Kontrola prędkości śmigła. Schemat, opis

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Elektryk

Kontrola prędkości śmigła. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Silniki elektryczne

Testując instalacje napędzane śmigłem do skuterów śnieżnych, motolotni, samolotów i modeli samolotów, projektant musi znać dokładne wartości szeregu parametrów. A co najważniejsze - prędkość śmigła. Jest to konieczne zarówno przy doładowywaniu silników, jak i przy doborze śmigła. Prędkość obrotowa jest także jednym z głównych parametrów podczas pracy silnika: wartość tego parametru pozwala obiektywnie ocenić niezawodność silnika.

W wielu przypadkach po prostu nie da się „podłączyć” żadnego ze standardowych tachometrów do instalacji silnika śmigłowego: Cóż, jeśli chodzi o silniki modelowe, pomiary stykowe mogą zniekształcić ich pracę do tego stopnia, że wszelkie subtelności regulacji nie są już poza zasięgiem. pytanie.

Zwracam uwagę czytelników na bezdotykowy obrotomierz elektroniczny przeznaczony do pomiaru prędkości obrotowej śmigła bez stosowania jakichkolwiek połączeń mechanicznych pomiędzy czujnikiem a wałem silnika.

Obrotomierz składa się z dwóch głównych części - czujnika i licznika częstotliwości (ryc. 1).

Kontrola prędkości śmigła
Ryż. 1. Schemat blokowy tachometru: 1 - czujnik, 2 - miernik częstotliwości, 3 - wskaźnik, 4 - kalibrator.

Czujnik wytwarza sygnały impulsowe o częstotliwości będącej wielokrotnością prędkości obrotowej śmigła. Wielość jest określona przez liczbę ostrzy. W przypadku tego obrotomierza można zastosować dwa rodzaje czujników: elektrostatyczny i optyczny.

Czujnik elektrostatyczny opracowany specjalnie dla opisywanego urządzenia przetwarza ładunek zgromadzony na łopatkach obracającego się śmigła podczas tarcia z powietrzem na napięcie impulsowe. W tym celu czujnik posiada czuły element (rys. 2) - wąską antenę wykonaną z metalowej płytki lub drutu, zainstalowaną równolegle do płaszczyzny obrotu śruby.

Kontrola prędkości śmigła
Ryż. 2. Zasada działania czujnika elektrostatycznego (a) i czujnika optycznego (b): 1 - śmigło, 2 - element czuły (antena) czujnika elektrostatycznego, 3 - wzmacniacz, 4 - źródło światła, 5 - odbiornik światła z czułym element czujnika optycznego, 6 - wzmacniacz.

Gdy naładowane łopaty przejdą obok anteny, zaindukuje się w niej napięcie przemienne, którego częstotliwość będzie określona wyrażeniem (K*N)/60, gdzie K to liczba łopatek śmigła, N to obrót śmigła prędkość (obr/min).

Antena czujnika elektrostatycznego jest źródłem niskiego napięcia (rzędu miliwoltów) o bardzo dużej rezystancji wewnętrznej, równej rezystancji izolacji. Aby zapewnić normalną pracę miernika częstotliwości, napięcie to jest dostarczane do wzmacniacza o wysokiej impedancji wejściowej (ryc. 3).

Kontrola prędkości śmigła
Ryż. 3. Schemat ideowy czujnika elektrostatycznego

Wysoką impedancję wejściową osiąga się poprzez zastosowanie stopnia dopasowującego, który jest połączeniem wtórnika przepływu na tranzystorze polowym VT1 i wtórnika emitera na tranzystorze bipolarnym VT2. Wzmacniacz operacyjny DA1 zapewnia wzmocnienie sygnału do poziomu wystarczającego do działania licznika częstotliwości.

Czujnik optyczny składa się ze źródła światła, czułego elementu - fotodiody lub fotorezystora - i wzmacniacza.

Źródło światła i element czuły są ustawione tak, aby wiązka przechodziła przez płaszczyznę śruby. W miarę obracania się łopatek, okresowo przecinają one wiązkę padającą na czuły element połączony pomiędzy bazą a emiterem (rys. 4), okresowo zmieniając jego rezystancję i tworząc w ten sposób napięcie przemienne na bazie tranzystora.

Kontrola prędkości śmigła
Ryż. 4. Schemat ideowy czujnika optycznego

Odebrane impulsy wzmacniane są przez dwustopniowy wzmacniacz do wartości wystarczającej do pracy miernika częstotliwości.

Miernik częstotliwości przetwarza impulsy otrzymane z nadajników na prąd stały, proporcjonalnie do częstotliwości powtarzania impulsów. Jego głównym elementem jest multiwibrator rezerwowy na tranzystorach VT5 i VT6 (ryc. 5).

Kontrola prędkości śmigła
Ryż. 5. Schemat ideowy miernika częstotliwości

Kiedy oczekujący multiwibrator odbiera sygnały z czujników, generuje impulsy o stałym czasie trwania, określonym jedynie przez wartości rezystorów i pojemności obwodu.

Kiedy śruba się obraca, na wyjściu oczekującego multiwibratora powstaje sekwencja impulsów o stałej amplitudzie i czasie trwania, której częstotliwość powtarzania jest proporcjonalna do prędkości obrotu śruby.

