Индукционный тахометр принцип работы
Обновлено: 07.07.2024
Принцип действия индукционных тахометров основан на явлении электромагнитной индукции, заключающейся в том, что индуцированная э.д.с. пропорциональна скорости изменения магнитного потока Ф, сцепленного с катушкой индуктивности из W витков:
Индукционные преобразователи для тахометров выполняются в виде небольшого генератора постоянного или переменного тока, вал которого механически связывается с валом испытуемого двигателя.
Используемый в лабораторном стенде тахометр представляет собой трехфазный генератор с постоянным магнитом - ротором.
При синусоидальном распределении магнитной индукции в воздушном зазоре генератора действующее значение переменной э.д.с, индуцируемой в обмотке статора, равно:
где: Ф - магнитный поток в Вб;
N - число витков обмотки статора;
n - частота вращения якоря в 1/мин.
Частота генерируемой э.д.с. определяется через число пар полюсов ротора генератора выражением
Таким образом, информационным параметром при измерении час вращения вала может служить э.д.с. Е или частота f. Измерение частоты дает большую точность, так как в тахометрах, основанных на изменении напряжения, имеет место значительная температурная погрешность и заметно влияние линии передачи.
60. Индукционные и стробоскопические тахометры: область применения, принцип действия и т.д.
Среди тахометров переменного тока особое место занимают индукционные тахогенераторы. Тахогенератор такого прибора представляет собой электрическую машину асинхронного типа, кот. состоит из внешнего и внутреннего магнитопровода.
В зазоре между которыми располагается статорная обмотка состоящая из обмотки возбуждение и сигнальной обмотка.
В этот тахогенератор ротор, кот обычно выполн. в виде цилиндра, при этом оси обмоток катушек возбуждения и сигнальным расположено перпендикулярно.
С сигнальной обмотки снимается напряжение той же частоты, но амплитуда которого пропорциональны угловой скорости вращения полого ротора.
При неподвижном роторе при полн. электр. и магнит. симметрии напряжения сигнальной обмотки отсутствует.
При вращении ротора с угловой скоростью w сигнальная обмотка индуцируется. Uc=kBwfsin2πft
Стробоскопический метод является одним из наиболее точных и часто применяется в лаб. условиях, так же используется при создании новых образцовых средств измерений. Если метку, кот находится на вращ. валу осветить вспышками света, то при совпадении числа вспышек с частотой вращения.
Если разность числа вспышек и частот вращения отличны от нуля, то метка будет вращаться с этой разностной скоростью в одну или в другую сторону в зависимости от знака радиуса. Т.к глаз позволяет замечать очень медленное движение метки то выбирая част. вспышек по сред. регулир. можно добиться остановки метки. В этом случае частота вспышек будет равной. Стробоскопический метод сводится к сравнению изм частоты с мерой. Мерой яв-ся частота вспышек. Точность изм зависит от воспроизведения и изм частот вспышек. Этот метод может привести к грубым ошибкам.
Индуктивный тахометр с Алиэкспресс. Цена указана на конец 2021 года.
Устанавливать такой тахометр на лодочный мотор очень просто, т.к. не требуется никакого подключения непосредственно к проводке самого двигателя. Индуктивный прибор подключается путём намотки на свечной провод 5-6 витков проводки самого тахометра и потом настраивается в зависимости от типа двигателя (1/2 импульса за оборот или 1 импульс за 2 оборота).
Многие не любят такие тахометры, т..к они якобы плохо считывают импульсы со свечного провода, но в моём случае все заработало прекрасно. Пробовал наматывать 5 витков 50 см провод и 6 витков с проводом 1 метр. Возможно нужно просто “поиграться” с витками и длиной провода.
После первого включения этот тахометр выключать не рекомендуется, т.к. это сбросит счетчик моточасов. Принудительно прибор выключается одновременным удержанием кнопок S1 и S2, но это приведёт к сбросу моточасов.
Режим отображения на экране переключается автоматически. Во время работы мотора показываются обороты двигателя, при остановке отображаются моточасы.
Корпус тахометра склеенный, но разбирается достаточно просто. Возможно кто то захочет заменить батарейку и поставить более мощную или вообще подключить внешний источник питания. Изначально стоит батарейка CR2450 на 3В и 600 мАч. На фото тахометр уже разбирался и заливался герметиком.
