Тахометр — измерение частоты вращения¶

Тахометр — измерительный прибор (мерительная оснастка), предназначенный для определения частоты вращения (угловой скорости) валов, шестерён, колёс, роторов и других вращающихся объектов. Единица измерения, как правило, — обороты в минуту (об/мин), в научных и лабораторных применениях также используются радианы в секунду (рад/с) и герцы (Гц). Тахометры применяются в машиностроении, автомобилестроении, энергетике, авиации, промышленной автоматизации и быту.

¶История

Слово «тахометр» происходит от греческих слов tachos (скорость) и metron (мера). Ранние устройства для измерения угловой скорости применялись ещё в XVII веке — например, тахометрические анемометры для определения скорости ветра. В XIX веке с развитием паровых машин и промышленного производства возникла потребность в точном контроле частоты вращения двигателей, что стимулировало создание механических тахометров. В СССР серийное производство тахометров развивалось с 1930-х годов; предприятиями приборостроения выпускались индукционные, центробежные и стрелочные приборы для контроля турбин, станков и двигателей. С появлением полупроводниковой электроники в 1960-е годы начали распространяться электронные тахометры, а в 1980-е — цифровые.

¶Классификация

По принципу действия тахометры делятся на:

• Механические (контактные) — измерительный вал прибора прижимается к вращающемуся объекту, скорость считывается по трению. Просты и дёшевы, но изнашиваются и требуют прямого доступа к объекту.
• Электромеханические (индукционные) — работают на принципе электромагнитной индукции: вращение приводит в движение магнит, наводящий ток в обмотке, стрелка отклоняется пропорционально скорости.
• Центробежные — вращающиеся грузики расходятся под действием центробежной силы, перемещение передаётся на стрелку шкалы.
• Электронные (бесконтактные) — измерение без механического контакта с объектом: лазерные, оптические (по отражающей метке), индуктивные (по металлическим выступам), магнитные (по датчику Холла).
• Стробоскопические — измерение по частоте вспышек стробоскопа, синхронизированных с вращением объекта.

По типу индикации:

• Аналоговые (стрелочные) — стрелка на круговой шкале.
• Цифровые — ЖКИ- или светодиодный дисплей с числовым показанием.

¶Устройство и принцип работы

¶Механический тахометр

Классический механический тахометр состоит из ведущего колеса, соединённого с объектом измерения через упругую муфту, редуктора и стрелочного указателя. Вращение вала преобразуется в отклонение стрелки по шкале, проградуированной в об/мин. Точность типовых приборов — 1–2 % от верхнего предела измерений. Недостаток — износ ведущего колеса и необходимость прямого контакта.

¶Электронный тахометр

Электронный тахометр включает датчик, преобразователь сигнала и индикатор. Датчик формирует импульсы с частотой, пропорциональной угловой скорости:

• Оптический — световой луч отражается от наклеенной на объект светоотражающей полосы, фотоприёмник фиксирует вспышки.
• Индуктивный — металлический выступ или штифт на валу изменяет индуктивность катушки при прохождении.
• Магнитный (на эффекте Холла) — маленький магнит на валу генерирует импульсы в датчике Холла.
• Лазерный — лазерный луч направлен на объект, отражённый сигнал анализируется фотодатчиком.

Электронный блок измеряет период между импульсами и вычисляет частоту. Точность цифровых приборов достигает 0,1 %, пределы измерений — от единиц до сотен тысяч об/мин. Преимущества: отсутствие механического износа, бесконтактность, возможность дистанционных измерений, память и интерфейсы (USB, Bluetooth) для передачи данных.

¶Применение

• Машиностроение и станкостроение — контроль частоты вращения шпинделя, вала, шлифовальных кругов.
• Автомобильная промышленность и сервис — измерение оборотов коленвала, диагностика ГРМ, проверка тахометров и датчиков.
• Энергетика — мониторинг скорости вращения турбин, генераторов, вентиляторов, насосов.
• Лабораторные испытания — измерение угловой скорости вращения образцов, испытательные стенды.
• Быт и хобби — измерение оборотов компьютерных вентиляторов, шуруповёртов, моделей.

В автомобилях тахометр — штатный прибор на приборной панели, показывающий обороты коленчатого вала двигателя. Погрешность автомобильных тахометров, как правило, составляет 100–200 об/мин.

¶Основные характеристики

¶См. также

• Стробоскоп
• Датчик Холла
• Энкодер
• Скоростемер

¶Источники

• ГОСТ 8.061-80. Государственная система измерений. Приборы для измерения частоты вращения. Общие технические требования и методы поверки.
• Кульчицкий Б. И. Метрология, основы метрологического обеспечения. — М.: Издательство стандартов.
• Типовые руководства по эксплуатации электронных тахометров производства российских приборостроительных предприятий.