2.3.2.6 Импульсные электротахометры

Импульсные электротахометры делятся на импульс­ные конденсаторные тахометры и на мостовые конденсаторные тахометры.

Импульсный конденсаторный тахометр

Импульсный конденсаторный тахометр (рис.14, а) состоит из датчика - переключа­теля и импульсной измерительной схемы. При каждом обороте конденсатор подклю­чается через сопротивление R к источнику питания, а затем переключается на измери­тель Г и разряжается через него. Если кон­денсатор заряжается полностью, то средний ток разряда через измеритель и, следова­тельно, его показания будут пропорциональ­ны скорости вращения:

где т - число переключений за один обо­рот; С - емкость конденсатора в ф; U - напряжение источника питания в B; п - из­меряемая скорость вращения в об/мин.

Для осуществления полного заряда необ­ходимо ограничить постоянную времени цепи конденсатора

.

Точность показаний прибора зависит от напряжения питания, что является одним из источников погрешности, а также от работы переключателя и стабильности конденсатора. Обычно применяют стабильные слюдяные конденсаторы с температурным коэффициен­том емкости не более 50-10^-6 на 1°С.

Мостовой конденсаторный тахометр

Мостовой конденсаторный тахометр (рис.14, б). Погрешность импульсного тахо­метра можно уменьшить, применив мостовую схему с нулевым отсчетом, что устраняет влияние напряжения питания.

Положение движка реохорда - мера ско­рости вращения. При малых изменениях ско­рости вращения пользуются схемой неравно­весного моста с отсчетом по гальванометру, включенному в измерительную диагональ. Эти приборы называются импульсными диф­ференциальными тахометрами.

Более высокая точность измерения дости­гается при автоматической самобалансирую­щейся мостовой схеме импульсного тахо­метра.

Рисунок 14

2.3.2.7 Гетеродинные тахометры с низкочастотными опорными кварцами

Гетеродинные тахометры с низкочастот­ными опорными кварцами. Эти приборы (рис.15) обеспечивают точность измере­ния порядка 0,03—0,1% и применяются в ка­честве контрольных на градуировочных уста­новках и стендах. Принцип действия основан на сравнении частоты сигнала таходатчика переменного тока с частотой опорного электронного генератора, стабилизированного кварцем.

Оба сигнала суммируются электронным смесителем, причем выделяется сигнал раз­ностной частоты , который и измеряется:

,

где - частота сигнала датчика;- опорная частота.

Для повышения точности предусматривают несколько опорных уровней, равномерно распределенных по диапазону, благодаря чему образуется несколько поддиапазонов.

Стабильность частоты кварцевых генерато­ров в нормальных условиях оценивается по­грешностью ±0,0001%. Температурная зави­симость частоты низкочастотных кварцев дает дополнительную погрешность порядка 0,001% на 1 ⁰С. Погрешность измерения разностной частоты является доминирующей в общей погрешности измерения; она опре­деляется по формуле

,

где - погрешность измерения разност­ной частоты, отнесенная ко всему диапазону; - погрешность измерителя разностной ча­стоты.

Рисунок 15

2.3.2.8 Электронные быстродействующие тахометры – счетчики

Тахометры этого типа представ­ляют собой электронные счетчики импульсов, поступающих от таходатчика в течение задан­ного промежутка времени. Контроль длитель­ности счетного промежутка производится электронными часами (высокоточным элек­тронным генератором, стабилизированным кварцем), выдающими командные сигналы времени.

Всякий прибор дискретного счета допускает вариацию в один импульс, поскольку в кон­трольный промежуток времени не обязательно укладывается целое их число. Ввиду этого для повышения точности счета числа оборо­тов целесообразно сделать число импульсов за один оборот вала по возможности большим, особенно при измерении малых скоростей.

В качестве таходатчика электронно-счет­ного тахометра обычно применяют индук­ционный датчик с большим числом полюсов, либо фотоэлектрический датчик с фотосопро­тивлением, освещенность которого модули­руется диском с калиброванными отверстия­ми. Зная число импульсов за контрольный промежуток времени N, длительность этого промежутка t и число импульсов за один оборот N₁, можно определить скорость вра­щения:

Погрешность прибора, помимо указанной выше вариации счета в один импульс, пред­определяется точностью измерения или зада­ния контрольного промежутка времени. Для Счета большого числа импульсов в малые промежутки времени необходимы быстродей­ствующие надежные счетчики, что предпола­гает применение электронных схем.