水平，也體現(xiàn)人類認(rèn)識(shí)自然的階段性發(fā)展過(guò)程。 時(shí)代在不斷前進(jìn)，有些東西將會(huì)成為歷史;但留心回顧一下，不禁要驚嘆前賢的匠心!離心式轉(zhuǎn)速儀，是機(jī)械力學(xué)的成果;磁性式轉(zhuǎn)速儀，是運(yùn)用磁力和機(jī)械力的一個(gè)典范;電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀，巧妙運(yùn)用微型發(fā)電機(jī)和微型電動(dòng)機(jī)將旋動(dòng)異地拷貝;磁電式轉(zhuǎn)速儀，電流表頭和傳感器都是電磁學(xué)的普及運(yùn)用;閃光式轉(zhuǎn)速儀，人類認(rèn)識(shí)自然的同時(shí)也認(rèn)識(shí)了自我，體現(xiàn)了人類的靈性;電子式轉(zhuǎn)速儀，電子技術(shù)的千變?nèi)f化，給了我們今天五彩繽紛的，同樣也造就了滿足人們各種需要的轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表。轉(zhuǎn)速表還可分為：接觸式轉(zhuǎn)速表(機(jī)械式轉(zhuǎn)速表)、非接觸式轉(zhuǎn)速表(光電式轉(zhuǎn)速表)、脈沖式轉(zhuǎn)速表、汽油機(jī)轉(zhuǎn)速表和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速表等。
簡(jiǎn)繁切換