转速测量
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转速表测量范围引言转速表是一种用于测量旋转物体的转速的仪器,广泛应用于工业、机械、汽车等领域。
不同类型的转速表具有不同的测量范围和精度要求。
本文将介绍转速表的测量范围及其相关要点,以帮助选择适合的转速表。
一、转速表的测量原理转速表通过测量旋转物体上的特定标记或传感器的信号来确定旋转速度。
常见的测量原理包括光电传感器、霍尔传感器、磁电感传感器等。
不同的传感器原理适用于不同类型的旋转物体。
二、转速表的测量范围转速表的测量范围是指能够准确测量的旋转速度范围。
测量范围通常由以下因素决定:1.显示范围:转速表的显示范围是指仪表面板上所显示的数字或刻度的范围。
例如,一个转速表的显示范围可以是0~10,000转/分钟。
2.分辨率:分辨率是指转速表在测量范围内能够区分的最小变化量。
较高的分辨率可以提供更准确的测量结果。
3.测量精度:测量精度是指转速表的测量结果与实际旋转速度之间的差异程度。
通常以百分比或绝对值来表示,如±1%或±10转/分钟。
4.传感器适用范围:转速表的测量范围还受限于所使用的传感器的特性和适用范围。
不同传感器对于旋转物体的速度范围有不同的限制。
三、选择适合的转速表在选择转速表时,需要考虑以下因素:1.测量对象的转速范围:根据实际应用需求,确定所需测量的旋转物体的转速范围。
确保所选转速表的测量范围能够覆盖该范围。
2.精度要求:根据测量的精度要求选择合适的转速表。
如果需要更高的测量精度,可能需要选择更高精度的仪器。
3.环境条件:考虑实际使用环境的温度、湿度、震动等因素,选择适应该环境的耐用型转速表。
4.附加功能:一些转速表可能具有附加功能,如数据记录、峰值保持等。
根据需求选择适合的功能。
四、注意事项在使用转速表进行测量时,需要注意以下几点:1.正确安装传感器:确保传感器正确安装在旋转物体上,并与转速表连接良好。
2.避免干扰:在测量过程中,尽量避免外部磁场、电源干扰或其他物体的影响。
光电式转速测量的工作原理
光电式转速测量是一种基于光电效应的测量方法,通过感知物体的转动产生的光电信号来计算出物体的转速。
其工作原理如下:
1. 发光器:发光器产生一束光束,通常为红外光或激光光束。
2. 反射器:将光束反射到接收器上。
反射器通常位于被测物体的表面,可以是一个旋转的标记或者标记带。
3. 接收器:接收器收集光电信号,并将其转换为电信号。
接收器通常是一个光敏元件,如光敏二极管或光电二极管。
4. 信号处理:将接收器输出的光电信号进行放大、滤波和解码等处理,以获取有关转速的准确信息。
5. 转速计算:根据反射器上的标记或标记带的数量,测量出物体转过的角度,并将其转换为转速值。
光电式转速测量具有灵敏度高、测量范围广、响应速度快等优点,广泛应用于机械设备、汽车行业、电子设备等领域中的转速监测和控制。
电机转速测量实验报告电机转速测量实验报告引言电机转速测量是电工学中重要的实验之一。
准确测量电机转速对于电机的性能评估、故障诊断以及控制系统设计都具有重要意义。
本实验旨在通过使用转速传感器和测速仪器来测量电机的转速,并对测量结果进行分析和评估。
实验目的1. 学习使用转速传感器和测速仪器进行电机转速测量。
2. 掌握电机转速测量的基本原理和方法。
3. 分析测量结果,评估电机的性能。
实验装置与方法实验所需的装置包括电机、转速传感器、测速仪器等。
首先,将转速传感器安装在电机轴上,并连接到测速仪器。
然后,通过控制电机的电源,使其运行,并记录测速仪器上显示的转速数值。
重复多次实验,以获得准确的平均转速。
实验结果与分析通过多次实验测量,我们得到了电机在不同负载下的转速数据。
通过对这些数据进行分析,我们可以得出以下结论:1. 负载对电机转速的影响实验结果显示,随着负载的增加,电机的转速逐渐降低。
这是因为负载的增加会增加电机所需的功率,从而降低电机的转速。