Установка режимов работы
Важно! Перед установкой режимов работы прибора двигатель, на котором он установлен должен быть выключен либо прибор должен быть снят с двигателя.
Индукционные тахогенераторы редко применяются как измерительные приборы вследствие больших погрешностей, но они незаменимы в качестве датчиков угловой скорости в системах автоматики.
Рис. 6. Кинематические схемы магнитоиндукционных тахометров: а – с полым цилиндром; б – с диском; 1 – чувствительный элемент; 2 –магнит; 3 – магнитопровод.
К ним относятся магнитоиндукционные тахометры, которые бывают двух типов: с чувствительным элементом в виде тонкостенного электропроводящего полого цилиндра 1 (рис. 6. а), помещенного в зазоре между вращаемым магнитом 2 и магнитопроводом 3, или с чувствительным элементом в виде диска 1 (рис. 6. б), помещенного в зазоре между вращаемыми цилиндрическими магнитами 2. Обычно постоянные магниты вращаются с частотой, пропорциональной измеряемой частоте вращения вала двигателя, а чувствительные элементы (цилиндры и диски) закреплены на самостоятельных осях и могут поворачиваться лишь на некоторый угол, ограниченный спиральной противодействующей пружиной П.
При вращении магнитной системы в теле чувствительного элемента (ЧЭ) за счет магнитной индукции наводится ЭДС, прямо пропорциональная скорости вращения магнита:
где k1 - коэффициент, зависящий от индукции магнитного потока, пронизывающего ЧЭ; пм — угловая скорость вращения магнита.
ЭДС, индуцированная в ЧЭ, вызывает появление в нем индукционных токов i, величина которых зависит от ЭДС, вызвавшей их, числа пар полюсов магнита, размеров и материалов ЧЭ. Индукционные токи, в свою очередь, создают магнитное поле. В результате взаимодействия магнитных полей ЧЭ и постоянных магнитов возникает вращающий момент, стремящийся повернуть ЧЭ вслед за вращающимся магнитом. Вращающий момент, действующий на элемент, пропорционален величине индуцированного в нем вихревого тока, а следовательно, и скорости вращения магнита:
где к2 — постоянный коэффициент пропорциональности.
Под действием вращающего момента ЧЭ поворачивается и закручивает пружину П, создающую противодействующий момент, пропорциональный углу закручивания пружины:
где с - жесткость пружины; a — угол закручивания пружины.
На одной оси с ЧЭ укреплена стрелка, угол отклонения которой пропорционален угловой скорости вращения постоянного магнита.
Угол поворота стрелки прибора определяется равенством моментов откуда
где к=к2/с — коэффициент, зависящий от жесткости пружины, конструкции и материала магнита и ЧЭ.
Магнитоиндукционный тахометр является дистанционным прибором. Синхронная дистанционная передача состоит из трехфазного генератора переменного тока (датчика), расположенного на авиадвигателе, трехпроводной линии и синхронного двигателя, размещенного в указателе.
Датчики магнитоиндукционных тахометров не имеют методической погрешности.
Основная инструментальная погрешность указателя тахометра определяется трением в подшипниках и ошибками градуировки шкалы.
Дополнительные погрешности обусловлены прежде всего влиянием температуры и вызываются изменением электрического сопротивления чувствительного элемента, магнитной проводимости магнитопроводов и упругих свойств противодействующей пружины. Конструктивная погрешность из-за изменения температуры окружающей среды частично компенсируется подбором материалов деталей.
Акселерометры
Для измерений ускорений и перегрузок, воздействующие на отдельные элементы и на весь ЛА в целом, используются акселерометры. Знание перегрузок необходимо для управления самолетом. Акселерометры могут измерять линейные и угловые ускорения и перегрузки. Ускорения, воздействующие на ЛА могут измеряться относительно осей, связанных с центром масс ЛА и относительно осей связанных с Земной поверхностью. Ускорение можно определить следующими медодами: 1)инерциальным;2)дифференцированием известных скоростей;3)двойным дифференцированием перемещений.
Линейное и угловое перемещения могут быть определены с помощью: реостатного, индуктивного и емкостного преобразователей перемещений.
Акселерометры могут быть реализованы с применением схем прямого преобразования, компенсационных схем. Необходимо иметь 3 угловых и 3 линейных акселерометра по 3 осям координат.
Читайте также: