3. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ
Для измерения угловых скоростей вращательного движения применяют разнообразные измерительные устройства, называемые тахометрами. По принципу действия их можно разделить на механические, гидравлические, пневматические, электрические.
Центробежные тахометры относятся к механическим; принцип действия их ясен из схемы, приведенной на рис. VII. 11. Перемещение подвижной муфты в целях повышения точности измерения угловой скорости в различных системах регулирования соединяется с тем или иным преобразователем перемещений, часто одновременно выполняющим функции усилителя. В гидравлических и пневматических системах таким преобразователем-усилителем
обычно является золотник, струйная трубка или элемент «сопло—заслонка». В электрических системах регулирования, как правило, используются только электрические тахометры.
Выражение для передаточной функции неустановившегося движения центробежного тахометра для малых перемещений муфты можно записать в виде:
где постоянная времени
а также
здесь
— коэффициент вязкого трения (демпфера), М — приведенная масса грузов тахометра; с — жесткость пружины,
— усилие, развиваемое грузами.
Рис. VII. 11. Схема центробежного тахометра: со
— измеряемая угловая скорость;
— выходной сигнал;
— давление питания; 1 — грузики; 2 — сопло пневматического преобразователя; 3 — пружина
Гидравлические и пневматические тахометры. В качестве гидравлических и пневматических тахометров могут быть использованы импеллеры (рис.
VII. 12). Выходным сигналом импеллера является давление используемого рабочего тела.
Давление на выходе импеллера
Как следует из формулы (VII. 15), давление
зависит от плотности рабочего агента. Поэтому для повышения точности измерения угловой скорости этим способом необходимо предусматривать температурную компенсацию. В качестве рабочего агента обычно служат различные масла, вода, воздух.
Рис. VI 1.12. Схема импеллера:
— измеряемая угловая скорость;
— выходной сигнал; 1 — крыльчатка; 2 — вал
Электрические тахометры. В качестве электрических тахометров в системах автоматического регулирования в основном применяются тахометры переменного тока. Для генераторов, например, с ротором в виде постоянного магнита, при синусоидальном законе распределения
магнитной индукции в зазоре, эффективное значение переменной
э. д. с., индуктируемой в обмотке тахометра,
Частота переменного тока
где
— число пар полюсов;
— число оборотов в минуту.
Таким образом, в качестве выходного сигнала таких устройств можно использовать напряжение и частоту.