12 (90)

2.5. Tachometry stroboskopowe błyskowe

Metoda stroboskopowa oparta jest na właściwości ludzkiego oka zatrzymywania przez krótki okres wrażenia wzrokowego wywołanego przedmiotem, który zniknął już z pola widzenia.

W stroboskopach błyskowych oświetla się badany obiekt przez bezinercyjne źródło światła (lampę wyładowczą). Jeżeli częstotliwość błysków jest zsynchronizowana z prędkością obrotową obiektu, to obserwatorowi wydaje się, że obiekt jest nieruchomy. Prędkość obrotową odczytuje się ze skali częstotliwości.

Najczęściej stosowany jest znacznik w postaci pojedynczej kreski, kontrastującej z kolorem przedmiotu wirującego. Jeżeli obiekt wiruje z częstotliwością/ = «/60, zaś częstotliwość błysków jest/, to obraz wydaje się nieruchomy, gdy

(20)

gdzie N i M są liczbami pierwszymi względem siebie, przy czym N - powtarzalność obrazu stroboskopowego przy różnych częstotliwościach, M - wielokrotność obrazu kreski na obiekcie.

Wielokrotność M kreski odczytuje się z bezpośredniej obserwacji. W celu wyznaczenia powtarzalności N obrazu należy osiągnąć pozorne znieruchomienie obrazu dla kilku częstotliwości /. Częstotliwość stroboskopu należy regulować bardzo precyzyjnie, aby uzyskać dokładne pozorne znieruchomienie obrazu. Częstotliwość stroboskopu można zmieniać zaczynając od najmniejszej lub od największej wartości. Szczególną uwagę należy zwrócić, gdy pojedynczy obraz (M- 1) pojawia się po raz ostatni przy zwiększaniu częstotliwości lub po raz pierwszy przy zmniejszaniu częstotliwości. Ta największa częstotliwość/ może być równa częstotliwości ruchu. Aby się jednak upewnić, należy sprawdzić czy przy podwojonej częstotliwości 2f_s pojawia się obraz podwójny (M = 2). Spełnienie tego warunku daje pewność, że/=/. Dla potwierdzenia można się jeszcze przekonać, czy przy//2 i//3 ukazują się obrazy pojedyncze.

Jeżeli częstotliwość ruchu wykracza poza zakres stroboskopu, to należy zapisać wszystkie kolejne częstotliwości stroboskopu, przy których ukazuje się pojedynczy obraz, zaczynając od największej/i, ...,/k- Mierzona częstotliwość ruchu będzie najmniejszą wspólną wielokrotnością tych częstotliwości, określoną wzorem

(*-0/„ -f,k fs 1 - fsk

(21)

Przykład

Pojedynczy obraz kreski ukazał się przy f_sj = 1000 obr/min, f_S2 = 667 obr/min, 1/ = 500

obr/min, f_s4 - 400 obr/min. Stąd prędkość obrotowa obiektu

^ (4-1)-1000-400    „„„„ _u , .

f = —— -= 2000 obr / min

1000-400

Jeżeli częstotliwość badanego obiektu jest mniejsza od dolnego zakresu stroboskopu, to pojedynczy obraz nie ukaże się wcale. W takim wypadku zmieniamy częstotliwość stroboskopu od najmniejszej lub największej i szukamy takiej częstotliwości, przy której ukaże się obraz podwójny, pozornie nieruchomy, lub potrójny albo M-krotny. Wtedy częstotliwość obiektu jest równa

/ = A    (22)

M

Można jeszcze sprawdzić wynik stwierdzając, czy przy podwojonej częstotliwości stroboskopu 2/ ukaże się obraz 2A/-krotny.

Dokładność pomiaru metodą stroboskopową zależy od błędu określenia częstotliwości stroboskopu oraz błędu postrzegania pozornego bezruchu. Błąd pomiaru mieści się w granicach 1 -r 3%.

11