转速测量仪

昨天在和同事讨论如何通过PLC和驱动器在没有编码器的情况下得到准确转速的问题时,无意想起了很久以前用过的光电转速表。在学生时代,因为经常要做电机拖动的实验,测量速度主要是靠编码器来读取。但在一些简单的测试中,电机转速比较平稳,读取的频率也很低。一个手持的光电转速表还是不错的选择。在淘宝上查了一下,现在一个国产的光电反射式转速表的价格只有几十元,实在是最为经济的选择。

基本上测定转速的方法有以下几种:

  • 接触式:测量仪表需一般会有一个突出的转轴和被测物体一起旋转。根据测量方式的不同,接触类的表有不同的实现方式。一般来说价格比较昂贵。
    • 电磁式,被测轴和一个永磁体旋转,一个铝盘靠近永磁体,切割磁场产生涡流,在弹簧产生力,扭动指针。这个类型测速装置结构简单,可靠性高,汽车的转速表有一些就采用这个方式。
    • 离心式就是瓦特发明的那个蒸汽机的类型,基本没人用了。
    • 光栅式,常见的编码器其实来就是这个类型。转轴带动光栅旋转,光电传感器测量脉冲。大部分电气拖动中采用的就是这个类型的编码器。
    • 投射式,指的是转轴上需要安装一个圆盘,并有一些缺口,光线可以穿过让圆盘另外一侧的传感器接受。此类型基本上就是一个外置的编码器。如果设备上正好有这样设计,如齿轮,转盘,就可以加以利用。
    • 霍尔元器件也常用于测速,根据磁场变化来测速。但很少用于便携式测速仪。
    • 发电机方式在控制系统中有应用,但很少在便携式仪器中使用。
  • 非接触式:大多电气拖动的现场,工程师是无法接近负载的。而且面对告诉旋转的设备,直接靠近也是有些危险的。这时候就是非接触式转速测量仪器现身时候了。
    • 脉冲式,也就是本人在淘宝上找到最便宜的那种。其原理如下图所示。需要在转轴上贴上一个反光标记。测速仪发出一道光线或者激光(激光使得测试者可以离的更远进行测速操作)。光线射到转轴上后,反射和散射回测速仪。由于转轴表面和反光片的反射率不同,所以测速仪收到的光线强弱也是变化的。通过计算一定时间内最大光强度出现的次数,就可以知道转速了。反射式光电速度测量
    • 频闪式,是另外一种非接触的测速表。这类型的测速表原理和上面脉冲反射计数的方式非常类似。只是发光管发出的光线不是连续的光线,而是按照一定频率闪烁的光线。如果发光闪烁的频率和转轴上反射片旋转的频率一样,每次的闪烁都会回到接收光电管。从而知道这就是转轴的速度。频闪光电测速

相比于直接接触的速度传感器,常见的反射式脉冲测速表响应的精度的确略微低了一些。但其价格低廉(淘宝),而且不接触设备使用方便,而且减少了使用中振动造成损坏的可能性。

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