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轉速儀器應用
點擊次數：2328 更新時間：2014-08-18 打印本頁面 返回
是機械行業*的儀器之一，用來測定電機的轉速、線速度或頻率。常用于電機、電扇、造紙、塑料、化纖、洗衣機、汽車、飛機、輪船等制造業。大多常用的為手持離心式轉速表。
一、轉速檢測儀表的分類：
離心式轉速，利用離心力與拉力的平衡來指示轉速。 離心式轉速儀是zui傳統的轉速測量工具，是利用離心力原理的機械式轉速儀；測量精度一般在1~2級，一般就地安裝。一只優良的離心式轉速儀不但有準確直觀的特點，還具備可靠耐用的優點。但是結構比較復雜 。
磁性轉速儀，利用旋轉磁場，在金屬罩帽上產生旋轉力，利用旋轉力與游絲力的平衡來指示轉速。 磁性轉速表，是成功利用磁力的一個*，是利用磁力原理的機械式轉速儀；一般就地安裝，用軟軸可以短距離異地安裝。磁性轉速儀，因結構較簡單，目前較普遍用于摩托車和汽車以及其它機械設備。異地安裝時軟軸易損壞。
電動式轉速儀，由小型交流發電機、電纜、電動機和磁性表頭組成。小型交流發電機產生交流電，交流電通過電纜輸送，驅動小型交流電動機，小型交流電動機的轉速與被測軸的轉速一致。磁性轉速頭與小型交流電動機同軸連接在一起，磁性表頭指示的轉速自然就是被測軸的轉速；電動式轉速，異地安裝非常方便，抗振性能好，廣泛運用于柴油機和船舶設備。
磁電式轉速儀，磁電傳感器加電流表，異地安裝非常方便。
閃光式轉速儀，利用視覺暫留的原理。閃光式轉速儀，除了檢測轉速（往復速度）外，還可以觀測循環往復運動物體的靜像，對了解機械設備的工作狀態，是一*的觀測工具。
電子式轉速儀，電子技術的不斷進步，使這一類轉速儀有了突飛猛進的發展。
上述６種轉速儀，具有各自*的結構和原理，既代表著不同時期的技術發展水平，也體現人類認識自然的階段性發展過程。 時代在不斷前進，有些東西將會成為歷史；但我們留心回顧一下，不禁要驚嘆前賢的匠心！
離心式轉速儀，是機械力學的成果；
磁性式轉速儀，是運用磁力和機械力的一個*；
電動式轉速儀，巧妙運用微型發電機和微型電動機將旋轉運動異地拷貝；
磁電式轉速儀，電流表頭和傳感器都是電磁學的普及運用；
閃光式轉速儀，人類認識自然的同時也認識了自我，體現了人類的靈性；
電子式轉速儀，電子技術的千變萬化，給了我們今天五彩繽紛的世界，同樣也造就了滿足人們各種需要的轉速測量儀表。
二、電子式轉速儀
電子式轉速儀是一個比較籠統的概念：以現代電子技術為基礎，設計制造的轉速測量工具。它一般有傳感器和顯示器，有的還有信號輸出和控制。因為傳感器和顯示器件方面的多種多樣，還有測量方法的多樣性，很難像前５種一樣來歸類。本文將電子類轉速計，從傳感器和二次儀表分開來分類。如果從安裝使用方式上來分，還有就地安裝式、臺式、柜裝式和便攜式以及手持式 。本文對此不做詳述。
轉速傳感器
轉速傳感器從原理（或器件）上來分，有磁電感應式、光電效應式、霍爾效應式、磁阻效應式、介質電磁感應式等。另外還有間接測量轉速的轉速傳感器：如加速度傳感器（通過積分運算，間接導出轉速），位移傳感器通過微分運算，間接導出轉速），等等。測速發電機和某些磁電傳感器在線性區域，可以直接通過交流有效值轉換，來測量轉速 ；大多數都輸出脈沖信號（近似正弦波或矩形波）。針對脈沖信號測轉速的方法有：頻率積分法（也就是F/V轉換法，其直接結果是電壓或電流），和頻率運算法（其直接結果是數字）。
轉速顯示儀
顯示儀從指示形式來分有指針式、數字式、圖形及其混合式和虛擬儀表等；
1.指針式：
動圈式：線圈、游絲指針聯于一旋轉軸上，給線圈輸入電流，線圈感應出磁力，且互成正比；磁力與游絲的扭力平衡，扭力與指針轉角成正比，指針的角度也就反映出輸入電流的大??；
動磁式：正交線圈中電流的變化，導致合成磁場方向的變化，而指針附著在單對極的永磁體上，指針反映電流的變化。
