轉(zhuǎn)速表是機械行業(yè)*的儀器之一,,用來測定電機的轉(zhuǎn)速、線速度或頻率,。常用于電機,、電扇,、造紙、塑料,、化纖,、洗衣機,、汽車、飛機,、輪船等制造業(yè),。大多常用的為手持離心式轉(zhuǎn)速表。
轉(zhuǎn)速表的性能,轉(zhuǎn)速表運用
轉(zhuǎn)速測量方法與轉(zhuǎn)速儀表
轉(zhuǎn)速儀測量在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,,都是*的,。
一、轉(zhuǎn)速檢測儀表的分類:
離心式轉(zhuǎn)速,,利用離心力與拉力的平衡來指示轉(zhuǎn)速,。 離心式轉(zhuǎn)速儀是zui傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測量工具,是利用離心力原理的機械式轉(zhuǎn)速儀,;測量精度一般在1~2級,,一般就地安裝。一只優(yōu)良的離心式轉(zhuǎn)速儀不但有準確直觀的特點,,還具備可靠耐用的優(yōu)點,。但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 。
磁性轉(zhuǎn)速儀,,利用旋轉(zhuǎn)磁場,,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指示轉(zhuǎn)速,。 磁性轉(zhuǎn)速表,,是成功利用磁力的一個*,是利用磁力原理的機械式轉(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)較簡單,目前較普遍用于摩托車和汽車以及其它機械設(shè)備,。異地安裝時軟軸易損壞,。
電動式轉(zhuǎn)速儀,由小型交流發(fā)電機,、電纜,、電動機和磁性表頭組成。小型交流發(fā)電機產(chǎn)生交流電,,交流電通過電纜輸送,,驅(qū)動小型交流電動機,小型交流電動機的轉(zhuǎn)速與被測軸的轉(zhuǎn)速一致,。磁性轉(zhuǎn)速頭與小型交流電動機同軸連接在一起,,磁性表頭指示的轉(zhuǎn)速自然就是被測軸的轉(zhuǎn)速,;電動式轉(zhuǎn)速,異地安裝非常方便,,抗振性能好,,廣泛運用于柴油機和船舶設(shè)備。
磁電式轉(zhuǎn)速表,,磁電傳感器加電流表,,異地安裝非常方便。
閃光式轉(zhuǎn)速儀,,利用視覺暫留的原理,。閃光式轉(zhuǎn)速儀,除了檢測轉(zhuǎn)速(往復(fù)速度)外,,還可以觀測循環(huán)往復(fù)運動物體的靜像,,對了解機械設(shè)備的工作狀態(tài),是一*的觀測工具,。
電子式轉(zhuǎn)速儀,,電子技術(shù)的不斷進步,使這一類轉(zhuǎn)速儀有了突飛猛進的發(fā)展,。
上述6種轉(zhuǎn)速儀,,具有各自*的結(jié)構(gòu)和原理,既代表著不同時期的技術(shù)發(fā)展水平,,也體現(xiàn)人類認識自然的階段性發(fā)展過程,。 時代在不斷前進,有些東西將會成為歷史,;但我們留心回顧一下,,不禁要驚嘆前賢的匠心!