Powstała sekwencja impulsów zawiera składową stałą, której wartość zależy od tzw. współczynnika wypełnienia – stosunku okresu powtarzania impulsów do czasu ich trwania, czyli od prędkości obrotowej ślimaka.

Składowa stała jest izolowana poprzez całkowanie sekwencji impulsów. Elementem całkującym jest urządzenie wskazujące PA1, które służy także do wskazywania prędkości obrotowej śmigła. W tym przypadku zastosowano głowicę magnetoelektryczną 100 µA z dodatkowym rezystorem R22. Można również zastosować grubsze urządzenie. Do kalibracji obrotomierza wykorzystywany jest rezystor zmienny R21. Aby odłączyć integrator od multiwibratora rezerwowego, stosuje się wtórnik emiterowy na tranzystorze VT7.

Urządzenie zasilane jest z akumulatorów lub z prostownika o napięciu 9,5 V.

Podczas produkcji tachometru można zastosować dowolną konstrukcję, ale najbardziej odpowiednią wydaje się konstrukcja w postaci dwóch bloków - czujnika i miernika częstotliwości ze wskaźnikiem, połączonych ze sobą kablem trójżyłowym.

Czujnik elektrostatyczny musi być starannie osłonięty. Antena czujnika może być wykonana z kawałka drutu miedzianego, wąskiego paska mosiądzu lub folii z włókna szklanego. Podczas wykonywania pomiarów należy go ustawić równolegle do płaszczyzny obrotu ślimaka w odległości zapewniającej normalną pracę urządzenia.

Aby zwiększyć dokładność pomiaru prędkości obrotowej śmigła, przed rozpoczęciem pracy należy skalibrować obrotomierz, dla którego w jego skład wchodzi kalibrator (wbudowany lub zdalny). Kalibratorem jest multiwibrator (rys. 6), generujący krótkie impulsy, których częstotliwość powtarzania wyznaczana jest przez wartości rezystorów R24, R25 oraz kondensatorów C6, C7 i dobierana jest na podstawie zakresu mierzonych prędkości. Aby uzyskać wystarczającą dokładność pomiaru, kalibrację należy przeprowadzić w dwóch lub trzech punktach zakresu prędkości. W tym przypadku wymaganą częstotliwość powtarzania impulsów dla śmigła dwułopatowego określa się za pomocą wyrażenia f=N/30.

Kontrola prędkości śmigła
Ryż. 6. Schemat ideowy kalibratora oraz tabela wartości R25 dla punktów kalibracyjnych.

Tabela (patrz rys. 6) pokazuje wartości rezystorów R24 i R25 dla różnych prędkości obrotowych ślimaka. Precyzyjne ustawienie częstotliwości odbywa się za pomocą rezystora dostrajającego R30, natomiast ustawienie częstotliwości jest monitorowane za pomocą bardzo precyzyjnego cyfrowego miernika częstotliwości.

Możesz uzyskać kilka wartości częstotliwości, zmieniając stopniowo rezystory R24 i R25 lub używając kilku generatorów.

Autor: V.Evstratov

Zobacz inne artykuły Sekcja Silniki elektryczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Transmisja sygnałów radiowych przy prawie zerowym zużyciu energii 29.01.2023

Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki każdy proces przekazywania energii (w tym fal radiowych) wiąże się z kosztami. Czyli faktycznie nie daje się stworzyć "perpetuum mobile", ponieważ bez nakładu energii nie jest ona w stanie jej wytworzyć. Ale naukowcom ze Stanford udało się stworzyć technologię transmisji danych, która prawie nie zużywa energii w odbiorniku.

Stwierdzili, że w przypadku odbioru transmisji radiowej energia nie musi pochodzić z nadajnika. W wielu przypadkach, na przykład gdy nadajniki muszą być małe i przenośne, ich zużycie można zmniejszyć lub wyeliminować dzięki technologii rozpraszania wstecznego.

W tym przypadku jedyna moc potrzebna do nadajnika jest wykorzystywana przez tranzystor. Ponieważ nadajnik zużywa bardzo mało energii (wystarczającej do przełączenia tranzystora), nie potrzebuje nieporęcznych baterii. Pomysł polega na tym, że źródło sygnału ma wyższą temperaturę niż antena, więc gdy obwód jest zamknięty, prąd zacznie w nim płynąć z powodu różnicy temperatur.

Dzięki temu nowa technologia idealnie nadaje się do implantów medycznych i innych urządzeń, których często nie można naładować. Odbiornik potrzebuje dużo mocy, ale może to być stacja bazowa podłączona do sieci lub duża bateria. Ta nowa technologia jest mniej złożona niż systemy z rozproszeniem wstecznym, co w niektórych sytuacjach może uczynić ją bardziej dostępną i praktyczną.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Eksperymentalne podwodne centra danych firmy Microsoft

▪ Ptaki mają również korę mózgową

▪ Mydło magnetyczne usuwa plamy oleju

▪ Szybki Internet między Ziemią a Księżycem

▪ Wydobycie użytecznych zasobów na Księżycu

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Silniki elektryczne. Wybór artykułu

▪ artykuł Tak przemija światowa chwała (chwała świata). Popularne wyrażenie

▪ artykuł Ilu więźniów uwolniono po szturmie na Bastylię? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Sanitacja przemysłowa, higiena pracy i higiena osobista

▪ artykuł Tester skrętki. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Tuner VHF na chipie K174XA34. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn