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轉速表的原理及分類

日期:2024-09-30 01:42
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摘要:

轉速表是機械行業(yè)必備的儀器之一,用來測定電機的轉速、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速表。轉速儀測量在國民經濟的各個領域,都是必不可少的。

工作原理

轉速表將接收的數字脈沖信號(由傳感器發(fā)出的),處理后直接讀入cpu的計數口,經軟件計算出轉速、和指針相應的位置,再通過cpu的控制口,放大后驅動步進電機正負方向旋轉,指示相應轉速值(指針直接安裝在步進電機的旋轉軸上),步進電機走一步僅為三分之一度。   1、靜力矩大指針不易抖動,抗振性能強。   2、采用單片微處理器通過軟件設計,所以精度高、抗干擾性強。   3、小時計采用液晶顯示,無機械部分,所以更可靠和更具有時代感。   由于是指針指示符合傳統(tǒng)視認習慣,又便于計算機遠程處理和網絡化要求,所以數字化步進電機儀表是現代汽車儀表和摩托車儀表的發(fā)展趨勢,Switec公司的步進電機在國內外已廣泛用于各種汽車、摩托車和工程機械儀表。車用微型步進電機是一種專用的新型汽車儀表配件,利用它設計的儀表既符合傳統(tǒng)視認習慣又能滿足數化處理要求,是現代化儀表的理想配件。

分類

轉速表包括離心式轉速儀、磁性轉速儀、電動式轉速儀、磁電式轉速儀、閃光式轉速儀、電子式轉速儀等類型。 

離心式轉速儀

  離心式轉速儀利用離心力與拉力的平衡來指示轉速。 離心式轉速儀是*傳統(tǒng)的轉速測量工具,是利用離心力原理的機械式轉速儀;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。但是結構比較復雜 。 

磁性轉速儀

  磁性轉速儀利用旋轉磁場,在金屬罩帽上產生旋轉力,利用旋轉力與游絲力的平衡來指示轉速。 磁性轉速表,是成功利用磁力的一個典范,是利用磁力原理的機械式轉速儀;一般就地安裝,用軟軸可以短距離異地安裝。磁性轉速儀,因結構較簡單,目前較普遍用于摩托車和汽車以及其它機械設備。異地安裝時軟軸易損壞。 

電動式轉速儀

  電動式轉速儀由小型交流發(fā)電機、電纜、電動機和磁性表頭組成。小型交流發(fā)電機產生交流電,交流電通過電纜輸送,驅動小型交流電動機,小型交流電動機的轉速與被測軸的轉速一致。磁性轉速頭與小型交流電動機同軸連接在一起,磁性表頭指示的轉速自然就是被測軸的轉速;電動式轉速,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備。 

磁電式轉速儀

  磁電式轉速儀是磁電傳感器加電流表,異地安裝非常方便。 

閃光式轉速儀

  閃光式轉速儀利用視覺暫留的原理。閃光式轉速儀,除了檢測轉速(往復速度)外,還可以觀測循環(huán)往復運動物體的靜像,對了解機械設備的工作狀態(tài),是一必不可少的觀測工具。 

電子式轉速儀

  電子技術的不斷進步,使這一類轉速儀有了突飛猛進的發(fā)展。電子式轉速儀是一個比較籠統(tǒng)的概念:以現代電子技術為基礎,設計制造的轉速測量工具。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,很難像前五種一樣來歸類。這里將電子類轉速計,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。   1、轉速傳感器:轉速傳感器從原理(或器件)上來分,有磁電感應式、光電效應式、霍爾效應式、磁阻效應式、介質電磁感應式等。另外還有間接測量轉速的轉速傳感器:如加速度傳感器(通過積分運算,間接導出轉速),位移傳感器通過微分運算,間接導出轉速),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換,來測量轉速 ;大多數都輸出脈沖信號(近似正弦波或矩形波)。針對脈沖信號測轉速的方法有:頻率積分法(也就是F/V轉換法,其直接結果是電壓或電流),和頻率運算法(其直接結果是數字)。2、轉速顯示儀:顯示儀從指示形式來分有指針式、數字式、圖形及其混合式和虛擬儀表等;指針式:動圈式:線圈、游絲指針聯于一旋轉軸上,給線圈輸入電流,線圈感應出磁力,且互成正比;磁力與游絲的扭力平衡,扭力與指針轉角成正比,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:雙向旋轉的馬達帶動電位器的旋轉,電位器的取樣值與輸入信號電壓比較,決定雙向旋轉馬達正轉、反轉或停止,與電位器聯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動需要供電電源時,且依賴現代電子技術時,這里就把它歸為電子類 。 數字式、圖形及其混合式主要是從器件來區(qū)分,有數碼管、字段式液晶、液晶屏、熒光管、熒光屏、等離子屏和EL屏等。顯示技術是一門專門的技術,本文會涉及一些顯示技術,但不做展開闡述。 虛擬轉速儀: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,有關開發(fā)運用技術,可以瀏覽NI公司的網站。   

