Меню

Тахометр для двигателя постоянного тока



Тахометр: обороты двигателя — под контролем

Каждое транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания оснащается прибором для измерения частоты вращения коленчатого вала — тахометром. О том, что такое тахометр и зачем он нужен, какие тахометры сегодня используются на автотранспорте, как они устроены и работают — читайте в данной статье.

Что такое тахометр и зачем он нужен в автомобиле?

Автомобильный тахометр — прибор для измерения и индикации частоты вращения коленчатого вала двигателя. Прибор постоянно отображает текущие обороты силового агрегата, что позволяет решать несколько задач:

  • Выбирать оптимальную передачу КПП и скорость движения автомобиля в различных условиях. Именно по показаниям тахометра проще всего выбирать правильный момент для переключения с низшей на высшую передачу и наоборот;
  • Выбирать оптимальный режим работы двигателя. Двигатели внутреннего сгорания развивают наибольший крутящий момент в узком интервале частот вращения коленвала, и именно по тахометру проще всего отслеживать достижение данного режима;
  • Своевременно выявлять неисправности, приводящие к неравномерной работе двигателя на холостом ходу и на всех режимах. Некоторые неисправности системы питания, зажигания и других систем приводят к тому, что обороты двигателя ?плавают?, что легко отследить по тахометру.

Несмотря на широкое внедрение электронных систем управления, выбирающих оптимальные режимы работы мотора при изменяющихся нагрузках, тахометры не теряют своей актуальности. Этот прибор имеет важное значение для правильной эксплуатации транспортных средств, поэтому сегодня он обязательно присутствует на легковых и грузовых автомобилях, тракторах и спецтехнике.

Типы и виды тахометров

Используемые на транспорте тахометры делятся на несколько типов по принципу работы, способу обработки сигнала и индикации, способу подключения и применимости.

По принципу работы и способу подключения тахометры бывают:

  • Механические/электромеханические (центробежные, магнитные) с прямым приводом;
  • Электрические с подключением к системе зажигания двигателя — электронные (импульсные);
  • Электрические с подключение к электрическому генератору — электромашинные.


Подключение электронного тахометра к бесконтактной системе зажигания

Подключение электронного тахометра к контактной системе зажигания

Подключение электронного тахометра к электронному блоку управления двигателем

По способу обработки сигнала тахометры бывают аналоговыми и цифровыми.

По применимости тахометры делятся на несколько групп:

  • Для бензиновых двигателей с контактной и бесконтактной системой зажигания — подключение непосредственно к первичной (низковольтной) цепи;
  • Для всех типов двигателей с электронным блоком управления — подключение к ЭБУ, сам блок использует для управления тахометром сигналы от системы зажигания или датчика положения коленчатого вала;
  • Для дизельных двигателей — подключение к генератору.

Как правило, тахометры производятся для эксплуатации на определенных марках и моделях автомобилей, тракторов и другой техники, некоторые приборы могут использоваться на различном транспорте, оснащенном одинаковыми двигателями, системами зажигания и т.д.

Устройство тахометра

Тахометр состоит из нескольких основных узлов: измерительный блок или преобразователь сигнала, блок индикации и вспомогательные компоненты.

Измерительный блок механических и электромеханических тахометров чаще всего магнитный, аналогичный обычному спидометру (в сущности, спидометр и является тахометром, измеряющим частоту вращения вторичного вала КПП или колеса). Такой спидометр подключается к двигателю гибким валом.

Измерительный блок в электрических приборах может строиться по аналоговой схемотехнике на транзисторах или по цифровой схемотехнике на основе специализированных микросхем. Данный блок получает сигнал от датчика, ЭБУ, генератора или системы зажигания, обрабатывает его в соответствии с предварительными настройками, и преобразованный сигнал подает на блок индикации.

Блок индикации может быть нескольких типов:

  • Стрелочный индикатор (с приводом стрелки миллиамперметром);
  • Цифровой индикатор на основе жидкокристаллического или светодиодного дисплея;
  • Индикаторы с линейной светодиодной шкалой — роль стрелки выполняет линейка из светодиодов разного цвета.

На автомобилях обычно используются стрелочные индикаторы, которые лучше читаются и позволяют сразу определить, в каком режиме работает двигатель. Цифровые и светодиодные индикаторы чаще всего устанавливаются при тюнинге, также они находят применение в простых тахометрах для мототехники, дизель-генераторов и т.д.

