1. Charakterystyka metod bezpośrednich i pośrednich:

Bezpośrednia:

- tachometry mechaniczne lub elektryczne sprzęgane są bezpośrednio z badanym obiektem.

- zaleta - ciągłośd pomiaru,

- wada – stosunkowo mały zakres pomiarowy, niewielka dokładnośd, dośd duża moc pobierana z obiektu badanego.

Pośrednia:

- tachometry mechaniczne lub elektryczne nie wymagają bezpośredniego sprzężenia z obiektem.

- zaleta – szerszy zakres pomiarowy.

- wada – niejednoznacznośd wskazao, niemożnośd ciągłej rejestracji wielkości mierzonej, kłopotliwe w używaniu,
dokładnośd ~2,5%

2. Najczęściej stosowane czujniki prędkości obrotowej:

a. Tachometry indukcyjne:

i. Prądnica tachometryczna prądu stałego

ii. Prądnica tachometryczna prądu zmiennego

iii. Tachometr wirowo prądowy

b. Tachometry impulsowe:

i. z impulsatorem stykowym

ii. z cz. Fotoelektrycznym

iii. z cz. Ind.
iv. Z cz. Hallotronowym

v. Z cz. Magneto rezystancyjnym

c. Tachometry stroboskopowe:

i. Stroboskopy mechaniczne przesłonowe

ii. Stroboskopy elektroniczne błyskowe

3. Dlaczego zmniejszenie rezyst. Woltomierza powoduje zmalenie napięcia na zaciskach prądnicy

tachometrycznej prądu stałego?

a. Zmniejszenie rezyst. Powoduje pobór większego prądu a co za tym idzie większe spadki napięcia na

rezyst. Twornika i przejściach szczotka – komutator, a co za tym idzie zmniejszenia napięcie
wyjściowego.

4. Zalety i wady tachometrów stałoprądowych

a. Zately:

i. Liniowa cha-ka.

ii. Możliwośd pomiaru na odległośd

iii. Możliwośd określenia kierunku obrotów
iv. Niewielki wpływ temp. Na wskazania

b. Wady:

i. Istnienie komutatora

1. Okgraniczenie trwałości i zakresu pomiarowego
2. Wpływa na dokładnośd przez zmianę rezyst. Przy przejściu szczotka- komutator
3. Koniecznośd kontroli stanu szczotek i komutatora.

5. Wyjaśnid wpływ prędkości obrotowej na reaktancję uzwojenia twornika i na zakrzywienie cha-ki prądnicy

tachometrycznej prądu zmiennego U=f(n).

a. Wzrost prędkości obrotowej powoduje wzrost częstotliwości prądu, a co za tym idzie wzrost

reaktancji twornika, która wpływa na nienilowośd cha-ki.

6. Zalety i wady tachometrów zmiennoprądowych:

a. Zalety:

i. Brak komutatora

ii. Szerszy zakres mierzonych prędkości

b. Wady:

i. Brak możliwości określenia kierunku obrotów,

ii. Nieliniowośd cha-ki

iii. Mniejsza dokładnośd woltomierza prostownikowego niż woltomierza

magnetoelektrycznego.

7. Budowa, zasada działania i zastosowanie tachometru wirowo prądowego:

a. Budowa i zasada działania:

i. Częśd wirująca ma magnes trwały i jest napędzana przez wałek, którego prędkośd obrotową

mierzy. Wirujący magnes otoczony jest aluminiowym cylindrem osadzonym na wałku,
ułożyskowanym niezależnie od części wirującej. Wałek może się obracad, jednak jest
połączony ze spiralną sprężyną którą w czasie obrotu napina. Na koocu wałka zamontowana
jest wskazówka. Magnes wraz z cylindrem aluminiowym jest otoczony osłoną stalową, przez
którą zamyka się obwód magnetyczny magnesu. Podczas obracania się magnesu trwałego
wiruje jego pole magnetyczne i powoduje powstawanie prądów wirowych w cylindrze
aluminiowym. Strumieo magnetyczny zamyka się przez stalową obudowę. Wskutek
oddziaływania pola magnesu na prądy wirowe cylinder usiłuje się obracad zgodnie z
kierunkiem obrotu magnesu, lecz przeciwdziała temu sprężyna. Gdy moment napędowy
cylindra wyrówna się z momentem zwrotnym sprężyny spiralnej, położenie wskazówki ustali
się, a kąt jej odchylenia od stanu pierwotnego będzie proporcjonalny do mierzonej prędkości
obrotowej wałka.

b. Zastosowanie:

i. Stosowane są w pojazdach mechanicznych

8. Zasada przetwarzania prędkości obrotowej na natężenie prądu w tachometrze stykowym:

a. Kondensator tachometru ładowany jest z częstotliwością proporcjonalną do prędkości obrotowej.

Ładuje się ok. każdorazowo do ustalonej wartości napięcia prąd wyładowczy przepływający przez
miliamperomierz i jego wartośd średnia równa się: Isr=Q*f=C*U*z*n/60 czyli jest proporcjonalna do
prędkości obrotowej.

