速度检测仪表原理、结构和应用

2速度检测仪表原理、结构和应用

2.1速度检测仪表原理、结构

2.1.1速度检测概述

（1）速度传感器种类

在工程技术上把作圆周运动的物体在单位时间内转过的圈数叫作转速。作圆周运动的物体在单位时间内经过的角位移叫作平均角速度。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。

①定时式转速表的工作原理：定时式转速表是按照在一定的时间间隔内测量旋转体转数的方法确定转速平均值，并由指针在表盘上直接指示被测转速值。为了测定时间间隔，在定时转速表上装有定时机构，定时转速表由此得名。

②离心式转速表的原理：离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。当离心式转速表的转轴随被测物体转动时，离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心，并通过传动系统带动指针回转。当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时，指针停止在偏转后所指示的刻度值处，即为被测转速值。这就是离心式转速表的原理。

离心式转速表是根据旋转时产生离心力的原理做成的，结构简单，使用方便，但是由于转速和离心力的非线性，使这种表存在着方法误差、工艺上的误差，因而其精度影响也大。

定时式转速表是在时间间隔内测量旋转体转数，再确定转速平均值，因此这种表精度较高，体积较小，较轻便。二者是机械式转速表，精度都不是很高，这种转速表都是接触式测量，不能进行非接触式测量。

③磁感应式转速表是根据磁感应原理制成的。磁感应式转速表的表轴上永磁体转动，就形成了旋转的磁场。在此磁场内的敏感元件由于磁场的旋转而切割磁力线，并产生感应电流，这一电流与永磁体相互作用而产生力矩（即涡流电磁力矩），此力矩和表头上装的游丝反作用力矩相平衡时，转速表表盘上的指针就指出了此时的被测转速值。这就是磁感应转速表测量转速的原理。

④频闪转速的原理：频闪测转速，是基于频闪效应原理的。所谓频闪效应就是物体在人的视觉中消失后，人的眼睛能保留一定时间的视觉印象（视后效）的现象。视后效的持续时间，在物体一般光度的条件下约1/15-1/20S的范围内。若来自被观察物体的刺激信号是一个跟着一个断续的，每次都少于1/20S，则视觉印象来不及消失，从而给人以连续而固定的假象。若用一闪一闪的光照明旋转圆盘，在盘上偏离圆心的位置做以明显的记号，则当闪光的闪次/分与旋转圆盘的转速相等时，圆盘上的记号即呈现停止状态。若闪次/分为已知，则可测定

圆盘的转速。

⑤测频法工作原理：在转速测量计量中是指用测量频率的方法去测量转速。用接触或非接触的方法做成的转速传感器取来转速信号，将其送入频率计数器，而频率计数器给出标准时间间隔，例如0.1，1，2，6，10，30，60s等等，在此时间间隔内由频率计数器记下传感器送入的脉冲数，即测出了旋转的频率。而转速和旋转频率的关系是：n=60×f因此转速通过测量频率的方法可以获得。电子计数式转速表测出了频率，直接就转换成了转速（r/min）。

2.1.2常用速度检测仪表的工作原理及其结构

（1）电磁式转速测量系统动作原理

电磁式转速传感器是用于齿轮、齿条、凸轮等机械部件转速测量的转速表。电磁式转速传感器的测量是对通过电磁变化的感应来实现的，不需要使用电源也驱动也可以完成，因此电磁式转速传感器被大量的应用在各种工业场所。

电磁式转速传感器的原理和使用

电磁式转速传感器的组成部件包括永久磁铁、线圈和U型磁钢等，U型磁钢与线圈相连，当永久磁铁和U型磁钢之间发生位置变化时，线圈内的磁通量就会随之变化，通过对磁通量变化的感知，电磁式转速传感器就能得到被测机械的转速值结果。

电磁式转速传感器在测量机械设备转速时，会将检测齿轮安装在被测量旋转轴上，而后将传感器头安装在靠近齿轮顶端的位置，当旋转轴开始转动后，齿轮会随着旋转轴运动，电磁式转速传感器即可接收到与转速成正比例的频率信号。经过f/v转换器输出4-20MA，进行显示。

电磁式转速传感器中，有内装检测齿轮型产品，它的使用更为方便和简单。内装检测齿轮型电磁式转速传感器是将齿轮内置，而后通过联轴节和旋转的机械轴相连接，在机械轴转动时获得与其频率相同的转速比例信号。

①外配检测齿轮型电磁式转速传感器，通常是将传感器头靠近安装在旋转轴上检测齿轮的齿顶端，当旋转轴带着齿轮旋转时，传感器就会感应出与转速成比例的频率信号。因为传感器是由永久磁铁、线圈和U型磁钢组成的，当磁性物体靠近U 型磁钢时，线圈内的磁通量就会发生变化，在线圈两端建立起一个其频率与磁通量成比例变化的诱导电压。磁通量随着频率f = 转速(r/min)×齿数／60(Hz)而波动，作为传感器的转速信号被输出出来。

②内装检测齿轮型电磁式转速传感器，是通过联轴节与旋转机械的轴连接在一起，旋转时产生其频率与转速成比例的信号。传感器由永久磁铁、检测齿轮、内齿轮等构成，形成一个封闭的检测磁场回路。当检测齿轮随着传感器的轴作旋

转运动时，磁通量就发生变化，在线圈两端建立起一个其频率与磁通量成比例变化的诱导电压。磁通量随着频率f = 转速(r/min)×齿数／60(Hz)而波动，作为传感器的转速信号被输出出来。

（2）电磁式转速传感器的优点

电磁式转速传感器的使用不依赖电源，可应用于各个工作环境；结构简单、外形小巧、占用空间少、重量轻，便于携带和使用；运行稳定可靠，故障率低，几乎不需要维修和保养。

2.2速度测量

2.2.1安装要点与日常点检

（1）速度探头的安装与间隙的调整：

①先记录速度探头的安装位置（探到底后往外旋出的圈数）。

②将机器开起来，太约运行在8000rpm 到10000rpm左右，保持此时喷嘴开度不变，此时显示的机器的运行转速应基本保持不变。

③在上一步的基础上（保持此时喷嘴开度不变），慢慢的将速度探头往外旋出（记录往外旋出的圈数），刚开始时速度的读数可能会发生改变，也可能不变，但应该仍有读数；此时继续慢慢往外旋出速度探头，直到转速表的速度读数突然变为转速转换器