Шкала тахометра делится на несколько зон, отмеченных разным цветом:

  • Зона малых оборотов — в данном диапазоне оборотов двигатель работает нестабильно, зона может отмечаться красным цветом;
  • Зона оптимальных оборотов (?зеленая зона?) — в данном диапазоне двигатель развивает наибольшую мощность и крутящий момент, обычно зона отмечена зеленым цветом;
  • Зона повышенных оборотов — данный диапазон оборотов является условно опасным для двигателя, обычно эта зона отмечена желтым цветом или чертой над красной зоной;
  • Зона высоких оборотов (?красная зона?) — данный диапазон оборотов является опасным, двигатель работает с перегрузкой и работает с малой эффективностью, эта зона отмечена красным цветом.
Читайте также:  Формулы силы тока через площадь сечения проводника

Градуировка шкалы оборотов может выполняться в единицах или в десятках с указанием множителя — х100 или х1000, единица измерения оборотов — r/min или min -1 .

Вся конструкция помещена в корпус, который может монтироваться в приборную панель или устанавливаться отдельно. При этом тахометры могут быть различными по комплектации:

  • Прибор без дополнительных функций;
  • Тахометр с различными индикаторами;
  • Тахометр, совмещенный в одном корпусе с другими приборами — спидометром, одометром, счетчиком моточасов и т.д.

Отдельно нужно рассказать о принципе работы наиболее распространенных типов тахометров.

Принцип работы магнитных тахометров

Работа магнитного тахометра основана на явлении индукции вихревых токов (токов Фуко) в немагнитном диске вращающимся постоянным полем. В обычном состоянии алюминиевый или медный диск не обладает магнитными свойствами, но если поместить его во вращающееся магнитное поле, то в нем возникают вихревые токи. Данные токи взаимодействуют с магнитным полем, поэтому немагнитный диск тоже начинает вращаться вслед за магнитом.

Для работы тахометра к диску присоединена стрелка, на валу которой закреплена возвратная пружина. Магнит связан с коленвалом или одним из валов трансмиссии посредством гибкого вала. Чем выше обороты двигателя, тем быстрее вращается магнит, и тем выше сила, отклоняющая закрепленный пружиной немагнитный диск — все это отражается и на положении стрелки.

Принцип работы электрических тахометров

Электрические тахометры используют для измерения электрические сигналы или отдельные импульсы. Электрические сигналы, пропорциональные частоте вращения коленвала, в бензиновом двигателе генерируются системой зажигания и электрическим генератором, а в бензиновом двигателе — только генератором. Также необходимый сигнал можно получать от электронного блока управления двигателем.

Наиболее просто работает тахометр, подключаемый к электрогенератору. Генератор имеет привод от коленчатого вала посредством клиноременной передачи, поэтому частота вращения ротора генератора всегда пропорциональна оборотам двигателя. А от частоты вращения ротора генератора зависит величина генерируемой на обмотке ЭДС, что и используется для подключения электромашинного тахометра. В сущности, прибор является вольтметром, который измерят напряжение на генераторе и преобразует его в показания числа оборотов коленвала. Тахометр подключается к генератору через специальный разъем, при этом требуется подстройка прибора под конкретный генератор.

Работа электронного тахометра, подключаемого к системе зажигания, чуть более сложна. В системе зажигания генерируются импульсы тока, необходимые для образования искры в свечах зажигания. При этом частота искрообразования прямо связана с частой вращения коленвала — в противном случае топливно-воздушная смесь в цилиндрах не поджигалась бы вовремя. Частота искрообразования зависит от числа цилиндров двигателя и порядка их работы. В четырехцилиндровых двигателях система зажигания генерирует две искры за один оборот коленвала — по одной искре на каждые 180°. Именно это обстоятельство и используется для работы электронных тахометров — измерительный блок измеряет частоту искрообразования, и преобразует ее в показания числа оборотов двигателя. Электронный тахометр подключается к первичной (низковольтной) цепи системы зажигания, и измеряет число импульсов за единицу времени, поэтому данный тип приборов часто называют импульсным.

На этом же принципе работают простые тахометры для мототехники и других устройств с одно- или двухцилиндровыми двухтактными ДВС, однако подключаются такие приборы к высоковольтной части системы зажигания. Подключение — с помощью провода, обвитого вокруг высоковольтного (свечного) провода. В этом случае прямо измеряется число импульсов на свече и данный параметр преобразуется в показания числа оборотов мотора.

Тахометр — устройство простое и надежное, этот прибор может безотказно работать в течение всего срока эксплуатации транспортного средства. Но в случае поломки прибор следует как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечиваться работа двигателя и эксплуатация транспортного средства в оптимальном режиме.

Источник

Тахометры (26)

Тахометр (измеритель числа оборотов) – это устройство, разработанное для проведения бесконтактных или контактных измерений частоты вращения (скорости оборотов) разнообразных подвижных объектов, таких как: валы машин и механизмов, роторы, диски и любые другие вращающиеся детали в процессе своей работы.

