Тахометры

Тахометрами называют приборы для измерения частоты вращения валов. Они могут быть центробежными, магнито-индукционными, с электрическим генератором, стробоскопическими и электронными.

Действие центробежного механического тахометра основано на центробежном эффекте: при вращении тела на любую частицу действует центробежная сила, пропорциональная массе частицы, расстоянию от оси вращения и квадрату угловой скорости.

Существует много различных кинематических схем центробежных тахометров, но наибольшее распространение для технической диагностики получили механизмы с кольцевым грузом. При вращении оси, приставляемой к валу, кольцо под действием центробежной силы стремится повернуться. Соединенная с ним спиральная пружина создает противодействующий момент. Поворот кольца посредством тяги и зубчатой передачи передается стрелке прибора.

Центробежные тахометры на несколько пределов измерений снабжены шестеренчатыми редукторами с различными передаточными отношениями.

Принцип действия измерительного механизма магнитоин-дукционного тахометра основан на силовом взаимодействии поля постоянного магнита и токов, возникающих в металлическом теле при его движении в магнитном поле. При вращении магнита, соединенного с осью тахометра, магнитные силовые линии непрерывно пересекают цилиндрический колпачок. Возникающие в колпачке вихревые токи, взаимодействуя с магнитным полем, увлекают колпачок в сторону вращения магнита. С осью колпачка связана стрелка указателя. Противодействующий момент создается спиральной пружиной, один конец которой прикреплен к оси колпачка, а другой — к неподвижному основанию.

Тахометры с электрическими генераторами в отличие от центробежных и магнитоиндукционных тахометров дают возможность осуществлять дистанционную передачу показаний, так как вторичный прибор может быть удален на значительное расстояние от места измерения. Наибольшее распространение получили дистанционные электрические тахометры типа ТЭ, представляющие собой сочетание синхронной передачи и указателя, аналогичного указателю магнитоиндукционного тахометра. Датчиком синхронной передачи служит трехфазный генератор с ротором в виде постоянного магнита. При вращении ротора в обмотках статора возникает переменный ток, частота которого соответствует частоте вращения ротора.

Принцип действия стробоскопического тахометра основан на стробоскопическом эффекте, т. е. свойстве человеческого глаза сохранять некоторое время видимое изображение. Этот эффект достигается следующим образом. Деталь, частоту вращения которой необходимо измерить, освещается источником прерывистого света. Если частота импульсов света совпадает с частотой вращения объекта, то объект кажется неподвижным. Поскольку частота вспышек источника света задается специальным генератором и может плавно регулироваться, то всегда можно добиться совпадения периода импульсов освещения с периодом вращения объекта. Величину измеряемой частоты вращения отсчитывают по шкале генератора импульсов. При частоте импульсов, отличающейся от частоты вращения объекта, кажущееся изображение начинает вращаться. Если эта частота меньше частоты вращения, изображение вращается в том же направлении, а если частота импульсов превышает частоту вращения, кажущееся изображение вращается в направлении, противоположном вращению объекта.

Электронные тахометры измеряют частоту вращения по частоте импульсов, получаемых от специальных датчиков, связанных с вращающимся объектом. В качестве датчиков применяют индуктивные, фотоэлектрические или электроконтактные механические устройства, которые на каждом обороте объекта контроля дают кратковременный электрический импульс.

Электронный тахометр с индуктивным датчиком может быть выполнен различными способами. Например, на вращающийся объект устанавливают алюминиевый сектор, который в момент прохождения между двумя неподвижными катушками электронного генератора вызывает в нем резкое изменение выходного тока, благодаря чему возникают импульсы тока. Частота импульсов измеряется электронным частотомером со шкалой, градуированной в единицах частоты вращения (об/мин).

Электронный тахометр с фотоэлектрическим датчиком состоит из отражателя света (например, зеркальца), прикрепляемого к вращающемуся объекту, источника освещения, фотоэлемента и электронного частотомера. При определенных положениях вращающегося вала луч света, отражаясь от отражателя, попадает на фотоэлемент, вследствие чего в нем возникают электрические импульсы. Они поступают в частотомер, по которому отсчитывают измеряемую частоту вращения.

Тахометр с электроконтактным датчиком состоит из механического прерывателя электрического тока и измерительного устройства. Электроконтактные датчики по сравнению с другими типами датчиков менее надежны в работе, так как подвержены изнашиванию и загрязнению.