電動式：雙向旋轉的馬達帶動電位器的旋轉，電位器的取樣值與輸入信號電壓比較，決定雙向旋轉馬達正轉、反轉或停止，與電位器聯動的指針正確反映輸入信號的大小。
上述三式指針類表頭中，電動式表頭屬于電子類，動磁式表頭和動圈式表頭本身不屬于電子類，當與表頭配套的傳感器或表頭驅動需要供電電源時，且依賴現代電子技術時，這里就把它歸為電子類 。
2.數字式、圖形及其混合式：
主要是從器件來區分，有數碼管、字段式液晶、液晶屏、熒光管、熒光屏、等離子屏和EL屏等。顯示技術是一門專門的技術，本文會涉及一些顯示技術，但不做展開闡述。
3.虛擬轉速儀：
隨著計算機的普及，利用計算機做顯示和操作平臺的虛擬儀表，也越來越被廣泛運用，目前主流的開發平臺是NI公司的LabVIEW。有關開發運用技術，可以瀏覽NI公司的。
三、轉速測量的方法
F/V轉換
電子類轉速測量儀表，由轉速傳感器和表頭（顯示器）組成。目前常用的轉速傳感器，大多輸出脈沖信號，只要通過頻率電流轉換就能與電壓電流輸入型的指針表和數字表匹配，或直接送PLC;頻率電流轉換的方法有阻容積分法、電荷泵法和集成電路法，前兩種方法在磁電轉速儀中也有運用。集成電路大都數是阻容積分法、電荷泵法的綜合。目前常用的集成電路，有LM331、AD654和VF32等,轉換精度在0.1%以上；但在低頻時，這種轉換就無能為力。采用單片機 或FPGA，做F/D和D/A轉換，轉換精度在0.5~0.05%之間， 量程從0~2Hz到0~20KHz，頻率低于10Hz時反映時間也變長。關于F/V轉換，請參考相應芯片介紹和應用資料，本文不做贅述。
頻率運算
在顯示精度、可靠性、成本和使用靈活性上有一定要求時，就可直接采用脈沖頻率運算型轉速儀。
頻率運算方法，有定時計數法（測頻法）、定數計時法（測周法）和同步計數計時法。
定時計數法（測頻法）在測量上有±１的誤差，低速時誤差較大；定數計時法（測周法）也有±１個時間單位的誤差，在高速時，誤差也很大。
同步計數計時法綜合了上述兩種方法的優點，在整個測量范圍都達到了很高的精度，萬分之五以上的測量轉速儀表基本都是這種方法。下面以XJP-10B為例，介紹定時計數法（測頻法）、定數計時法（測周法）和同步計數計時法
一、轉速檢測儀表的分類：
離心式轉速，利用離心力與拉力的平衡來指示轉速。 離心式轉速儀是zui傳統的轉速測量工具，是利用離心力原理的機械式轉速儀；測量精度一般在1~2級，一般就地安裝。一只優良的離心式轉速儀不但有準確直觀的特點，還具備可靠耐用的優點。但是結構比較復雜 。
磁性轉速儀，利用旋轉磁場，在金屬罩帽上產生旋轉力，利用旋轉力與游絲力的平衡來指示轉速。 磁性轉速表，是成功利用磁力的一個*，是利用磁力原理的機械式轉速儀；一般就地安裝，用軟軸可以短距離異地安裝。磁性轉速儀，因結構較簡單，目前較普遍用于摩托車和汽車以及其它機械設備。異地安裝時軟軸易損壞。
電動式轉速儀，由小型交流發電機、電纜、電動機和磁性表頭組成。小型交流發電機產生交流電，交流電通過電纜輸送，驅動小型交流電動機，小型交流電動機的轉速與被測軸的轉速一致。磁性轉速頭與小型交流電動機同軸連接在一起，磁性表頭指示的轉速自然就是被測軸的轉速；電動式轉速，異地安裝非常方便，抗振性能好，廣泛運用于柴油機和船舶設備。
磁電式轉速儀，磁電傳感器加電流表，異地安裝非常方便。
閃光式轉速儀，利用視覺暫留的原理。閃光式轉速儀，除了檢測轉速（往復速度）外，還可以觀測循環往復運動物體的靜像，對了解機械設備的工作狀態，是一*的觀測工具。
電子式轉速儀，電子技術的不斷進步，使這一類轉速儀有了突飛猛進的發展。
上述６種轉速儀，具有各自*的結構和原理，既代表著不同時期的技術發展水平，也體現人類認識自然的階段性發展過程。 時代在不斷前進，有些東西將會成為歷史；但我們留心回顧一下，不禁要驚嘆前賢的匠心！
離心式轉速儀，是機械力學的成果；
磁性式轉速儀，是運用磁力和機械力的一個*；
電動式轉速儀，巧妙運用微型發電機和微型電動機將旋轉運動異地拷貝；