这一结论对于电机的性能评估和控制系统设计具有重要意义。
2. 转速传感器的准确性通过对多次实验测量结果的比较,我们发现转速传感器的测量结果相对稳定且准确。
然而,在测量过程中,我们还发现转速传感器对于电机的启动和停止过程中的瞬时变化较为敏感。
因此,在实际应用中,我们需要注意这一点,并进行相应的数据处理和滤波。
3. 电机性能评估通过测量电机的转速,我们可以评估电机的性能。
例如,我们可以通过比较实际转速与额定转速的差异来评估电机的负载能力和效率。
此外,我们还可以通过测量不同负载下的转速来评估电机的响应速度和稳定性。
结论与展望通过本次实验,我们学习了电机转速测量的基本原理和方法,并通过实际操作获得了相关数据。
通过对实验结果的分析,我们得出了一些有关负载对电机转速的影响以及转速传感器的准确性的结论。
这些结论对于电机的性能评估和控制系统设计具有重要意义。
然而,本实验还存在一些局限性,例如实验数据的采集和处理方法可以进一步改进,以提高测量结果的准确性和稳定性。
转速测量方法与转速仪表转速测量在国民经济的各个领域,都是必不可少的。
本文就转速测量方法以及实施检测的仪表,做一简单的阐述。
希望给工作中需要转速测量仪表,和在转速测量或相关领域进行研究开发的人员提供一些参考意见。
关键词:速度线速度角速度转速误差和精度采样时间虚拟仪表主题:考察转速测量方法演变,从演变的轨迹对转速测量有一个比较全面的了解,着重介绍智能转速表的检测方法和实施检测的仪表。
内容提要:•转速检测仪表的分类•电子式转速表•转速测量的方法•结束语•附录一、转速检测仪表的分类:1.离心式转速表,利用离心力与拉力的平衡来指示转速。
离心式转速表是最传统的转速测量工具,是利用离心力原理的机械式转速表;测量精度一般在1~2级,一般就地安装。
一只优良的离心式转速表不但有准确直观的特点,还具备可靠耐用的优点。
但是结构比较复杂。
2.磁性转速表,利用旋转磁场,在金属罩帽上产生旋转力,利用旋转力与游丝力的平衡来指示转速。
磁性转速表,是成功利用磁力的一个典范,是利用磁力原理的机械式转速表;一般就地安装,用软轴可以短距离异地安装。
磁性转速表,因结构较简单,目前较普遍用于摩托车和汽车以及其它机械设备。
异地安装时软轴易损坏。
3.电动式转速表,由小型交流发电机、电缆、电动机和磁性表头组成。
小型交流发电机产生交流电,交流电通过电缆输送,驱动小型交流电动机,小型交流电动机的转速与被测轴的转速一致。
磁性转速表头与小型交流电动机同轴连接在一起,磁性表头指示的转速自然就是被测轴的转速;电动式转速表,异地安装非常方便,抗振性能好,广泛运用于柴油机和船舶设备。
4.磁电式转速表,磁电传感器加电流表,异地安装非常方便。
5.闪光式转速表,利用视觉暂留的原理。
闪光式转速表,除了检测转速(往复速度)外,还可以观测循环往复运动物体的静像,对了解机械设备的工作状态,是一必不可少的观测工具。
6.电子式转速表,电子技术的不断进步,使这一类转速表有了突飞猛进的发展。
转速测量方法范文转速测量方法是用于测量旋转物体的转速的一种方法。
转速是指旋转物体单位时间内旋转的圈数或角度。
转速测量对于许多领域的工作都非常重要,例如机械工程、电机工程、航空航天等。
下面将介绍几种常用的转速测量方法。
1.数据采集器测量法:这是一种常用的转速测量方法,通过将转速传感器与数据采集器连接,将转速传感器输出的电信号转换为数字信号,并通过数据采集器将转速数据记录下来。
数据采集器可以采集高速转速甚至测量不易接触到的物体的转速,具有精度高、操作简单的优点。
2.光电测量法:光电测量法利用光电传感器对转速进行测量。
常用的光电传感器有反射式和透明式两种。
反射式光电传感器通过测量物体上反射的光信号来确定转速,透明式光电传感器则通过测量物体从光源中通过的光的变化来确定转速。
光电测量法具有测量范围广、响应速度快的优点,但在特殊环境下,如强光或低温环境下可能会受到干扰。
3.磁电测量法:磁电测量法是通过磁电传感器来测量转速。
常用的磁电传感器有霍尔元件和磁阻元件两种。
