4 (295)

W celu uniknięcia błędu nieliniowości, jak również wpływu temperatury (niewielkiego) na dokładność pomiaru, jako sygnał wyjściowy tachometru zmiennoprądowego przyjmuje się częstotliwość wytwarzanej siły elektromotorycznej, którą mierzy się miernikiem cyfrowym z dużą dokładnością.

n

Rys. 2. Schemat ideowy prądniczki tachometrycznej prądu zmiennego i jej charakterystyka (1 - prostownik trójfazowy, 2 - woltomierz magnetoelektryczny, 3 - wirujący magnes)

Zaletą tachometrów zmiennoprądowych jest brak komutatora i szerszy zakres mierzonych prędkości (do 15 000 obr/min). Do wad należy zaliczyć brak możliwości określenia kierunku obrotów, nieliniowość charakterystyki i mniejszą dokładność woltomierza prostownikowego niż woltomierza magneto elektrycznego.

Produkowane są również prądnice dwufazowe - mają dwie pary uzwojeń rozłożone na stoja-nie i przesunięte względem siebie o kąt n/2. Dwa napięcia indukujące się pod wpływem obracającego się magnesu są składowymi wirującego wektora prędkości. Analiza amplitud tych napięć umożliwia określenie zmian prędkości w czasie jednego obrotu wału - czyli przyspieszenia kątowego. Pomiary te mają duże znaczenie przy badaniu np. silników spalinowych, w których wyraźne zmiany prędkości występują w momencie zapłonu oraz badaniu innych maszyn wirujących, w których występuje tzw. „efekt bicia” wskutek zużycia eksploatacyjnego łożysk lub złego wyważenia masy wirującej.

2.3. Tachometr wiroprądowy

Przyrząd ten wymaga sprzężenia mechanicznego z elementem wirującym w postaci elastycznej linki lub sztywnego wałka. Zasada działania tachometru wiroprądowego jest następująca (patrz rys.3).

Część wirująca 1 ma magnes trwały 2 i jest napędzana przez wałek, którego prędkość obrotową mierzymy. Wirujący magnes otoczony jest aluminiowym cylindrem 3 osadzonym na wałku 4, ułożyskowanym niezależnie od części 1. Wałek 4 może się obracać, jednak jest połączony ze spiralną sprężyną 5 (zamocowaną jednym końcem do tegoż wałka, a drugim do nieruchomej obudowy przyrządu), którą w czasie obrotu napina. Na końcu wałka 4 zamocowana jest wskazówka 7. Magnes 2 wraz z cylindrem aluminiowym 3 jest otoczony osłoną stalową 8, przez którą zamyka się obwód magnetyczny magnesu 2.

Podczas obracania się magnesu trwałego wiruje jego pole magnetyczne i powoduje powstawanie prądów wirowych w cylindrze aluminiowym. Strumień magnetyczny zamyka się przez obudowę stalową. Wskutek oddziaływania pola magnesu na prądy wirowe cylinder usiłuje się obracać w kierunku obrotów magnesu, lecz przeciwdziała temu sprężyna. Gdy moment napędowy cylindra zrówna się z momentem zwrotnym sprężyny spiralnej, położenie wskazówki ustali się, a kąt jej odchylenia od stanu pierwotnego będzie proporcjonalny do mierzonej prędkości obrotowej wałka.

3