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转速测量方案    

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(0.10~2.00r/min)

  低速(0.5~500r/min)

  中高速(20~20000r/min)

  高速(500~200000r/min)

  超高速(500~600000r/min)

  全速(0.10~600000r/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最大制约因数。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0.01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04000/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/分时,可选用光电编码器(如SGDBM-01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/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-16/22)或磁敏转速传感器(SMS-16/22)。

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),传感器的感应距离在1mm左右;发讯盘上均匀分布28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26mm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1100个孔或凹槽。如选用接近开关,感应距离可达46mm.;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

遮断式光电测量1

遮断式光电测量2

发讯盘不管是什么材料,只要在遮光盘的同心圆上均匀分布若干个通光的孔或槽,槽形光电传感器固定在遮光盘工作的位置上,这种方案,一般不能用在粉尘较多的场合。

方案4:反射光电测量

 

 

当被测轴上不能安装发讯盘或遮光盘时,可以直接在被测轴上粘贴反光标签(或在光洁的轴上涂黑),用光电传感器(WO-DNPW2)来测量。测量距离在580mm。反光标签容易污损的环境下,需即时更换,当然还可以用下面的方案。

方案5:轴式磁性测量

 

        轴式磁性测量1

轴式磁性测量2

当被测轴上本身就有孔或凹槽,打一个凹坑拧一个螺钉或者镶嵌磁钢较容易时,如轴式磁性测量1,可以选用磁敏(SMS-16/22)磁电转速传感器(SM-16/22)来测量。如轴式磁性测量2,可以选用磁电转速传感器(SZGB-1)来测量;轴式磁性测量,要求轴或凸出的材料是导磁的钢铁。感应距离1mm左右。测量范围:060万转/分。在高速轴上打凹坑拧螺钉镶嵌磁钢时一定要考虑动平衡。

磁敏、磁电、霍尔和部分接近开关同属磁性传感器,但它们也有适用性的差异,选用时注意以下比较。

几种磁性传感器的性能比较:

传感器 典型型号 测数范围(频率范围) 感应对象 检测距离 应用场合
磁敏传感器 SMS-16 010kHz 铁、电工钢 0.5~1.5 速度、位移
磁电传感器 SM-16 50~5000Hz 电工钢 0.5~1 速度
霍尔传感器 Hal-12 0~10kHz 磁铁 1~5 速度、位移
接近开关 LJ-12 0~200Hz 金属 1~5 速度、位移

 

以上仅列举了几种常见的转速测量方法中传感器的选择。系统工程中还要根据测量的环境、转速范围,以及系统的现有条件和具体工程要求来综合考虑传感器的选用方案。比如在无刷直流马达作驱动的系统中,转速信号的来源可直接从直流马达的反馈信号中取得。

 

取得转速信号后,信号送入二次仪表。二次仪表除简单的数字显示外,品类繁多,下表列出几个常见的智能转速数字显示仪,并将它们的功能对比列出,以便取得完整的转速测量方案。关于转速表的选择,可以参见:《转速表用户选型指导意见书

常用转速表的功能比较:

    安装方式:柜装

序号

代码

名称

主要功能

外形尺寸

1

RAS

智能测速仪

测速、测频,4~20mA输出

160x80x130

2

SQY12-01

车速里程表

速度、里程,可配各类转速传感器,带RS232接口

160x80x130

3

SZC-04KY

智能转速数字显示仪

测速、测工频、超速报警、保护报警、4~20mA输出,RS232输出

160x80x260

4

SQY01T120

智能测速仪

测速、上限报警、下限报警

160x80x130

5

SQY01T125

智能测速仪

测速、两路继电器报警、4~20mA输出

160x80x130

6

SQY01T120-4

智能测速仪

测速、两路继电器报警、RS485通讯

160x80x130

7

SQY01T109SX

智能测速仪

测速、方向判别、RS485通讯

160x80x130

8

SQY01TZD

智能测速仪

测速、测频、测量最大值

160x80x130

9

SQY01T100LX

智能测速仪

测量显示离心开关动作速度

160x80x130

10

XSV-01B

转速数字显示仪

测速、测工频、上下限报警

144x72x130

11

XJP-75

转速数字显示仪

测速、上、下限报警,4~20mA输出

144x72x130

12

XJP-42A

转速数字显示仪

测速

144x72x130

13

XJP-48T100

数字显示仪

测速

160x80x130

14

XJP-48T105

数字显示仪

测速、4~20mA输出

160x80x130

15

SKY-02

透平膨胀机转速数字显示仪

透平膨胀机测速、打印记录、报警

160x160x260

16

SKY-04

转速数字显示仪

透平膨胀机测速

160x160x260

17

SQY01TPZ

智能频率电流转换器

测频、测速、4~20mA输出

160x80x130

18

SQY03T120

智能测速仪

测速、上限报警、下限报警

96x48x110

19

SQY03T129

智能测速仪

测速、上限报警、下限报警

96x48x110

20

SQY03T109

智能测速仪

测速、RS485输出

96x48x110

21

SQY03T109SX

智能测速仪

测速、方向判别、RS485输出

96x48x110

22

SQY05T100

数字显示仪

测速

48x48x110

23

SQY12-01

车速里程表

LCM液晶屏显示,速度、里程、时间

160x80x130

24

SQY12-02

智能测速仪

双路测速、RS232通讯输出

160x80x130

25

SQY12-03

智能测速仪

双路测速、差速、速比和RS232通讯输出

160x80x130

26

FA485

频率电流转换器

测频、4~20mA输出

35mm道规

27

FV232-2V

频率电压转换器

双路测频、1~5V输出

35mm道规

28

FV232

频率采集器

双路测频、RS232通讯输出

35mm道规

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

上面对常见的转速测量方法进行了罗列,很难面面俱到;工程师们在实际的系统设计工作中,往往要碰到一些复杂的困难,不管怎样,但困难终究还是能解决的。一些特殊的情况,在此就不一一罗列了。如果哪位碰到了困难,不妨提出来,我们在转速测量方面的经验,可能有助于共同解决您所面对的困难。

 

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