转速的测量方法和转速表
出处:按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第279页(1998字)
1.转速的测量方法
转速的测量方法可归纳为测频法(M法)、测周法(T法)及混合法(M/T法)三种,分述如下:
(1)测频法是在一定时间内,通过测量旋转引起的单位时间内脉冲数,来测量旋转轴转速的一种方法,适用于高、中转速测量。当低转速时脉冲个数少,测量准确度偏低。M法本质上属于定时测角法,为提高测量准确度,有时采用多标记或开齿的方法。测频法的不确定度,主要取决于时间测量和计数量化的不确定度。
(2)测周法是在转速脉冲的间隔内,用时钟脉冲来测量转速的一种方法,适合于低转速测量。T法实际上就是定角测量法,即用时标填充的方法来测量相当于某一旋转角度的时间间隔。在高、中转速时,可采用多周期平均的方法来提高测量准确度。这种测周法的不确定度,主要取决于时间测量、计数量化及触发的不确定度。
(3)混合法是在测频法的基础上,吸取测周法的优点汇集而成的一种转速测量方法,简称M/T法。它是在转速传感器输出脉冲启动定时脉冲的同时,计取传感器输出脉冲个数和时钟脉冲个数;而当到达测量时间时,先停止对传感器输出脉冲的计数,在下一个定时脉冲启动之前再停止时钟脉冲的计数。因此M/T法兼有M法和T法测量转速的优点,可在一个很宽的范围内使用。
2.转速表
测量旋转物体转速的仪器,统称为转速表。按其结构或原理的不同,有多种分类,主要有定时式、离心式、摩擦式、气动式、磁电式、电动式、电脉冲式、电子计数式、频闪式、激光式、电谐振式及光纤式等等,其中有的也可用来测量线速度。下面以定时式、电子计数式和频闪式为例,作一简介。
(1)定时式转速表是测量定时间间隔内旋转体的转数,确定转速的平均值并由指针在表盘上直接指示的一种精密的机械式转速表,其记时机构完全与被测对象无关,属于机械式绝对法测量。常用的有单盘式和双盘式两种,其测量原理属于摩擦力离心式,由擒纵定时机构来控制时间间隔,从而控制制动摩擦离合机械的计数轮的计数时间。定时式转速表的测量范围为(100~10000)r/min,不确定度为(0.25~0.5)%,通常用于接触测量。
(2)频闪式转速表是利用频闪效应制成的一类转速表。可以分为机械式和电子式,也可以分为自身闪光和自身不闪光而仅利用视觉暂留现象两种。频闪式转速表利用频闪效应直接测量转速,既不需要与被测物体接触,也不需要转速传感器,因而使用方便,量程较宽(300~240000)r/min,不确定度为0.5%FS。主要缺点是对单定像或多重像不清的对象,需有丰富的实测经验或旁证。
(3)电子计数式转速表是由转速传感器和转速数字显示仪组成的转速表的统称。前者系利用光电、磁电、霍尔效应、电容等原理制成;后者实际上是数字频率计,既可测周期,又可测频率。电子计数式转速表既可以是接触式的,又可以是非接触式的,它的量程宽,准确度高,便于携带,功能较全,操作方便。随着电子技术和传感技术的发展,这种转速表可以实现高转速测频、低转速测周,采用多周期平均法、变周期测周法、频率测量游标法以及插频法等,因而可以大大提高测量的准确度。
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