Politechnika Lubelska

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI

LABORATORIUM POMIARÓW WARTOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH

IMIĘ I NAZWISKO	GRUPA DZIEKAŃSKA	ZESPÓŁ	DATA	OCENA

Sobcik			2013

ĆWICZENIE NR 8

Pomiar prędkości obrotowej.

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było praktyczne zapoznanie się z metodami pomiarowymi i czujnikami do pomiaru prędkości obrotowej. Należało ponadto poddać badaniu obrotomierz i prędkościomierz samochodowy.

Rys.1 Schemat przykładowego sposobu pomiaru prędkości obrotowej silnika i prędkości.

1. Sprawdzenie obrotomierza i prędkościomierza samochodowego.

L.p.	Nx	fgen	Nw	ΔN	δN
-	obr/min	Hz	obr/min	obr/min	%
1	1000	33,5	1005	5	0,498
2	1500	47	1410	90	6,383
3	2000	66	1980	20	1,010
4	3000	102	3060	60	1,961
5	3500	119	3570	70	1,961
6	4000	134	4020	20	0,498
7	5000	167	5010	10	0,200
8	5500	180	5400	100	1,852
9	6000	198	5940	60	1,010
10	7000	229	6870	130	1,892

OBLICZENIA:

|ΔN|=|N_x − N_w| $|\delta N| = \frac{|\Delta N|}{{|N}_{w}|} 100\%$ $n = \frac{60f}{z} = N_{W}$

N_x −  predkosc obrotowa odczytana z obrotomierza;

N_w − rzeczywista predkosc obrotowa;

ΔN − blad bezwzgledny pomiaru predkosci;

δN − blad wzgledny pomiaru predkosci;

z − liczba impulsow na jeden cykl;

f − czestotliwosc;

Przykładowe obliczenia dla pomiaru 1:

$$N_{W} = \frac{60f}{z} = \frac{60 33,5}{2} = 1005\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

$$|\Delta N| = |N_{x} - N_{w}| = |1000 - 1005| = 5\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

$$|\delta N| = \frac{|\Delta N|}{{|N}_{w}|} 100\% = \frac{5}{1005} 100\% = 0,498\%$$

2. Sprawdzenie szybkościomierza samochodowego.

L.p.	νx	fgen	νw	Δν	δν
-	km/h	Hz	km/h	km/h	%
1	20	24	21,795	1,795	8,236
2	30	39	35,417	5,417	15,295
3	50	67	60,845	10,845	17,823
4	70	95	86,272	16,272	18,861
5	90	122	110,792	20,792	18,766
6	100	133	120,781	20,781	17,206
7	120	160	145,301	25,301	17,413
8	140	186	168,912	28,912	17,117
9	160	212	192,523	32,523	16,893
10	180	238	216,135	36,135	16,719
11	200	264	239,746	39,746	16,578
12	220	289	262,449	42,449	16,174
13	240	314	285,152	45,152	15,834
14	250	328	297,866	47,866	16,070

OBLICZENIA:

|Δν|=|ν_x − ν_w| $|\delta\nu| = \frac{|\Delta\nu|}{{|N}_{\nu}|} 100\%$ $v = \frac{3,6l_{kola}}{\text{zϴ}}f$

- przełożenie między skrzynią a półosiami napędowymi ϴ=3,71;

- liczba impulsów na jeden obrót wału: z=2;

- rozmiar fabrycznie stosowanych kół: 14 cali z oponami 185/65;

Przykładowe obliczenia dla pomiaru nr 1

185/65 → B/S;  B = 185 mm

$$S = \frac{H}{B} \rightarrow S = 65\% \rightarrow H = S*B = 0,65*185 \rightarrow H = 120,25mm = 12,025cm$$

$$l_{kola} = 2\pi r = 2 3,14 \left\lbrack \frac{\left( 14 2,54 + 2 \bullet 12,025 \right)}{2} \right\rbrack = 187,18 = 1,872m$$

$$v = \frac{3,6l_{kola}}{\text{zϴ}}f = \frac{3,6 1,872}{2 3,71} 24 = 21,795km/h$$

|Δν|=|ν_x − ν_w|=|20 − 21, 795|=1, 795 km/h

$$|\delta\nu| = \frac{\left| \text{Δν} \right|}{{|\nu}_{w}|} 100\% = \frac{1,795}{21,795} 100\% = 8,236\%$$

Obliczenia przy zużyciu bieżnika o 1 mm, dla pierwszego pomiaru:

H = 119, 25mm = 11, 925cm

$$l_{kola} = 2\pi r = 2 3,14 \left\lbrack \frac{\left( 14 2,54 + 2 \bullet 11,925 \right)}{2} \right\rbrack = 186,5474cm = 1,865m$$

$$v = \frac{3,6l_{kola}}{\text{zϴ}}f = \frac{3,6 1,865}{2 3,71} 24 = 21,716km/h$$

|Δν|=|ν_x − ν_w| = 21, 795 − 21, 716 = 0, 079km/h

$$|\delta\nu| = \frac{|\Delta\nu|}{{|\nu}_{w}|} 100\% = \frac{0,079}{21,716} 100\% = \mathbf{0,364\%}$$

3. Badanie czujników prędkości obrotowej

Typ czujnika	mag.-rez.	indukcyjnościowy	odbiciowy	widełkowy	p.tachometr.	strob.
L.p.	U	fw	nw	f1	n1	f2
-	V	Hz	obr/min	Hz	obr/min	Hz
1	220	1506	3012	1489	2978	45
2	200	1422	2844	1374	2748	42,4
3	180	1343	2686	1297	2594	39
4	160	1152	2304	1173	2346	37,7
5	140	1096	2192	1080	2160	33
6	120	1033	2066	1023	2046	31,3
7	100	946	1892	960	1920	28,9
8	80	820	1640	853	1706	27,6
9	60	773	1546	793	1586	25,9
10	40	650	1300	700	1400	24

Przykładowe obliczenia dla pomiaru 1:

• czujnik magneto rezystancyjny

$$n = \frac{60f}{z} = \frac{60 1506}{30} = 3012\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

• czujnik indukcyjnościowy

$$n = \frac{60f}{z} = \frac{60 1489}{30} = 2978\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

• czujnik optyczny odbiciowy

$$n = \frac{60f}{z} = \frac{60 45}{1} = 2700\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

• czujnik optyczny widełkowy

$$n = \frac{60f}{z} = \frac{60 2613}{60} = 2613\ \frac{\text{obr}}{\min}$$

• prądnica tachometryczna

U_i = k • ϕ • n

$$\frac{U_{i}}{n} = k \bullet \phi$$

Dla obranego czujnika wzorcowego widełkowego:

$$n = \frac{\sum_{}^{}n_{3}}{10} = \frac{20756}{10} = 2075,6\frac{\text{obr}}{\min}$$

$U_{i} = \frac{\sum_{}^{}U_{\text{tacho}}}{10} = \frac{138,4}{10} = 13,84\ $V

$$k \bullet \phi = \frac{U_{i}}{n} = \frac{13,84}{2075,6} \approx 0,007$$

$$n = \frac{U_{i}}{k \bullet \phi} = \frac{18,9}{0,007} = 2828\ \frac{\text{obr}}{\min}$$