转速(速度)在线测量方案选择时,一般要考虑的问题有以下几点:
1.被测物体运动的速度范围;
超低速(0.02~2.00r/min)
低速(0.5~500r/min)
中高速(10~20000r/min)
高速(500~200000r/min)
超高速(500~600000r/min)
全速(0.020~600000r/min)
2.被测物体可测点几何形状;
轴(光轴/带孔/带槽/带销/叶片)
传动齿轮/皮带
3.环境条件;
4.动态/静态显示、记录、控制;
5.误差、响应时间、输出控制形式等;
测速范围作为基本参数,直接关系到传感器和测速仪的选择;比如在20~20000r/min这一测速范围,函盖了低速、中高速,满足这一测速范围的传感器和测速仪表品种比较多;如果测速范围在20r/min以下,甚至0.1r/min以下,这就是超低转速测量,不是普通的传感器和测速仪表能满足的了。
被测物体可测点几何状况及环境条件,往往是传感器和测速仪的*大制约因数。比如一种微型电机,被测旋转轴直径只有1.5mm,只有端面露在外面,且此轴没有负载能力,如何检测?再如被测物体转速0.10~2.00r/min,要求测量仪表输出4~20mA的标准信号,测量环境70摄氏度,这就要求传感器和测速仪不光满足测速范围的要求,还要满足环境温度的要求。
被测物体可测点几何形状,关系到适用传感器的品种,可测点周边空间关系到选用传感器的可安装性,可测点环境关系到传感器和仪表的耐受特性。
动态测量和静态测量,关系到测量方法和瞬时转速的概念,静态测量一般选用的采样时间为0.5秒到2秒,超低转速时,可延时到60秒。动态测量一般采样时间选择小于0.1秒,高速采样时,要求采样时间不超过0.02秒。
在线测量有时作为观测手段,只需要显示;有时作为反馈,用于系统调节,有时用于报警控制。
误差、响应时间、输出控制形式,直接关系到测量目的能否达到。
以上决定转速(速度)在线测量方案选择的几点要素,主要针对安装以及测速范围与环境条件等方面的适用性;在线测量方案还要求简单可靠,经济有效。
从传感器的安装方式来分,有接触式和非接触式两种;按传感器的类别来分,就有磁电、磁敏、光电(光纤)、霍尔等方式,下面先从这两个侧面来介绍转速传感器的选用方案:
方案1:接触式测量
这种测量方式一般适用中、低转速的测量。传感器与被测旋转轴,通过弹性联轴器连接,传感器安装固定时,要求出轴与被测旋转轴尽量保持同一条直线,在较高速时尤其严格。
这种测速方式一般选用的传感器有光电、磁电和霍尔等式样,一般测速范围在0~4000转/分。测速时每周脉冲数在100以下(如SGB-4A光电转速传感器)。在转速低于1转/分时,可选用光电编码器(如CHA-1光电编码器),每周脉冲数可高达2000以上。这种接触式测量在6000转/分 ~几十万转/分就不能满足要求,我们一般可选用以下几种非接触式测量方式。
方案2:盘式磁性测量
被测旋转轴上固定一个发讯盘,发讯盘上一个同心圆上均匀分布若干个孔或凹槽,转速传感器可为磁电转速传感器(SM-16)或磁敏转速传感器(SMS-10/12)。
发讯盘均匀分布1~100个孔或凹槽(发讯盘的材料为导磁材料如低碳钢或电工钢),传感器的感应距离在0.5~2mm左右;发讯盘上均匀分布2~8个磁钢时(发讯盘的材料可以是非导磁材料),传感器的感应距离在2~6mm左右。
在低转速时,过去为满足计数式转速表的测量要求,一般发讯盘选用均匀分布60个孔或凹槽,现在也可以选用1~100个孔或凹槽。如选用接近开关,感应距离可达4~6mm.;发讯盘只要选用导电材料就可以。这种方案中的发讯盘,往往可以借用系统本身就有的齿轮、皮带轮等。
如果发讯盘既不能选用导磁材料,也不能选用导电材料,还可以选用以下方案。
方案3:遮断式光电测量