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                分享轉速測量方法

                分享轉速測量方法

                時間: 2021-02-02

                瀏覽量: 132

                轉速是反映旋轉機械運行狀態的一個重要參數,是旋轉機械動力力矩、慣性力矩和負載力矩共同作用的結果。通過對轉速瞬時值的測量,可以定量了解轉動機械內部動力發生裝置的瞬時工作狀態,了解負載的施加過程,為保障設備正常運轉、分析機械瞬態性能、進行機械故障診斷提供依據。

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                測量轉速的方法

                測量轉速的方法主要有4種,分別是機械式、電磁式、光電式和激光式。

                1.     機械式

                機械式主要利用離心力原理,通過一個隨軸轉動的固定質量重錘帶動自由軸套上下運動,根據不同轉速對應不同軸套位置來獲得測量結果,原理簡單直接。不需額外電器設備,適用于精度要求不高、接觸式轉速測量場合。

                2.     電磁式

                電磁式系統由電磁傳感器和安裝在軸系上的齒盤組成,主軸轉動帶動齒盤旋轉,齒牙通過傳感器時引起電路磁阻變化,經過放大整形后形成一個方波電脈沖,通過記錄脈沖個數得到轉速值。由于受齒盤加工精度、齒牙最小分辨間隔、電路最大計數頻率等限制,測量精度不能保證。

                3.     光電式

                由于光電測量方法靈活多樣,可測參數眾多,一般情況下又具有非接觸、高精度、高分辨率、高可靠性和響應快等優點,加之激光光源、光柵、光學碼盤、CCD器件、光導纖維等的相繼出現和成功應用,光電傳感器在檢測和控制領域得到了廣泛的應用。

                4.     激光式

                激光測速傳感器是通過激光對被測物的運行速度進行測量并轉化成可輸出信號的傳感器。隨著現今精密制造業的崛起和節省成本的需求,非接觸激光測速傳感器會慢慢取代現在市場上的接觸式測速傳感器,激光測速傳感器已被廣泛使用,而現在市場上最常用的非接觸激光測速傳感器就是ZLS-Px激光測速傳感器。同時可以通過計算機技術與測量技術相結合,對被測物進行自動化、智能化的測量控制,這也是測量技術的一種發展趨勢。

                02

                接近開關的推廣應用

                在自動控制設備中接近開關主要用于位置檢測、行程限位、計數、轉速測量等。

                接近開關是感知近距離內有、無物體的傳感器,其輸出是開關信號(高電平或低電平)。接近開關廣泛應用于工業自動化、自動控制系統中。接近開關主要有以下幾大門類:

                (1)電感式接近開關(感知金屬物體)

                (2)電容式接近開關(感知金屬、非金屬物體)

                (3)霍爾接近開關(感知磁性物體)

                (4)磁性干簧管接近開關(感知磁性物體)

                接近開關,因安裝簡單方便,只需在放卷軸和主軸的末端各安裝一個齒數分別為N0和N1的齒盤,再在齒盤的上方安裝接近開關即可。當旋轉的軸帶著齒盤的齒從接近開關的端面轉過,接近開關就產生一個脈沖,計數N0個脈沖,對應的放卷軸就轉了一周,同理,一個脈沖代表主軸轉一周對于N0=N1 =1的齒盤,則是最簡單的齒盤(不需齒) ,這時只需在軸的末端打個洞或裝一顆螺絲釘就可以了,對應的軸轉一周,接近開關就產生一個脈沖。

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                工作原理

                使用時應在被測量轉速的軸上裝一個齒輪(正、斜齒輪或帶槽圓盤都可以)將傳感器安裝在支架上,調整傳感器與齒輪頂之間隙為1mm左右。

                當軸旋轉時帶動齒輪旋轉,根據電磁感應的原理在傳感器內部線圈的兩端產生一個脈沖信號,軸轉動一圈時就產生在Z個電壓脈沖信號,根據下式:

                 F =(n/60)*Z

                式中:

                F為頻率,單位:Hz/秒 ;

                n為被測軸轉速,單位:轉/分 ;

                Z為齒輪齒數。

                當齒輪齒數為60時,就把軸的每分鐘轉數n轉化成頻率為F的電壓脈沖信號,將此信號送到智能轉速表中,就可以反應出軸的轉速。

                04

                安裝使用


                圖片


                圖中:

                1、輸入導線

                2、航空插頭

                3、銅質拼緊螺母

                4、同定支架 

                5、磁性傳感器

                6、1-99內任意個齒

                7、被測軸R:20-25mm, T:1±0.5mm

                齒輪要求:

                材料:各種導磁鋼鐵材料均可。

                模數:2以上即可。

                齒數:1-99齒任意。

                05

                轉速測量常用傳感器

                轉速測量通常有以下幾種傳感器可選:電渦流轉速傳感器、無源磁電轉速傳感器、有源磁電轉速傳感器等。具體需要選擇哪類傳感器,則要根據轉速則量的要求而定。如:低速測量是否需要檢測零轉速。

                轉速發生裝置有以下幾種:用標準的漸開線齒輪(M1-M5 )作轉速發生信號、在轉軸上開一鍵槽、在轉軸上開孔眼、在轉軸上開凸鍵等轉速發生信號裝置。

                (1)電渦流轉速傳感器:

                適合測量從零轉速以上的任何一轉速,對于被測體轉軸的轉速發生裝置要求也很低,被測體齒輪模數可以很小,被測體也可以是一個很小的孔眼,一個小凸鍵、一個小的凹槽。

                (2)磁電式轉速傳感器測量技術要求:

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                無源磁電式轉速傳感器,是針對測速齒輪而設計的發電型傳感器(無源),它不需要供電,測速齒輪旋轉引起的磁隙變化,在探頭線圈中產生感生電動勢,其幅度與轉速有關,轉速越高輸出電壓越高(0-a段) ,輸出頻率與轉速成正比。轉速進一步增高,磁路損耗增大,輸出電勢已趨飽和(a-b段),當轉速超過b,磁路損耗加劇,電勢銳減。

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                傳感器要正常工作,須在要檢測的旋轉體上安裝導磁體發訊齒輪或孔板齒輪,模數大于或等于1,程序安裝時,傳感器端面距齒頂1mm左右。

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                測量模式:本模塊測量由齒盤觸發的脈沖信號,并根據兩個信號相間隔的時間來計算轉速。有兩種測量方式:每轉n次測量:在此種測量方式下,模塊在5..10 ms的時間窗口內采集由測量齒盤處得到的脈沖輸入數量,并且由此計算出轉速。在這種測量方式下對測量齒盤的精度要求比較高。

                每轉一次測量:在此種測量方式下,測量出每轉所需要的時間,并由此計算出轉速。轉速為3000 rpm時每轉對應時間為20 ms ,轉速越高,測量得到的時間就越短。這種測量方式可以很精確地測量轉速,因為在軸旋轉一周后測量齒盤可能引起的誤差被中和了。測量齒盤和傳感器的安裝角度:

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                測量齒盤的加工精度越高,對轉速的測量就越精確。對于量程范圍為±1mm的渦流傳感器來說,推薦使用齒深為1mm的測量尺盤。傳感器的安裝形式應如上圖所示,當一只探頭正對齒面時,第二只傳感器對應著部分齒面,第三只傳感器應對準齒輪的凹陷處。這種安裝方式對于精,確測量轉速以及判斷旋轉方向至觀重要。




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