Средства измерений и контроля линейных скоростей и вращения

а — с полым ротором; б — с диском; 1 — постоянный магнит; 2 — чувствительный элемент; 3 — термомагнитный шунт; 4 — магнитопровод

Рисунок 4.3.2 - Магнитоиндукционные тахометры

Магнитоиндукционный метод основан на зависимо­сти наводимых в металлическом теле вихревых токов от частоты вращения. Тахометры, построенные на этом методе, выполняют­ся в двух вариантах: с цилиндрическим чувствительным элемен­том (рисунок 4.3.2 а) и дисковым чувствительным элементом (рисунок 4.3.2 б). Основной частью магнитоиндукционного тахометра яв­ляется измерительный узел, который состоит из постоянного магнита 1 и чувствительного элемента 2, выполненного в виде полого цилиндра или диска. Обычно постоянный магнит имеет частоту вращения, которую необходимо измерить, а чувствитель­ный элемент, выполненный из металла с большим удельным со­противлением, удерживается от вращения спиральной пружиной. В целях уменьшения температурной погрешности от непостоян­ства магнитной индукции в зазоре применяют термомагнитный шунт 3.

Магнитоиндукционные тахометры выполняются со шкалами, проградуированными в с^-1 (типа ТЭ) и с процентными шкалами (типа ИТЭ).

Тахометр типа ИТЭ состоит из собственно тахометра (измери­тельного узла) и синхронной передачи переменного тока пере­менной частоты. Передача включает синхронный генератор трех­фазного тока и синхронный двигатель с синхронным запуском.

Конструктивно тахометр выполнен в виде преобразователя и указателя.

Преобразователь тахометра (рисунок 4.3.3) является одновременно преобразователем синхронной передачи. Он представляет собой трехфазный генератор с двух - или четырехполюсным ротором-магнитом 7 из сплава АНК. Статор 8 выполнен из пластин транс­форматорной стали толщиной 0,5 мм и имеет 12 пазов, в которых уложена двухслойная обмотка, соединенная в звезду.

1 — провод; 2 — кольцо; 3 — уплотнитель; 4 и 11 — подшипник; 5 — винт; 6 и 14 — втулка; 7— ротор-магнит; 8— статор; 9 — обмотка; 10— корпус; 12 —хвостовик; 13 — гайка

Рисунок 4.3.3 - Конструкция преобразователя тахометра

Пластины статора изолированы друг от друга клеем БФ-1. Обмотка статора (двух - или четырехполюсная) выполнена из медного провода мар­ки ПЭВ-2 диаметром 0,27 мм. Каждая фаза статора состоит из четырех катушек.

Привод преобразователя осуществляется с помощью хвостови­ка 12, представляющего собой длинный гибкий вал, проходящий через втулку 6. Вал скреплен с помощью квадратного хвостовика и пружинного кольца 2. Ротор вращается в шарикоподшипниках 4 и 11. Преобразователь крепится к приводу двигателя с помощью накидной гайки 13.

Стробоскопический метод измерения угловой скоро­сти основан на свойстве глаза сохранять видимое изображение на десятые доли секунды после его исчезновения. Средства измерения, построенные по этому принципу, являются наиболее точными из рассмотренных выше. Они нашли применение в лабораторных ис­следованиях, а также при создании образцовых средств измерений.

Принцип реализации эффекта поясняет рисунок 4.3.4. Если отметку 4 на вращающемся валу 1 освещать вспышками света от источни­ка 2, то при совпадении числа вспышек с частотой вращения от­метка будет казаться неподвижной. Если эта разность будет отлич­на от нуля, то отметка начнет вращаться со скоростью в ту или иную сторону в зависимости от знака разности частоты вращения и числа вспышек. Поскольку глаз опе­ратора 3 замечает очень медленное движение отметки, то, подбирая ча­стоту вспышки посредством устрой­ства регулирования вспышки УРВ, можно остановить отметку и опреде­лить частоту вращения вала. Точность измерения определяется точностью воспроизведения и изме­рения частоты вспышек, точностью регистрации моментов остановки стробоскопической картины.

1 – вращающийся вал; 2 – источник света; 3 – глаз оператора; 4 – отметка; УВР – устройство регулирования вспышки

Рисунок 4.3.4 – Схема стробоскопического тахометра.