磁電式轉速儀，電流表頭和傳感器都是電磁學的普及運用；
閃光式轉速儀，人類認識自然的同時也認識了自我，體現了人類的靈性；
電子式轉速儀，電子技術的千變萬化，給了我們今天五彩繽紛的世界，同樣也造就了滿足人們各種需要的轉速測量儀表。
二、電子式轉速儀
電子式轉速儀是一個比較籠統的概念：以現代電子技術為基礎，設計制造的轉速測量工具。它一般有傳感器和顯示器，有的還有信號輸出和控制。因為傳感器和顯示器件方面的多種多樣，還有測量方法的多樣性，很難像前５種一樣來歸類。本文將電子類轉速計，從傳感器和二次儀表分開來分類。如果從安裝使用方式上來分，還有就地安裝式、臺式、柜裝式和便攜式以及手持式 。本文對此不做詳述。
轉速傳感器
轉速傳感器從原理（或器件）上來分，有磁電感應式、光電效應式、霍爾效應式、磁阻效應式、介質電磁感應式等。另外還有間接測量轉速的轉速傳感器：如加速度傳感器（通過積分運算，間接導出轉速），位移傳感器通過微分運算，間接導出轉速），等等。測速發電機和某些磁電傳感器在線性區域，可以直接通過交流有效值轉換，來測量轉速 ；大多數都輸出脈沖信號（近似正弦波或矩形波）。針對脈沖信號測轉速的方法有：頻率積分法（也就是F/V轉換法，其直接結果是電壓或電流），和頻率運算法（其直接結果是數字）。
轉速顯示儀
顯示儀從指示形式來分有指針式、數字式、圖形及其混合式和虛擬儀表等；
1.指針式：
動圈式：線圈、游絲指針聯于一旋轉軸上，給線圈輸入電流，線圈感應出磁力，且互成正比；磁力與游絲的扭力平衡，扭力與指針轉角成正比，指針的角度也就反映出輸入電流的大??；
動磁式：正交線圈中電流的變化，導致合成磁場方向的變化，而指針附著在單對極的永磁體上，指針反映電流的變化。
電動式：雙向旋轉的馬達帶動電位器的旋轉，電位器的取樣值與輸入信號電壓比較，決定雙向旋轉馬達正轉、反轉或停止，與電位器聯動的指針正確反映輸入信號的大小。
上述三式指針類表頭中，電動式表頭屬于電子類，動磁式表頭和動圈式表頭本身不屬于電子類，當與表頭配套的傳感器或表頭驅動需要供電電源時，且依賴現代電子技術時，這里就把它歸為電子類 。
2.數字式、圖形及其混合式：
主要是從器件來區分，有數碼管、字段式液晶、液晶屏、熒光管、熒光屏、等離子屏和EL屏等。顯示技術是一門專門的技術，本文會涉及一些顯示技術，但不做展開闡述。
3.虛擬轉速儀：
隨著計算機的普及，利用計算機做顯示和操作平臺的虛擬儀表，也越來越被廣泛運用，目前主流的開發平臺是NI公司的LabVIEW。有關開發運用技術，可以瀏覽NI公司的。
三、轉速測量的方法
F/V轉換
電子類轉速測量儀表，由轉速傳感器和表頭（顯示器）組成。目前常用的轉速傳感器，大多輸出脈沖信號，只要通過頻率電流轉換就能與電壓電流輸入型的指針表和數字表匹配，或直接送PLC;頻率電流轉換的方法有阻容積分法、電荷泵法和集成電路法，前兩種方法在磁電轉速儀中也有運用。集成電路大都數是阻容積分法、電荷泵法的綜合。目前常用的集成電路，有LM331、AD654和VF32等,轉換精度在0.1%以上；但在低頻時，這種轉換就無能為力。采用單片機 或FPGA，做F/D和D/A轉換，轉換精度在0.5~0.05%之間， 量程從0~2Hz到0~20KHz，頻率低于10Hz時反映時間也變長。關于F/V轉換，請參考相應芯片介紹和應用資料，本文不做贅述。
頻率運算
在顯示精度、可靠性、成本和使用靈活性上有一定要求時，就可直接采用脈沖頻率運算型轉速儀。
頻率運算方法，有定時計數法（測頻法）、定數計時法（測周法）和同步計數計時法。
定時計數法（測頻法）在測量上有±１的誤差，低速時誤差較大；定數計時法（測周法）也有±１個時間單位的誤差，在高速時，誤差也很大。
同步計數計時法綜合了上述兩種方法的優點，在整個測量范圍都達到了很高的精度，萬分之五以上的測量轉速儀表基本都是這種方法。下面以XJP-10B為例，介紹定時計數法（測頻法）、定數計時法（測周法）和同步計數計時法