99999 об/мин
Точность измерений: ± 0,05 %

Читайте также:  Диод куда пропускает ток

99999 об/мин
Точность измерений: ± 0,05 %

99999 об/мин
Точность измерений: ± 0,05 %

19999 об/мин
Диапазон измерение скорости движения поверхности (контактно): 0,05

40000 об/мин
Точность измерений: ± 0,05 %

99999 об/мин
Диапазон измерение скорости вращения (контактно): 0,5

19999 об/мин
Диапазон измерение скорости движения поверхности (контактно): 0,05

Электронный тахометр: обороты двигателя — под контролем

Одной из главных диагностических функций тахометра является контроль над скоростью вращения любого подвижного механизма промышленного оборудования и всевозможных устройств. Наиболее часто данного вида приборы используют для определения скорости вращения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания автомобиля. Также многие модели цифровых тахометров работают как измерители линейной скорости движения поверхности, что позволяет определить показатели скорости движения конвейера или ленточных деталей. Контролируя текущее состояние движения механизма, оператор может управлять технологическим процессом и следить за соблюдением технических условий эксплуатации оборудования.

Виды цифровых тахометров

Цифровой тахометр вычисляет число оборотов детали в единицу времени при помощи процессора и отображает показания на дисплее. Такие устройства отличаются высокой точностью и удобством в работе. В зависимости от принципа функционирования выделяют следующие разновидности промышленных тахометров:

  • Бесконтактные (оптические) – не требующие непосредственного контакта с объектом измерения, осуществляющие замеры дистанционно при помощи лазера или фотоэлектрического приемника (фототахометры). Такие приборы предоставляют возможность фиксировать вращение с частотой до 100000 оборотов в минуту.
  • Контактные (механические) – определяют не только частоту вращения, а также скорость движения поверхности с помощью специальной насадки и требуют полноценный доступ к агрегату, для которого требуется произвести замер. Механический метод обычно применяется для контролирования и измерения относительно небольших скоростей.
  • Комбинированные – предназначены для измерения угловой и линейной скоростей и обладают свойствами контактных и бесконтактных моделей.
  • Стробоскопические (стробоскоп-тахометр) – функционируют по принципу визуальной статичности вращающегося объекта и позволяют измерять частоту вращения и колебания небольших объектов до 50000 оборотов в минуту.

Современные приборы выполнены в прочном и удобном корпусе, обладают широким набором дополнительных функций, например возможностью сохранения полученных данных в памяти тахометра и отображения их на дисплее в процессе измерений.

В вопросе выбора, какой электронный тахометр купить, необходимо определить для решения какой задачи будет использоваться прибор, и сопоставить измерительные возможности устройства с частотой вращения проверяемых Вами объектов. В ассортименте нашего интернет-магазина представлены как самые простые, так и передовые модели измерителей частоты оборотов по выгодным ценам. Высококвалифицированные специалисты нашего магазина предоставят Вам подробную техническую консультацию и помогут подобрать оборудование исходя из Ваших потребностей.

Мы предоставляем гарантию на срок 12 месяцев и осуществляем оперативную бережную доставку в любые города России от 3000 рублей бесплатно!

Источник

Магнитоиндукционные тахометры. Электрические тахометры постоянного и переменного тока.

Тахометр – прибор для измерения угловой или линейной скорости вращающихся или движущихся частей машин и механизмов. Тахометры широко применяются в системах, где необходимо контролировать скорость вращения

Магнитоиндукционные тахометры очень просты и надежны в эксплуатации. Они содержат очень мало деталей.

Магнитоиндукционные тахометры бывают двух типов: с цилиндрическим чувствительным элементомЧЭ (рис.2 а) и с дисковым ЧЭ (рис. 2 б).

Рис. 2 а – тахометр с полым цилиндром; б – тахометр с диском; 1 – магнит; 2 – чувствительный элемент; 3 – термомагнитный шунт; 4 – магнитопровод.

Рис.2,б 15.16. Магнитоиндукционный тахометр:1 — катушка индуктивности; 2 — статор; 3 — изоляция; 4 — подшипник; 5 — алюминиевая чашка; 6 — вал привода; I — напряжение питания переменного тока; II — напряжение на

Индукционные тахометры

Индукционные тахогенераторы редко применяются как измерительные приборы вследствие больших погрешностей, но они незаменимы в качестве датчиков угловой скорости в системах автоматики. 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.

