UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI
Zakład Mechaniki			Laboratorium Maszynoznawstwa
Temat: Pomiary prędkości obrotowej					Numer ćwiczenia:1
nazwisko: Czarnecki imię: Paweł	semestr: IV grupa: 1	sprawdzający: drT.Brodziński		data:	ocena:

SPRAWOZDANIE

1. Schemat stanowiska pomiarowego.

1.Obrotomierz mechaniczny.

2.obrotomierz elektroniczny TACHO-2

1. z czujnikiem fotoelektrycznym

2. z czujnikiem magnetoelektrycznym

3.Obrotomierz stroboskopowy

4. Obrotomierz cyfrowy PFL-20

5. Autotransformator

6. Silnik indukcyjny jednofazowy

2. Opis przeprowadzenia pomiarów poszczególnymi przyrządami .

1. Obrotomierze elektroniczne .

• Z czujnikiem fotoelektrycznym .

Rys. Budowa czujników .

Do wysterowania obrotomierza służą impulsy napięciowe powstające w elemencie fotoelektrycznym . Sposób działania oraz budowę przedstawia powyższy rysunek . Pierwszy czujnik umożliwia bezdotykowy pomiar prędkości obrotowej wszelkich maszyn . W tym celu na wirującej części maszyny umieszcza się kontrastowy znak ( biały pasek z przylepca plastikowego ), i oświetla strumieniem światła ciągłego . Pomiar prędkości obrotowej polega na zliczaniu impulsów świetlnych odbitych od znaku kontrastowego . A w przypadku gdy wał maszyny jest niedostępny a istnieje możliwość wykorzystania wirującej części urządzenia pomiar prędkości może odbywać się tak jak na rysunku drugim i trzecim .Zasadę działania czujnika pierwszego z powyższego rysunku wykorzystano w fabrycznym urządzeniu do pomiarów prędkości obrotowej typu TACHO-2. Działa on na zasadzie pomiaru częstotliwości impulsów elektrycznych wytwarzanych przez czujnik .

Rys. Schemat blokowy tachometru.

Impulsy napięciowe pochodzące z czujnika są wzmocnione we wzmacniaczu 1 i formowane przez przerzutnik 2 w impulsy prostokątne , które po zróżniczkowaniu i jednostronnym obcięciu przez diodę 3 wyzwalają przerzutnik monostabilny 4 .Na wyjściu tego przerzutnika otrzymuje się impulsy prostokątne o ściśle określonej amplitudzie i czasie trwania , które są następnie uśredniane przez miernik magnetoelektryczny 5 wyskalowany w obr/min.

Rys. Wygląd zewnętrzny przyrządu TACHO-2 .

• z czujnikiem magnetycznym .

Do pomiaru prędkości obrotowej można również zastosować impulsy elektryczne otrzymane z czujnika magnetycznego . W tym celu na wale badanej maszyny umieszcza się magnes trwały a w jego pobliże ustawia się cewkę o dużej liczbie zwojów . Podczas wirowania wału linie sił pola magnetycznego magnesu trwałego przecinając uzwojenia cewki czujnika indukują w nim napięcie . W zależności od prędkości obrotowej wału maszyny będzie się zmieniała wartość napięcia indukowanego i jego częstotliwość .Aby uniezależnić pomiar obrotów od temperatury najwygodniej jest zliczać częstotliwość indukowanego napięcia .

obrotomierze stroboskopowe .

W maszynach małej mocy , których nie można obciążyć dodatkowym momentem obrotomierza oraz w maszynach , w których wał nie jest dostępny lecz widoczne są części wirujące , prędkość obrotową można mierzyć metodą stroboskopową .

Podstawą pomiaru jest tu oświetlenie jednej z wirujących części badanej maszyny oznaczonej kontrastującym znaczkiem , krótkimi impulsami świetlnymi . Jeżeli częstotliwość impulsów świetlnych jest zgodna z częstotliwością obrotów , to uzyskuje się nieruchomy obraz kontrastującego znaczka . Wystarczy wtedy wyznaczyć liczbę impulsów na minutę .

c) Pomiar prędkości obrotowej za pomocą impulsów wymuszonych przez badaną maszynę .

Metoda ta polega na pomiarze czasu między kolejnymi impulsami. Generatorem impulsów wymuszonych przez silnik jest cewka nawinięta na rdzeniu , w której magnes trwały zamocowany na wale silnika indukuje impulsy elektryczne . Impulsy te są proporcjonalne do liczby obrotów wału badanego silnika , a czas między kolejnymi impulsami jest czasem wykonania jednego pełnego obrotu .Im wyższe obroty wału tym krótszy czas trwania jednego obrotu . Urządzeniem które mierzy czas jest okresomierz z odczytem cyfrowym PFL-20 . Mierzy on czas T między kolejnymi impulsami w milisekundach .Tak więc pomiar prędkości obrotowej polega na określeniu okresu jednego obrotu wału T i obliczeniu liczby obrotów z zależności:

d) za pomocą obrotomierza mechanicznego .

Szczególną uwagę przy pomiarze prędkości obrotowej za pomocą tego obrotomierza na to , aby gumowy przedłużacz obrotomierza nie ślizgał się w otworzona wale badanej maszyny ( dbać o czystość przedłużacza i otworu )oraz aby oś obrotomierza była przedłużeniem osi wału badanej maszyny . Obrotomierz wskazuje bezpośrednio na podziałce liczbę obrotów na minutę . Charakteryzuje się prostą budową i stosunkowo dokładnym pomiarem . Wada ich jest szybkie zużywanie się na wskutek tarcia gumowego przedłużacza i przekładni oraz fakt że podczas pomiaru maszyna zostaje obciążona dodatkowym momentem hamującym , co ma szczególnie znaczenie przy badaniu maszyn małych mocy .

Rys. Obrotomierz mechaniczny .

3. Tabele pomiarowe .

Obroty mierzone obrotomierzem
mechanicznym	stroboskopem	Elektron. z czujnikiem		okresomierzem
		foto	magnet	Okres T	n
Obr/min	Obr/min	Obr/min	Obr/min	ms	Obr/min
1.1550 2.1520 3.1520	1550 1525 1550	1500 1505 1500	1500 1500 1500	40,42 40,44 40,43	1484 1483 1484,4
Śr.1530	1541	1501	1500	40,43	1483,8

4. 
   
   
   Obliczenia

Przyrząd pomiarowy	Uchyb
	bezwzględny	względny
	Obr/min	%
Obr.mechaniczny	46,2	0,031
Obrt.stroboskopowy	57,2	0,038
Obrot.elektroniczny z czujnikiem foto	17,2	0,012
Obrot.elektroniczny z czujnikiem magnet.	16,2	0,01

5. Wnioski

Za rzeczywiste uznajemy wartości zmierzone okresomierzem cyfrowym gdyż są one najdokładniejsze. Pozostałe obrotomierze obarczają wyniki błędem wyznaczonym przez nas w ćwiczeniu. Błędy przy pomiarze przyrządem TACHO-2 mogą powstać na wskutek niedokładnego ustawienia czujnika, a w wypadku czujnika magnetycznego występujące na wale maszyny nieregularności powodują zmianę przenikalności magnetycznej , a tym samym generowanie w cewce impulsów napięciowych.

Rys. Stroboskop

Rys. Częstotliwościomierz

---