轉(zhuǎn)速儀器應(yīng)用

時(shí)間：2014-8-18閱讀：2470

   是機(jī)械行業(yè)*的儀器之一,，用來(lái)測(cè)定電機(jī)的轉(zhuǎn)速,、線(xiàn)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(chē),、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,。
一,、轉(zhuǎn)速檢測(cè)儀表的分類(lèi)：
      離心式轉(zhuǎn)速，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zui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(guān)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,，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)*，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(chē)和汽車(chē)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,，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，磁電傳感器加電流表,，異地安裝非常方便,。
閃光式轉(zhuǎn)速儀，利用視覺(jué)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(guān)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*的觀(guān)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(lèi)轉(zhuǎn)速儀有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
上述６種轉(zhuǎn)速儀,，具有各自*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(lèi)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；但我們留心回顧一下,，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)*,；
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)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(lèi)認(rèn)識(shí)自然的同時(shí)也認(rèn)識(shí)了自我,，體現(xiàn)了人類(lèi)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世界，同樣也造就了滿(mǎn)足人們各種需要的轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表,。
二,、電子式轉(zhuǎn)速儀
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５種一樣來(lái)歸類(lèi)。本文將電子類(lèi)轉(zhuǎn)速計(jì),，從傳感器和二次儀表分開(kāi)來(lái)分類(lèi),。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。本文對(duì)此不做詳述,。
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(xiàn)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）,。
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,；
1.指針式：
動(dòng)圈式：線(xiàn)圈,、游絲指針聯(lián)于一旋轉(zhuǎn)軸上，給線(xiàn)圈輸入電流,，線(xiàn)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,；
動(dòng)磁式：正交線(xiàn)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?/span>
電動(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(lèi)表頭中,，電動(dòng)式表頭屬于電子類(lèi),，動(dòng)磁式表頭和動(dòng)圈式表頭本身不屬于電子類(lèi)，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(lài)現(xiàn)代電子技術(shù)時(shí),，這里就把它歸為電子類(lèi) 。
2.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(mén)專(zhuān)門(mén)的技術(shù),，本文會(huì)涉及一些顯示技術(shù)，但不做展開(kāi)闡述,。
3.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,，目前主流的開(kāi)發(fā)平臺(tái)是NI公司的LabVIEW,。有關(guān)開(kāi)發(fā)運(yùn)用技術(shù)，可以瀏覽NI公司的,。
三,、轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法
F/V轉(zhuǎn)換
電子類(lèi)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表，由轉(zhuǎn)速傳感器和表頭（顯示器）組成,。目前常用的轉(zhuǎn)速傳感器,，大多輸出脈沖信號(hào)，只要通過(guò)頻率電流轉(zhuǎn)換就能與電壓電流輸入型的指針表和數(shù)字表匹配,，或直接送PLC;頻率電流轉(zhuǎn)換的方法有阻容積分法,、電荷泵法和集成電路法，前兩種方法在磁電轉(zhuǎn)速儀中也有運(yùn)用,。集成電路大都數(shù)是阻容積分法,、電荷泵法的綜合。目前常用的集成電路,，有LM331,、AD654和VF32等,轉(zhuǎn)換精度在0.1%以上；但在低頻時(shí),，這種轉(zhuǎn)換就無(wú)能為力,。采用單片機(jī) 或FPGA，做F/D和D/A轉(zhuǎn)換,，轉(zhuǎn)換精度在0.5~0.05%之間,，量程從0~2Hz到0~20KHz，頻率低于10Hz時(shí)反映時(shí)間也變長(zhǎng),。關(guān)于F/V轉(zhuǎn)換,，請(qǐng)參考相應(yīng)芯片介紹和應(yīng)用資料，本文不做贅述,。
頻率運(yùn)算
在顯示精度,、可靠性、成本和使用靈活性上有一定要求時(shí)，就可直接采用脈沖頻率運(yùn)算型轉(zhuǎn)速儀,。
頻率運(yùn)算方法,，有定時(shí)計(jì)數(shù)法（測(cè)頻法）、定數(shù)計(jì)時(shí)法（測(cè)周法）和同步計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)法,。
定時(shí)計(jì)數(shù)法（測(cè)頻法）在測(cè)量上有±１的誤差，低速時(shí)誤差較大,；定數(shù)計(jì)時(shí)法（測(cè)周法）也有±１個(gè)時(shí)間單位的誤差,，在高速時(shí)，誤差也很大,。
同步計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)法綜合了上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn),，在整個(gè)測(cè)量范圍都達(dá)到了很高的精度，萬(wàn)分之五以上的測(cè)量轉(zhuǎn)速儀表基本都是這種方法,。下面以XJP-10B為例,，介紹定時(shí)計(jì)數(shù)法（測(cè)頻法）、定數(shù)計(jì)時(shí)法（測(cè)周法）和同步計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)法

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