霍尔元件是一种基于霍尔效应的传感器,通过测量在磁场中沿着其通道空间产生的电势差来确定转速。
磁阻元件则是通过测量磁场对元件电阻的影响来确定转速。
磁电测量法具有抗干扰能力强、测量精度高的优点,适用于工作环境复杂的情况。
4.高频测量法:高频测量法是一种利用高频信号来进行转速测量的方法。
这种方法通过测量旋转物体产生的高频信号的周期或频率来确定转速。
常见的高频测量法有频率计、计数器等。
高频测量法具有响应速度快、测量范围广的优点,适用于高速转速的测量。
以上介绍了几种常用的转速测量方法。
在实际应用中,选用合适的转速测量方法要考虑转速范围、测量精度、工作环境等因素。
不同的测量方法有各自的特点和适用范围,可以根据实际需求选择合适的方法进行转速测量。
转速测量设计实验报告1. 实验目的本实验旨在设计并实现一种测量转速的方法,并验证其准确性和稳定性。
2. 实验原理2.1 传感器原理转速测量一般需要通过传感器来实现。
常见的转速传感器有光电传感器、霍尔传感器和接触式触发器等。
本实验采用光电传感器作为转速测量的感知器件。
光电传感器通过发射红外光束,并根据反射光的变化来测量目标物体的运动速度。
2.2 转速计算方法根据光电传感器感知到的目标物体的运动情况,我们可以计算出目标物体的转速。
转速的计算方法如下:速度= \frac {2\pi r}{T}其中,速度为目标物体的线速度,r为目标物体的半径,T为目标物体绕轴旋转一周所需的时间。
3. 实验设计本实验的设计思路是在目标物体上固定一块白色圆片,并将光电传感器放在圆片的旁边。
光电传感器产生的红外光束会照射到圆片上,并由圆片反射回光电传感器。
当目标物体旋转时,圆片运动会导致光电传感器感受到反射光的变化。
我们通过记录光电传感器输出的电信号的变化来计算目标物体的转速。
实验所需材料如下:- 光电传感器- 白色圆片- 电路连接线- 示波器(或数字多用表)实验步骤如下:1. 将光电传感器固定在实验平台上,使其能够与目标物体保持一定的距离。
2. 将白色圆片固定在目标物体上,并使其与光电传感器处于同一平面。
3. 连接光电传感器的输出端和示波器(或数字多用表)。
4. 打开示波器(或数字多用表)并设置合适的测量范围。
5. 启动目标物体的旋转,记录光电传感器输出的电信号的变化。
6. 根据记录到的数据,计算目标物体的转速。
4. 实验结果与分析在实验中,我们通过示波器记录了光电传感器输出的电信号的变化,并根据这些数据计算了目标物体的转速。
实验结果显示,我们所设计的转速测量方法具有较高的准确性和稳定性。
在实际使用中,我们可以根据实验结果进行进一步优化和改进。
例如,可以根据目标物体的特性选择合适的感知器件,调整光电传感器和目标物体之间的距离,以及对于输出信号的处理等等。
转速测量方法与转速仪表转速测量在国民经济的各个领域都是必不可少的;本文就转速测量方法以及实施检测的仪表做一简单的阐述;希望给工作中需要转速测量仪表和在转速测量或相关领域进行研究开发的人员提供一些参考意见;关键词速度线速度角速度转速误差和精度采样时间虚拟仪表主题考察转速测量方法演变从演变的轨迹对转速测量有一个比较全面的了解着重介绍智能转速表的检测方法和实施检测的仪表;一、转速检测仪表的分类1、离心式转速表利用离心力与拉力的平衡来指示转速;离心式转速表是最传统的转速测量工具是利用离心力原理的机械式转速表测量精度一般在 1~2 级一般就地安装;一只优良的离心式转速表不但有准确直观的特点还具备可靠耐用的优点;但是结构比较复杂 ;2、转速表利用旋转磁场在金属罩帽上产生旋转力利用旋转力与游丝力的平衡来指示转速;磁性转速表是成功利用磁力的一个典范是利用磁力原理的机械式转速表一般就地安装用软轴可以短距离异地安装;磁性转速表因结构较简单目前较普遍用于摩托车和汽车以及其它机械设备;异地安装时软轴易损坏;3、动式转速表由小型交流发电机、电缆、电动机和磁性表头组成;小型交流发电机产生交流电交流电通过电缆输送驱动小型交流电动机小型交流电动机的转速与被测轴的转速一致;磁性转速表头与小型交流电动机同轴连接在一起磁性表头指示的转速自然就是被测轴的转速电动式转速表异地安装非常方便抗振性能好广泛运用于柴油机和船舶设备;4、电式转速表磁电传感器加电流表异地安装非常方便;5、闪光式转速表利用视觉暂留的原理;闪光式转速表除了检测转速往复速度外还可以观测循环往复运动物体的静像对了解机械设备的工作状态是一必不可少的观测工具;6、电子式转速表电子技术的不断进步使这一类转速表有了突飞猛进的发展;上述6 种转速表具有各自独特的结构和原理既代表着不同时期的技术发展水平也体现人类认识自然的阶段性发展过程;时代在不断前进有些东西将会成为历史但我们留心回顾一下不禁要惊叹前贤的匠心1、离心式转速表是机械力学的成果2、磁性式转速表是运用磁力和机械力的一个典范3、电动式转速表巧妙运用微型发电机和微型电动机将旋转运动异地拷贝4、磁电式转速表电流表头和传感器都是电磁学的普及运用5、闪光式转速表人类认识自然的同时也认识了自我体现了人类的灵性6、电子式转速表电子技术的千变万化给了我们今天五彩缤纷的世界同样也造就了满足人们各种需要的转速测量仪表;二、电子式转速表电子式转速表是一个比较笼统的概念以现代电子技术为基础设计制造的转速测量工具;它一般有传感器和显示器有的还有信号输出和控制;因为传感器和显示器件方面的多种多样还有测量方法的多样性很难像前5 种一样来归类;本文将电子类转速表从传感器和二次仪表分开来分类;如果从安装使用方式上来分还有就地安装式、台式、柜装式和便携式以及手持式 ;本文对此不做详述;转速传感器转速传感器从原理或器件上来分有磁电感应式、光电效应式、霍尔效应式、磁阻效应式、介质电磁感应式等;另外还有间接测量转速的转速传感器如加速度传感器通过积分运算间接导出转速位移传感器通过微分运算间接导出转速等等;测速发电机和某些磁电传感器在线性区域可以直接通过交流有效值转换来测量转速大多数都输出脉冲信号近似正弦波或矩形波;针对脉冲信号测转速的方法有频率积分法也就是 F/V 转换法其直接结果是电压或电流和频率运算法其直接结果是数字;转速显示仪显示仪从指示形式来分有指针式、数字式、图形及其混合式和虚拟仪表等1、指针式•动圈式线圈、游丝指针联于一旋转轴上给线圈输入电流线圈感应出磁力且互成正比磁力与游丝的扭力平衡扭力与指针转角成正比指针的角度也就反映出输入电流的大小•动磁式正交线圈中电流的变化导致合成磁场方向的变化而指针附着在单对极的永磁体上指针反映电流的变化;•电动式双向旋转的马达带动电位器的旋转电位器的取样值与输入信号电压比较决定双向旋转马达正转、反转或停止与电位器联动的指针正确反映输入信号的大小;上述三式指针类表头中电动式表头属于电子类动磁式表头和动圈式表头本身不属于电子类当与表头配套的传感器或表头驱动需要供电电源时且依赖现代电子技术时这里就把它归为电子类 ;2、数字式、图形及其混合式主要是从器件来区分有数码管、字段式液晶、液晶屏、荧光管、荧光屏、等离子屏和 EL 屏等;显示技术是一门专门的技术本文会涉及一些显示技术但不做展开阐述;3、虚拟转速表随着计算机的普及利用计算机做显示和操作平台的虚拟仪表也越来越被广泛运用目前主流的开发平台是 NI 公司的 LabVIEW;有关开发运用技术可以浏览 NI 公司的网站;三、转速测量的方法•F/V 转换电子类转速测量仪表由转速传感器和表头显示器组成;目前常用的转速传感器大多输出脉冲信号只要通过频率电流转换就能与电压电流输入型的指针表和数字表匹配或直接送 PLC频率电流转换的方法有阻容积分法、电荷泵法和专用集成电路法前两种方法在磁电转速表中也有运用;专用集成电路大都数是阻容积分法、电荷泵法的综合;目前常用的专用集成电路有 LM331、AD654 和 VF32 等转换精度在 %以上但在低频时这种转换就无能为力;采用单片机或 FPGA做 F/D 和 D/A 转换转换精度在 ~%之间量程从 0~2Hz 到 0~20KHz频率低于 10Hz 时反映时间也变长;关于 F/V 