離心式轉(zhuǎn)速表,,是機械力學(xué)的成果,;
磁性式轉(zhuǎn)速儀,是運用磁力和機械力的一個*,;
電動式轉(zhuǎn)速儀,,巧妙運用微型發(fā)電機和微型電動機將旋轉(zhuǎn)運動異地拷貝;
磁電式轉(zhuǎn)速表,,電流表頭和傳感器都是電磁學(xué)的普及運用,;
閃光式轉(zhuǎn)速表,人類認識自然的同時也認識了自我,,體現(xiàn)了人類的靈性,;
電子式轉(zhuǎn)速表,電子技術(shù)的千變?nèi)f化,給了我們今天五彩繽紛的世界,,同樣也造就了滿足人們各種需要的轉(zhuǎn)速測量儀表,。
二、電子式轉(zhuǎn)速表
電子式轉(zhuǎn)速表是一個比較籠統(tǒng)的概念:以現(xiàn)代電子技術(shù)為基礎(chǔ),,設(shè)計制造的轉(zhuǎn)速測量工具,。它一般有傳感器和顯示器,有的還有信號輸出和控制,。因為傳感器和顯示器件方面的多種多樣,,還有測量方法的多樣性,很難像前5種一樣來歸類,。本文將電子類轉(zhuǎn)速計,,從傳感器和二次儀表分開來分類。如果從安裝使用方式上來分,,還有就地安裝式,、臺式、柜裝式和便攜式以及手持式 ,。本文對此不做詳述,。
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,。另外還有間接測量轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器:如加速度傳感器(通過積分運算,間接導(dǎo)出轉(zhuǎn)速),,位移傳感器通過微分運算,,間接導(dǎo)出轉(zhuǎn)速),等等,。測速發(fā)電機和某些磁電傳感器在線性區(qū)域,,可以直接通過交流有效值轉(zhuǎn)換,來測量轉(zhuǎn)速 ,;大多數(shù)都輸出脈沖信號(近似正弦波或矩形波),。針對脈沖信號測轉(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??;
動磁式:正交線圈中電流的變化,導(dǎo)致合成磁場方向的變化,,而指針附著在單對極的永磁體上,,指針反映電流的變化。
電動式:雙向旋轉(zhuǎn)的馬達帶動電位器的旋轉(zhuǎn),,電位器的取樣值與輸入信號電壓比較,,決定雙向旋轉(zhuǎn)馬達正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止,,與電位器聯(lián)動的指針正確反映輸入信號的大小,。
上述三式指針類表頭中,電動式表頭屬于電子類,,動磁式表頭和動圈式表頭本身不屬于電子類,,當與表頭配套的傳感器或表頭驅(qū)動需要供電電源時,且依賴現(xiàn)代電子技術(shù)時,,這里就把它歸為電子類 ,。
2.數(shù)字式、圖形及其混合式:
主要是從器件來區(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),,本文會涉及一些顯示技術(shù),但不做展開闡述,。
3.虛擬轉(zhuǎn)速表:
隨著計算機的普及,,利用計算機做顯示和操作平臺的虛擬儀表,也越來越被廣泛運用,,目前主流的開發(fā)平臺是NI公司的LabVIEW,。有關(guān)開發(fā)運用技術(shù),可以瀏覽NI公司的。
三,、轉(zhuǎn)速測量的方法
F/V轉(zhuǎn)換
電子類轉(zhuǎn)速測量儀表,,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,,只要通過頻率電流轉(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,這種轉(zhuǎn)換就無能為力,。采用單片機 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時反映時間也變長。關(guān)于F/V轉(zhuǎn)換,,請參考相應(yīng)芯片介紹和應(yīng)用資料,,本文不做贅述。
頻率運算
在顯示精度,、可靠性,、成本和使用靈活性上有一定要求時,就可直接采用脈沖頻率運算型轉(zhuǎn)速儀,。
頻率運算方法,,有定時計數(shù)法(測頻法)、定數(shù)計時法(測周法)和同步計數(shù)計時法,。
定時計數(shù)法(測頻法)在測量上有±1的誤差,,低速時誤差較大;定數(shù)計時法(測周法)也有±1個時間單位的誤差,,在高速時,,誤差也很大。
同步計數(shù)計時法綜合了上述兩種方法的優(yōu)點,,在整個測量范圍都達到了很高的精度,,萬分之五以上的測量轉(zhuǎn)速儀表基本都是這種方法,。下面以XJP-10B為例,介紹定時計數(shù)法(測頻法),、定數(shù)計時法(測周法)和同步計數(shù)計時法。
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