Механические тахометры

Механические тахометры делятся на стационарные, т. е. неподвижно монтируемые, и портативные приборы.

Стационарные механические тахометры по принципу своего действия представляют собой приборы с индикацией в непосредственной близости от объекта измерения. Они соединяются с ним либо непосредственно, либо при помощи гибкого вала, ременной или цепной передачи. Поэтому измеренная величина может быть передана только на близкое расстояние. В стандарте DIN 5374 приведены основные размеры этих приборов и требования, предъявляемые к их расчету. В числе основных параметров можно назвать: две формы исполнения с прямолинейным и угловым приводом, пять типоразмеров сдиаметрами от 60 до 250 мм; класс точности 1,5.

В отношении физического принципа, положенного в основу измерения, имеются два типа механических тахометров: тахометр на вихревых токах и центробежный тахометр.

Тахометр на вихревых токах имеет вращающийся постоянный магнит, поле которого возбуждает вихревые токи в алюминиевом диске, соединенном с указателем. Возникающий при этом вращающий момент пропорционален частоте вращения магнита и перемещает указатель до тех пор, пока момент, воздаваемый вихревыми токами, не уравновесится моментом, созданным возвратной пружиной. Тахометры этого типа применяют преимущественно в тех случаях, когда показания должны начинаться с нуля, соответствовать определенному направлению вращения и охватывать широкий диапазон измерения. Силы, создающие перемещение, сравнительно невелики, что ограничивает возможности использования этого типа тахометров для других целей, кроме индикации. Погрешности составляют около ±1 % и в простейших приборах достигают ±3 % от конечного значения. Тахометры на вихревых токах выпускаются серийно и рассчитаны на скорости до 5000 об/мин.

В центробежных тахометрах вращающийся маятник отклоняется под действием центробежной силы и через рычажную передачу приводит в движение стрелочный механизм. Отклонения стрелки являются мерой частоты вращения. Центробежные тахометры показывают частоту вращения не от нулевого, а от некоторого минимального и до максимального значения, соотношение которых может находиться в пределах от 1 : 3 до 1 : 10. Показание не зависит от направления вращения. Достаточные по величине силы, сообщающие движение стрелочному механизму, допускают приведение в действие дополнительных управляющих и регулирующих устройств. Погрешности измерения <1 %; в специальных исполнениях составляют 0,3 %. Так как центробежный тахометр представляет собой колебательную систему, он должен быть снабжен демпфирующим устройством, в особенности при использовании его для измерения низких частот вращения. Максимальная частота вращения серийно выпускаемых центробежных тахометров составляет 10 000 об/мин.

К механическим тахометрам обоих типов прилагаются разнообразные детали: специальные шкалы, контактные и приводные элементы и держатели.

Портативные механические тахометры, обычно называемыми ручными тахометрами, представляют собой точный измерительный прибор и в конструктивном отношении подобны описанным выше стационарным тахометрам. Они работают на основе использования как вихревых токов, так и центробежной силы; имеют устойчивую конструкцию, их удобно держать в руке. Вследствие незначительности требуемого вращающего момента присоединение ручного тахометра к вращающемуся валу даже быстроходных машин не связано с какими-либо затруднениями. Ручные тахометры имеют исключительно широкий диапазон измерений. Тахометры с несколькими измерительными ступенями охватывают диапазон, например, от 30 до 50 000 об/мин. Погрешность измерения составляет около 0,5 % от соответствующего последнего деления шкалы.

На вал ручного тахометра могут быть в зависимости от обстоятельств насажены различные поводки, например с резиновым заостренным наконечником (рис. 5.3.1,а), с резиновым полым конусообразным наконечником (рис. 5.3.1, б) или с обрезиненным роликом (рис. 5.3.1,в), наружный диаметр которого должен быть согласован с диаметром вала, с тем, чтобы передаточное число соответствовало шкале тахометра.

Рис.5.3.1. Поводки для ручных тахометров
:а — с резиновым заостренным наконечником;
б — с резиновым полым конусообразным наконечником;
в — ролик с резиновым покрытием

Кроме ручных тахометров, для измерения частоты вращения применяют еще так называемые счетчики оборотов, указывающие число оборотов вала в течение заданного промежутка времени. Отключение счетчика оборотов производится встроенным часовым механизмом.

Ручные тахометры позволяют измерять частоту вращения непрерывно, что дает возможность наблюдателю обнаруживать также и колебания скорости. Ручные счетчики оборотов определяют только среднее значение скорости за время измерения.