转换请参考相应芯片介绍和应用资料本文不做赘述;•频率运算在显示精度、可靠性、成本和使用灵活性上有一定要求时就可直接采用脉冲频率运算型转速表;频率运算方法有定时计数法测频法、定数计时法测周法和同步计数计时法;定时计数法测频法在测量上有±1 的误差低速时误差较大定数计时法测周法也有±1 个时间单位的误差在高速时误差也很大;同步计数计时法综合了上述两种方法的优点在整个测量范围都达到了很高的精度万分之五以上的测量转速仪表基本都是这种方法;下面以 XJP-10B 为例介绍定时计数法测频法、定数计时法测周法和同步计数计时法;早期的 XJP-10B 转速数字显示仪采用 CMOS 数字集成电路 ;其原理可用如下三个框图表示框图一测频原理框图一告诉我们被测信号通过放大整形进入加法计数器晶体振荡器的频率信号通过分频产生秒或分钟信号在计数显示控制器中生成寄存脉冲和清零脉冲;寄存脉冲将加法计数器的 BCD 码送入寄存器通过译码驱动LED 数码管显示一秒或分钟内的计数值直到下一次寄存脉冲的到来紧接着清零进行下一轮计数、寄存译码显示如此不间断测频;如果我们考察一下这些信号的时序不难发觉这种定时计数测量方法的缺陷是被计数脉冲有多一或少一的误差;如果被测频率为 10000Hz, 多一或少一的误差相对来讲只不过万分之一如果被测频率为 2Hz,多一或少一的误差相对来讲就达到了百分之五十不难看出频率越低误差越大而且还有一点把一秒变成一分钟误差就变小了;低频时如不延长采样时间要提高精度就要采用测周的方法框图二正是说明这种方法;框图二测周原理将框图二与框图一进行比较我们不难发觉上述二者的差别在于晶体振荡器与被测信号的位置作了互换象是代数上的分子分母的颠倒也正是物理上的频率和周期互为倒数细心的读者可以体会到学科之间的内在联系无处不在;测周的误差与测频相似是多一个或少一个晶体振荡器脉冲也就是多一个或少一个时基脉冲晶体振荡器脉冲频率准确度越高误差越小晶体振荡器脉冲频率越高误差也越小被测频率越高误差越大因此测量高频时对被测信号进行分频确实是提高测周精度的好方法;在周期过长时还可通过计数器借助计时器来测量转速;下面的框图表示了计数器的工作原理;框图三计数器原理现在我们可以看出XJP-10B 转速数字显示仪在 CMOS 数字集成电路的条件下已是一款十分完备的转速测量工具这台仪器的设计者是田同裕先生与之同期的类似产品还有XJP-02A 转速数字显示仪设计者童敏杰先生改进者姓名略;早期的XJP-10B 转速数字显示仪在今天看来有哪些不足呢周期和频率都不能等同转速频率与转速存在倍数关系通过时基频率的分频采样时间的倍乘基本满足了大都数用户的需要测周则需要用户自己换算成转速;在今天的电子技术条件下解决这些问题用单片机或FPGA 都比较方便;那么今天的设计者怎样设计新的 XJP-10B 转速数字显示仪呢下面仍然以 XJP-10B 转速数字显示仪为例介绍同步计数计时法;同步计数计时法同步计数计时法是随着单片机的普及而得到普及运用;同步计数计时法是怎样综合前两种方法的优点的呢我们还是用时序来分析;定时计数时序时序图一时序图二时序图一计时和计数脉冲不同步时序图二计时和计数脉冲同步;但不管计时和计数脉冲同步与否都有多一少一的误差;同理定数计时也有多一少一的误差;同步计数计时时序图当定时器与被测脉冲同步计数时为避免被测脉冲计数多一少一的误差将定时作延时调整等待被测脉冲计数完整与此同时取时间基准脉冲计数值;这样脉冲计数 N 为零误差时间基准脉冲计数 T 有多一少一的误差;当时间基准脉冲源晶振误差小于十万分之一时误差源主要是时间基准脉冲计数多一少一引起;频率 f=N/T假定定时为 1 秒时间基准脉冲周期为100μS,T=10000+ΔTf=N/10000+ΔT, 误差Δf/f=N/10000+ΔT-N/10000+ΔT±1/N/10000+ΔT=1-10000+ΔT±1/10000+ΔT=±1/10000+ΔT可见误差小于万分之一随着晶振频率的提高误差减小;当采用单片机进行计数和运算时还有中断不及时引起的误差;关于误差的分析本文不再做深入探讨;频率与转速的关系f=Pv/60f 表示频率P 表示每旋转一周产生的脉冲个数v 表示转速亦即每分钟旋转的转数;T=1/f新的XJP-10B 转速数字显示仪由于采用了单片机技术和同步计数计时法使得测频、测速、测周、计数变得精确而且非常简单只要轻触仪表面板控制键就能在4 种功能间切换;由于系数可任意设置使得仪表与传感器配套不受输出脉冲数的限制;并且该仪表还有扩展的 RS232 接口能与配套的虚拟仪表动态显示频率、转速速度、和计数值;四、结束语转速仪表结构简单化品种多样化与系列化进一步要向人性化发展;随着电子技术发展单片机技术和大规模可编程数字逻辑电路的普及为转速仪表结构简单化提供了技术基础;智能芯片的运用使同一仪表硬件具有多种不同功能的软件为多样化系列化带来了便利;智能仪表的软件可为不同需求量身定做使得智能仪表又具个性化的特点;目前智能化转速数字显示仪表有通用的SQY01T 系列转速数字显示仪SZC 系列电站用转速数字显示仪SKY 系列透平膨胀机智能数字显示仪以及各种多功能转速仪表如 ZS-1 双路转速表、以及显示差速、速比的ZS-2 转速表带方向显示的SQYC 转速表可远传的CS-1 转速表等;有了设计人员不断汲取新知识不断运用新器件不断开拓新思路才有这些创新的仪表;智能仪表要向人性化发展;仪表在满足使用的同时也要为使用仪表的人带来使用上的方便和舒适;把这种理念不断融入设计和产品造就成功的仪表; 本文以此为结束语期与仪表人共勉;附录一、常用传统转速表附录三、常用频率电流转换器。
转速测量实验结论一、实验目的本实验旨在通过转速测量实验,掌握转速测量的基本原理和方法,并能够正确使用测量仪器进行转速测量。
二、实验原理1. 转速的定义转速是指单位时间内旋转的圈数,通常用每分钟旋转圈数(rpm)表示。
2. 转速测量方法(1)机械式测量方法:利用机械传动装置将被测物体的运动传递到指针或计数器上,从而获得转速信息。
(2)光电式测量方法:利用光电传感器将被测物体运动时产生的光信号转换为电信号,再通过电路处理得到转速信息。
3. 测量仪器(1)机械式仪器:如机械式计数器、震荡表等。
(2)光电式仪器:如光电编码器、激光干涉仪等。
三、实验步骤及数据处理1. 实验步骤:(1)将被测物体安装在装置上,使其能够自由旋转。
(2)选择合适的测量仪器,并按要求连接好线路。
(3)根据不同的仪器和要求,进行相应的调节和校准。
(4)开始转速测量,并记录测量数据。
2. 数据处理:(1)根据仪器的不同,将获得不同形式的数据,如计数器显示、电压信号等。
(2)根据实验要求,将数据进行单位换算和计算,得到转速值。
(3)对于多次测量的数据,可以进行平均值计算,并进行误差分析。
四、实验结论通过转速测量实验,我们可以得出以下结论:1. 转速是指单位时间内旋转的圈数,通常用每分钟旋转圈数(rpm)表示。
2. 转速测量方法主要有机械式和光电式两种方法。
3. 测量仪器包括机械式仪器和光电式仪器两种类型。
4. 在进行转速测量时需要注意选择合适的仪器、正确连接线路、进行调节和校准等步骤,以保证准确性和可靠性。
5. 对于多次测量的数据,应该进行平均值计算,并进行误差分析。
1、转速是反映旋转机械运行状态的一个重要参数,是旋转机械动力力矩和惯性力矩和负载力矩共同作用的结果。
通过对转速瞬时值的测量,可以定量了解转动机械内部动力发生装置的瞬时工作状态,了解负载的施加过程,为保障设备正常运转,分析机械瞬态性能,进行机械故障诊断提供依据。
测量转速的方法主要有4种。
机械式、电磁式、光电式和激光式。
机械式主要利用离心力原理,通过一个随轴转动的固定质量重锤带动自由轴套上下运动,根据不同转速对应不同轴套位置来获得测量结果,原理简单直接。
不需额外电器设备,适用于精度要求不高、接触式转速测量场合。
电磁式系统由电磁传感器和安装在轴系上的齿盘组成,主轴转动带动齿盘旋转,齿牙通过传感器时引起电路磁阻变化,经过放大整形后形成一个方波电脉冲,通过记录脉冲个数得到转速值。