Рис. 6 Кинематические схемы магнитоиндукционных тахометров:а – с полым цилиндром; б – с диском; 1 – чувствительный элемент; 2 –магнит; 3 – магнитопровод.При вращении магнитной системы в теле чувствительного эле­мента (ЧЭ) за счет магнитной индукции наводится ЭДС, прямо пропорциональная скорости вращения магнита:Е=k1nm, (3.1)где k1 — коэффициент, зависящий от индукции магнитного пото­ка, пронизывающего ЧЭ; пм — угловая скорость вращения магнита.

Читайте также:  Раствор оксида алюминия проводит электрический ток или нет

Электрические тахометры постоянного тока (рис. 3) включают тахогенератор постоянного тока и гальванометр. Тахогенераторы бывают двух типов: с ограниченным (рис.3 а) и неограниченным (рис.3 б) углом поворота ротора.

Рис. 3 а – тахогенератор ; б – тахометр постоянного тока: 1 – магниты; 2 – обмотка якоря; 3 – коллектор.Тахогенератор с ограниченным углом поворота выполняется с неподвижной статорной обмоткой, внутри которой помещается постоянный магнит, связанный с валом, скорость вращения которого контролируется.Тахогенераторы подобного типа применяются в качестве датчиков угловой скорости и скоростной обратной связи. Достоинство их – отсутствие коллектора и щеток.

Имеется несколько различных типов электрических тахометров переменного тока и все они хороши тем, что датчики- генераторы их выполняются в виде однофазного или двухфазного генератора с неподвижными обмотками, от которых отводится переменный ток. Магнитная система представляет собой постоянные магниты двухполюсного или многополюсного типа.

В качестве указателей оборотов применяются электромагнитные, тепловые или индукционные электрические измерительные приборы—вольтметры.

В комплект индукционного тахометра входят следующие элементы:

1) датчик—двухфазный генератор;

2) индикатор—двухфазный индукционный вольтметр;

Источник

Измерение частоты вращения

Механический самодельный тахометр из моторчика

Итак, приступаем к сборке. Как уже упоминалось самодельный тахометр состоит из двух основных частей: моторчика работающего от постоянного тока и вольтметра. Если такого моторчика у Вас нет, его легко можно купить на блошином рынке по цене буханки хлеба или дешевле, по цене двух буханок можно купить новый в магазине электронных компонентов. Если нет вольтметра, он обойдется дороже моторчика, однако на том же блошином рынке его цена будет вполне приемлемой. Вольтметр подключается к контактам моторчика, и все, тахометр готов. Теперь нужно испытать готовый тахометр в работе. При вращении вала моторчика-генератора будет создаваться напряжение, пропорциональное частоте вращения. Следовательно, частоте вращения будут пропорциональны и показания вольтметра.

Проградуировать такой тахометр можно по-разному. Например, построить справочный график зависимости напряжения от частоты вращения якоря или сделать новую шкалу вольтметра, на которой вместо воль записывается число оборотов.

Так как график отражает линейную зависимость, достаточно отметить две-три точки и провести через них прямую. Получение контрольных точек — это самый проблемный этап подготовки самодельного тахометра к работе. Если есть доступ к фирменным станкам, контрольные точки легко получить, зажав резиновую трубочку, надетую на вал моторчика, в патроне сверлильного или токарного станка и включая станок на различных передачах, фиксировать показания вольтметра (скорость вращения шпинделя на каждой передаче указана в паспорте станка). В противном случае для калибровки придется использовать либо дрель, либо двигатель при режиме работы для которого известна частота вращения. И даже если удалось измерить напряжение на контактах моторчика только для одной частоты вращения, вторая точка — это пересечение осей (x) и (y) (то есть числа оборотов и напряжения), правда точность измерений по зависимости основанной на двух точках будет низкой.

Для измерения частоты вращения, вал исследуемого двигателя соединяется с моторчиком небольшим отрезком резиновой трубки или с помощью различных переходников. Если вольтметр зашкаливает при измерении больших скоростей вращения, в схему вводится переключатель с дополнительными резисторами. Потребуется и перестроение графика для каждого положения переключателя.

Возможности прибора можно значительно расширить. Если изготовить роликовый фрикционный переходник диаметром 31,8 мм, тахометр позволит измерять и линейную скорость, выраженную в метрах в минуту. Для этого количество оборотов в минуту, определенное по графику, делят на 10.

Точность измерения зависит практически только от тщательности построения графика и цены деления вольтметра. Подобный простейший и очень дешевый самодельный тахометр может найти широкое применение всюду, где нужно быстро определить частоту или скорость вращения валов, шкивов и других деталей.

Цифровой тахометр из смартфона своими руками


Самодельный стробоскопический тахометр из iPhone своими руками


Самодельный лазерный (оптический) тахометр из iPhone своими руками


Сравнительные измерения частоты вращения двигателя лазерным и стробоскопическим тахометрами

Источник