13 Механические и фотоэлектрические тахометры.

Приборы, предназначенные для измерения частоты вращения, называются тахометрами. Тахометры применяются для измерения частоты вращения вала двигателя и его агрегатов.

- центробежные, в которых ЧЭ реагирует на центробежную силу, развиваемую неуравновешенными массами при вращении вала;

- магнитоиндукционные, основанные на зависимости наводимых в металлическом теле вихревых токов от частоты вращения;

- фотоэлектрические, основанные на модуляции светового потока вращающимися элементами и др.

Механические тахометры - их измерительная цепь состоит из механических преобразователей. К числу механических относятся центробежные, часовые, фрикционные, вибрационные, гидравлические и пневматические тахометры. Работа механического тахометра основана на том, что вращение приводного валика прибора преобразуется в поступательное движение передаточного механизма, связанного со стрелкой прибора специальным устройством. К недостаткам механических тахометров ( центробежные, гидравлические, пневматические) следует отнести нелинейность шкалы, что увеличивает погрешность при их градуировке. 

Фотоэлектрический метод, на котором основаны фотоэлектрические тахометры, заключается в измерении частоты переменного тока, протекающего через фотоприбор ( фотоэлемент, фоторезистор, фотодиод), освещенный потоком света, модулированным вращающимся объектом. Чтобы е вносить нагрузку на вращающийся объект, обычно на его поверхность краской наносится точка или метка, имеющая большой коэффициент отражения света. Освещая объект сильным источником света и направляя отраженный световой поток а фоторезистор, получаем импульсы.

Фотоэлектрический метод позволяет непосредственно получать результаты, которые могут быть выданы в виде регистрограммы, а в нужных случаях - прямо в виде числовых отсчетов спектральной яркости или пропорциональной ей величины.

Изменение светового потока осветительной лампы, чувствительности фотоэлемента, параметров усилителя электрического сигнала с фотоприемника не сказывается на точности устройства.

14 Тахометрические преобразователи постоянного тока.

Тахогенераторы предназначены для измерения угловых скоростей вращения и конструктивно представляют собой генераторы постоянного или переменного тока. В отличие от обычных генераторов у тахогенераторов выходное напряжение U_ВЫХ (В) должно быть пропорциональным скорости вращения ротора – (об/мин). Эта зависимость называется скоростной характеристикой.

Тахогенераторы бывают двух типов: с ограниченным и неограниченным углом поворота ротора.

Тахометр постоянного тока состоит из тахогенератора с неограниченным углом поворота ротора и гальванометра. Основными элементами тахогенератора являются постоянные магниты с соответствующими магнитопроводами, обмотка якоря и коллектор со щетками. Снимаемое с коллектора напряжение постоянного тока измеряется гальванометром, рамка которого имеет сопротивление R_p. В схему включено добавочное сопротивление R_Д.

Если е - ЭДС на зажимах генератора, то

где В - магнитная индукция; ω- измеряемая угловая скорость.

Выполняются с независимым возбуждением (рис а) или с возбуждением постоянным магнитом (рис б).

При неизменном токе возбуждения J_В, т.е. при неизменном потоке Ф, ЭДС тахогенератора пропорциональна скорости вращения:

где C_e – постоянная тахогенератора, определяемая конструкцией;

n – скорость вращения в об/мин.

Практически выходная характеристика отклоняется от линейного закона в результате размагничивающего действия реакции якоря, наличия нелинейного сопротивления в переходном контакте между коллектором и щётками и изменения тока возбуждения при её нагреве. Для уменьшения влияния размагничивающего действия реакции якоря желательно иметь в цепи нагрузки большое сопротивление R_Н и работать при небольших скоростях вращения.

Нелинейный характер сопротивления щёточного контакта также создаёт погрешность, т.к. падение напряжения под парой щёток (2U_Щ) можно приблизительно считать постоянным, не зависящим от тока нагрузки. Поэтому в области малых скоростей тахогенератор становится нечувствительным к изменению скорости вращения.