由于受齿盘加工精度、齿牙最小分辨间隔、电路最大计数频率等限制,测量精度不能保证。
3、接近开关的推广应用(在自动控制设备中接近开关主要用于位置检测、行程限位、计数、转速测量等)接近开关是感知近距离内有、无物体的传感器,其输出是开关信号(高电平或低电平)。
接近开关广泛应用于工业自动化、自动控制系统中。
接近开关主要有以下几大门类:⑴电感式接近开关(感知金属物体)⑵电容式接近开关(感知金属、非金属物体)⑶霍尔接近开关(感知磁性物体)⑷磁性干簧管接近开关(感知磁性物体)接近开关,因安装简单、方便,只需在放卷轴和主轴的末端各安装一个齿数分别为N0和N1的齿盘,再在齿盘的上方安装接近开关即可。
当旋转的轴带着齿盘的齿从接近开关的端面转过,接近开关就产生一个脉冲,计数N0 个脉冲,对应的放卷轴就转了一周,同理,个脉冲代表主轴转一周对于N0 = N1 =1的齿盘,则是最简单的齿盘(不需齿),这时只需在轴的末端打个洞或装一颗螺丝钉就可以了,对应的轴转一周,接近开关就产生一个脉冲。
4、工作原理:使用时应在被测量转速的轴上装一齿轮(正、斜齿轮或带槽圆盘都可以)将传感器安装在支架上,调整传感器与齿轮顶之间隙为1mm左右。
转速测量方法可以分为两类,一类是直接法,即直接观测机械或者电机的机械运动,测量特定时间内机械旋转的圈数,从而测出机械运动的转速;另一类是间接法,即测量由于机械转动导致其他物理量的变化,从这些物理量的变化与转速的关系来得到转速。
同时从测速仪是否与转轴接触又可分为接触式,非接触式。
目前国内外常用的测速方法有光电码盘测速法、霍尔元件测速法、离心式转速表测速法、测速发电机测速法、漏磁测速法、闪光测速法和振动测速法。
1.光电码盘测速法这是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。
光电码盘安装在转子端轴上,随着电机的转动,光电码盘也跟着一起转动,如果有一个固定光源照射在码盘上,则可利用光敏元件来接受光,接收到光的次数就是码盘的编码数。
若编码数为l,测量时间为t,测量到的脉冲数为N,则转速n=(N/t*l)*60。
2.霍尔元件测速法利用霍尔开关元件测转速的。
霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。
输出电平与TTL电平兼容,在电机转轴上装一个圆盘,圆盘上装若干对小磁钢,小磁钢越多,分辨率越高,霍尔开关固定在小磁钢附近,当电机转动时,每当一个小磁钢转过霍尔开关,霍尔开关便输出一个脉冲,计算出单位时间的脉冲数,即可确定旋转体的转速。
3.离心式测速法离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。
当离心式转速表的转轴随被测物体转动时,离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心,并通过传动系统带动指针回转。
当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时,指针停止在偏转后所指示的刻度值处,即为被测转速值。
这就是离心式转速表的原理。
测转速时,转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内,转速表的轴要与电机的轴保持同心,否则易响准确读数。
4.测速发电机测转速利用直流发电机的电枢电动势E与发电机的转速成正比的这一关系测量转速。
测转速时,测速发电机连接到被测电机的轴端,将被测电机的机械转速变换为电压信号输出,在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表,即可读出转速。
电机转速测试原理及方法
1.转速测量原理
数字测速法按照其原理可分为三大类:一类是用单位时间内测得的物体旋转角度来计算速度,例如在单位时间内,累计转速传感器发出的个脉冲,即为该单位时间内的速度。