9. Zasada pomiaru dużych prędkości obrotowych metodą cyfrową (jak zależy błąd pomiaru od mierzonej

prędkości?)

a. Zlicza się impulsy o częstotliwości f przechodzące z impuslatora w czasie trwania pomiaru twz,

odmierzonego przez układ sterujacy z dokładnością okreslona przez wzorzec częstotliwości (gen.
Kwarcowy). Jeżeli wskazanie cznika wyniesie N to częstotliwości przebiegu badanego, uśredniona za
czas twz, wynosi: fsr = N/twz. Uwzględniając związek między częstotliwością impulsatora f a
prędkością obrotową n otrzymujemy wzór na średnia prędkośd obrotową w czasie twz
nsr=60*N/(z*twz). Przyjmując liczbę otworów w tarczy z = 60 i czasy pomiaru twz=1s otrzymamy że
wskazanie licznika N będzie równe prędkości obrotowej w obr/min. Z poprzedniego wzoru obliczamy
bład względny i po podstawieniu delta_z=0 otrzymujemy: dn=delta_n/nsr=delta_N/N +
delta_twz/twz. W praktyce dokładnośd pomiaru określa wzór: dn=1/N=60/(nsr*z*twz). Czyli przy
dużych prędkościach obrotowych bład jest mniejszy.

10. Brak
11. Zasada działania pomiaru małych prędkości obtorowych metodą cyfrową (jak zależy błąd pomiaru od

mierzonej prędkości?)

a. Różnica do poprzedniego układu – sposobem sterowania bramką. Bramka jest otwierana na okres kT

równy całkowitej wielokrotności k okresu T badanego przebiegu, a licznik w tym czasie zlicza impulsy
o częstotliwości wzorcowej fwz. Liczba zliczonych impulsów wyraża się wzorem:
M=k*T*fwz=k*1/T*fwz, f=k*fwz/M=z*n/60, nśr=60*k*fwz/(z*M). Ze wzoru wyznaczamy błąd
względny pomiaru: dn=delta_M/M+delta_fwz/fwz. Przyjmując najbardziej niekorzystny przypadek:
dn=1/M=nsr*z/(60*k*fwz). Bład pomiaru jest mały przy małych prędkościach obrotowych. Maleje
również ze wzrostem częstotliwości wzorcowej.

12. Która z powyższych dwóch metod cyfrowych daje wynik bardziej zbliżony do wartości chwilowej mierzonej

prędkości.

a. ??

13. Jakie dwie wady ma metoda cyfrowa pomiaru małych prędkości?

a. Wynik pomiaru nie jest proporcjonalny do mierzonej prędkości obrotowej; aby uzyskad wynik w

Obr/min trzeba zastosowad układ dzielący

b. Nie można zmierzyd prędkości równej lub bliskiej zeru – przepełnienie licznika

14. Zasada działania tachometru z cz. Ind. Jaka jest jego wada?

a. Zasada działania:

i. Zmiana strumienia magnetycznego w trzpieniu, stanowiącym rdzeo cewki, spowoduje

wyidukowanie napięcia w cewce. Kształt napięcia zależy od podziałki kątowej, stosunku
szerokości zęba do szerokości przerwy między zębami oraz od długości szczeliny pomiędzy
koocówką trzpienia a powierzchnią zęba. Napięcie doprowadzane jest do przerzutnika
Schmitta, na wyjściu którego otrzymuje się impulsy prostokątne o częstotliwości
proporcjonalnej do prędkości kątowej lub prędkości obrotowej. Wyznaczając prędkośd
obrotową należy liczbę impulsów zliczoną w czasie jednej sekundy podzielid przez liczbę
impulsów zliczoną w czasie jednej sek,. Podzielid przez liczbę zębów lub liczbę podziałek na
obwodzie tarczy.

b. Wada:

i. Dolne ograniczenie zakresu pomiarowego i nieprzydatnośd tych czujników w pomiarach

prędkości bardzo małych – quasistatycznych.

15. Zasada działania tachometru z cz. Hallotronowym; jaka jest jego zaleta?

a. Napięcie Halla zależy od wartośd strumienia a nie od jego zmiany – co ma miejsce w cz. Induk.

Prędkości. W przypadku, gdy prędkośd kątowa będzie równa zeru przez płytkę hallotronu będzie
przenikał pewien strumieo stały w czasie, który spowoduje pojawienie się napięcia UH na kontaktach
poprzecznych hallotronu. Podczas obrotu wału z tarczą zebatą UH będzie zawieło skłądową stałą i
składową zmienną przy czy, wypadkowe napięcie będzie zawsze większe od zera. W przypadku cz.
Hallotronowych do głowicy pomiarowej należy doprowadzid prąd stały.

b. Zaleta:

i. Napięcie Halla zależy od wartośd strumienia a nie od jego zmiany?

16. W jaki sposób należy wykonad pomiar stroboskopem, aby mied pewnośd że wynik nie jest wielokrotnością

rzeczywistej prędkości obrotowej?

a. Należy osiągając pozorne znieruchomienie obrazu dla kilki częstotliwości fs. Częstotliwośd

stroboskopu można zmienid zaczynając od najmniejszej lub od największej wartości. Szczególną
uwagę zwrócid gdy pojedynczy obraz M=1 pojawia się po raz ostatni przy zwiększeniu częstotliwości
lub po raz pierwszy przy zmniejszeniu częstotliwości. Ta największa częstotliwośd fs może byd równa
częstotliwości ruchu. Aby się jednak upewnid, należy sprawdzid czy przy podwojonej częstotliwości
2*fs pojawia się obraz podwójny M=2. Spełnienie tego warunku daje pewnośd że f=fs.