上述六種轉速儀,具有各自獨特的結構和原理,既代表著不同時期的技術發(fā)展水平,也體現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;但留心回顧一下,不禁要驚嘆前賢的匠心!離心式轉速儀,是機械力學的成果;磁性式轉速儀,是運用磁力和機械力的一個典范;電動式轉速儀,巧妙運用微型發(fā)電機和微型電動機將旋轉運動異地拷貝;磁電式轉速儀,電流表頭和傳感器都是電磁學的普及運用;閃光式轉速儀,人類認識自然的同時也認識了自我,體現了人類的靈性;電子式轉速儀,電子技術的千變萬化,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速測量儀表。轉速表還可分為:接觸式轉速表(機械式轉速表)、非接觸式轉速表(光電式轉速表)、脈沖式轉速表、汽油機轉速表和柴油機轉速表等。

 

機儀表是現代汽車儀表和摩托車儀表的發(fā)展趨勢,Switec公司的步進電機在國內外已廣泛用于各種汽車、摩托車和工程機械儀表。車用微型步進電機是一種專用的新型汽車儀表配件,利用它設計的儀表既符合傳統(tǒng)視認習慣又能滿足數化處理要求,是現代化儀表的理想配件。

分類

轉速表包括離心式轉速儀、磁性轉速儀、電動式轉速儀、磁電式轉速儀、閃光式轉速儀、電子式轉速儀等類型。 

離心式轉速儀

  離心式轉速儀利用離心力與拉力的平衡來指示轉速。 離心式轉速儀是*傳統(tǒng)的轉速測量工具,是利用離心力原理的機械式轉速儀;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。但是結構比較復雜 。 

磁性轉速儀

  磁性轉速儀利用旋轉磁場,在金屬罩帽上產生旋轉力,利用旋轉力與游絲力的平衡來指示轉速。 磁性轉速表,是成功利用磁力的一個典范,是利用磁力原理的機械式轉速儀;一般就地安裝,用軟軸可以短距離異地安裝。磁性轉速儀,因結構較簡單,目前較普遍用于摩托車和汽車以及其它機械設備。異地安裝時軟軸易損壞。 

電動式轉速儀

  電動式轉速儀由小型交流發(fā)電機、電纜、電動機和磁性表頭組成。小型交流發(fā)電機產生交流電,交流電通過電纜輸送,驅動小型交流電動機,小型交流電動機的轉速與被測軸的轉速一致。磁性轉速頭與小型交流電動機同軸連接在一起,磁性表頭指示的轉速自然就是被測軸的轉速;電動式轉速,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備。 

磁電式轉速儀

  磁電式轉速儀是磁電傳感器加電流表,異地安裝非常方便。 

閃光式轉速儀

  閃光式轉速儀利用視覺暫留的原理。閃光式轉速儀,除了檢測轉速(往復速度)外,還可以觀測循環(huán)往復運動物體的靜像,對了解機械設備的工作狀態(tài),是一必不可少的觀測工具。 

電子式轉速儀

  電子技術的不斷進步,使這一類轉速儀有了突飛猛進的發(fā)展。電子式轉速儀是一個比較籠統(tǒng)的概念:以現代電子技術為基礎,設計制造的轉速測量工具。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,很難像前五種一樣來歸類。這里將電子類轉速計,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。   1、轉速傳感器:轉速傳感器從原理(或器件)上來分,有磁電感應式、光電效應式、霍爾效應式、磁阻效應式、介質電磁感應式等。另外還有間接測量轉速的轉速傳感器:如加速度傳感器(通過積分運算,間接導出轉速),位移傳感器通過微分運算,間接導出轉速),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換,來測量轉速 ;大多數都輸出脈沖信號(近似正弦波或矩形波)。針對脈沖信號測轉速的方法有:頻率積分法(也就是F/V轉換法,其直接結果是電壓或電流),和頻率運算法(其直接結果是數字)。2、轉速顯示儀:顯示儀從指示形式來分有指針式、數字式、圖形及其混合式和虛擬儀表等;指針式:動圈式:線圈、游絲指針聯于一旋轉軸上,給線圈輸入電流,線圈感應出磁力,且互成正比;磁力與游絲的扭力平衡,扭力與指針轉角成正比,指針的角度也就反映出輸入電流的大?。?font face="Times New Roman">②動磁式:正交線圈中電流的變化,導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:雙向旋轉的馬達帶動電位器的旋轉,電位器的取樣值與輸入信號電壓比較,決定雙向旋轉馬達正轉、反轉或停止,與電位器聯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動需要供電電源時,且依賴現代電子技術時,這里就把它歸為電子類 。 數字式、圖形及其混合式主要是從器件來區(qū)分,有數碼管、字段式液晶、液晶屏、熒光管、熒光屏、等離子屏和EL屏等。顯示技術是一門專門的技術,本文會涉及一些顯示技術,但不做展開闡述。 虛擬轉速儀: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,有關開發(fā)運用技術,可以瀏覽NI公司的網站。   

上述六種轉速儀,具有各自獨特的結構和原理,既代表著不同時期的技術發(fā)展水平,也體現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;但留心回顧一下,不禁要驚嘆前賢的匠心!離心式轉速儀,是機械力學的成果;磁性式轉速儀,是運用磁力和機械力的一個典范;電動式轉速儀,巧妙運用微型發(fā)電機和微型電動機將旋轉運動異地拷貝;磁電式轉速儀,電流表頭和傳感器都是電磁學的普及運用;閃光式轉速儀,人類認識自然的同時也認識了自我,體現了人類的靈性;電子式轉速儀,電子技術的千變萬化,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速測量儀表。轉速表還可分為:接觸式轉速表(機械式轉速表)、非接觸式轉速表(光電式轉速表)、脈沖式轉速表、汽油機轉速表和柴油機轉速表。

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