这种以测量频率来实现测速的方法,称为测频法,即M 法;另一类是在给定的角位移距离内,通过测量转过这一角位移的时间来实现测速,称为测周法,即T 法。
例如转过给定的角位移△θ,传感器便发出一个电脉冲周期,以晶振产生的标准脉冲来度量这一周期时间,经换算便可得转速。
以上两种方法的优缺点是M 法一般用于高速测量,转速过低时,测量误差较大,同时检测装置对转速的分辨能力也较差;而T 法则一般用于低速测量,速度越低,测量精度越高,在高速时误差较大。
结合以上二种方法的优点,可得到第三种测速方法——M/T 测速法。
“M/T 法”综合了“M 法”和“T 法”的优点。
如图所示:
在上图中列出了3种常用的基于光电编码器测速法原理图,假定时钟频率为s f ,光电编码器在前轮每转一周产生脉冲数为P 。
1M 和2M 从分别是对在相同时间内编码器脉冲和时钟脉冲进行计数的计数值。
5647666666666555555d fddd
2.下面介绍几种编码器测速方法
(1)“M 法”测速
通过测量一段固定时间间隔内的编码器脉冲数来计算转速。
如图所示;设在固定时间T 内测得的编码器脉冲数为1M ,则用1M 除以T(即T M 1)得到单位时间内编码器产生的脉冲数,用它再除以P ,则得到的1M /(T ×P)表示单位时间内前轮转动的周数,最后再乘以60(s)就得到前轮每分钟转动的周数,从而实现计算转速的目的。
用公式表示为
PT M 1
60n =根据以上分析,可知这种测速方法的准确性主要由1M 决定,并且在转速较高时也1M 较大,其相对误差较小,故适合于高速场合测试。
(2)“T 法”测速
通过测量编码器两个相邻脉冲的时间间隔来计算转速,则用2M 除以f 得到1个编码脉冲所占用的时间,其倒数(即:2
f M )为单位时间内编码器产生的脉冲数,与“M 法”测速类似,即得转速计算公式2f 60n PM =
这种测速方法的准确性主要由2M 决定,并且在转速较低时,1个编码器脉冲持续时间较长,2M 从也相对较大,其相对误差较小,故适合于低速场合。
(3)“M/T ”测速
“M/T 法”是前两种方法的结合,同时测量一定个数编码器脉冲和产生这些脉冲所花时间,由“T 法”说明知
f M 2为产生这几个编码器脉冲所共花的时间,用1M 除以它得到2
1f M M 表示单位时间内编码器产生的脉冲数,由上分析即得转速为2
1f 60PM M 。
这个方法将1M 和2M 结合使用,在整个速度范围内有较好的准确性,但对于低速,该方法需要较长检测时间才能保证结果的准确性,无法满足转速检测系统的快速动态响应指标。
(4)一种基于光电编码器的新的测速方法
根据以上分析可知,“M/T 法”综合了“M 法”和“T 法”优点,但低速段动态响应太慢。
因此如果能够根据速度情况实时改变“M/T 法”中的1M 的值,随着速度降低减少1M 的值,就可以改善“M/T 法”在低速段测速动态响应慢的问题。
由于“M/T 法”的采样周期总是产生1M 个编码器脉冲时间,随着转速增高,编码器脉冲频率变大,采样周期逐渐变小,其相对误差增大了。
本文提出的测速方法由于1M 的值可以随速度改变,在高速段增加1M 的值使得采样周期基本不变,因而其相对误差也基本不变在低速段的值可降到,满足系统动态响应要求,但相对误差比“M/T 法”相差很小。
测量过程中计数板卡要分别对编码器脉冲和时钟脉冲进行计数,由测速原理知道两个通道并不是彼此独立的,从其相对误差计算式可以看出对编码器脉冲的计数必须是完全没有误差的,这要求计数周期要与编码器脉冲的上升严格同步,并且要实现“M/T 法”中1M 的值随速度变化而改变,系统的电路采用了两个D 触发器和一些附属电路实现了上述功能。
硬件电路如图所示:
2.转速测量分类
转速测量比较简单,根据其工作原理可分为计数式、模拟式和同步式。
计数式是用某种方法读出一定时间内的总转数;模拟式是测出瞬时转速引起某种物理量如离心力、电机输出电压变化;同步式是利用己知频率的闪光与旋转体的旋转同步来测试转速。
根据转速转换方法不同,测量方法如表所示:
转速测量方法。