Авиационные измерители частоты вращения

Важным параметром режима работы авиационного двигателя является частота вращения вала его винта, компрессора или турбины. Этот параметр характеризует не только техническое состояние двигателя, но главным образом режим его работы. От него существенно зависит тяга (мощность), развиваемая двигателем. Поэтому значение частоты вращения вала двигателя должно измеряться с достаточно высокой точностью (0,5—1,0%).

Приборы, измеряющие частоту вращения, называются тахометрами. Самолетные тахометры служат для измерения частот вращения коленчатого вала поршневого двигателя (до 4000 об/мин) или вала турбины газотурбинного двигателя (до 20000 об/мин).

Вращательное движение вала может быть охарактеризовано частотой n его вращения и угловой скоростью ω вращения. Единицей измерения частоты вращения является оборот в секунду, а угловой скорости - радиан в секунду.

Размерностью обеих величин в системе СИ является секунда в минус первой степени (с^-1). Взаимосвязь частоты вращения и угловой скорости вращения описывается уравнением

ω=2π n

или, если n представляется в оборотах в минуту,

ω=n

Частоту вращения можно измерять абсолютным методом, осно­ванным на определении числа оборотов вала за выбранный проме­жуток времени или косвенным методом с использованием преобра­зователей различного принципа действия.

Методы измерения частоты вращения:

Центробежный

Рис.6. Центробежный тахометр.

Основан на использовании зави­симости центробежной силы F, возникающей при вращении те­ла, от измеряемой угловой ско­рости ω_x

Часовой

Рис.7. Часовой тахометр.

Основан на подсчете количества оборотов исследуемого объекта за выбранный интервал времени, задаваемый часовым механизмом ЧМ

Резонансный

Рис.8. Резонансный тахометр.

Основан на совпадении известной частоты собственных колебаний эталонного резонатора, соответствующей определенному значению угловой скорости, с частотой колебаний, возбуждаемых исследуемым объектом

Стробоскопический

Рис.9. Стробоскопический тахометр.

Основан на использовании стробоскопического эффекта, возникающего при импульсном освещении исследуемого объекта

Магнитоиндукционный

Рис.10. Магнитоиндукционный тахометр.

Основан на взаимодействии магнитного поля, вращаемого со скоростью, пропорциональной измеряемой угловой скорости, с полем вихревых токов, наводимых при этом в чувствительном элементе ЧЭ

Постоянного тока

Рис.11. Постоянного тока.

Основан на зависимости выходного напряжения генератора постоянного тока от скорости вращения его якоря, соединенного с исследуемым объектом. Состоит из тахогенератора постоянного тока, линии связи, и вольтметра

Частотноимпульсный

Рис.12. Частотноимпульсный

Основан на зависимости выходного напряжения генератора переменного тока от скорости вра­щения его ротора, соединенного с исследуемым объектом, и состоит из тахогенератора переменного тока, линии связи, преобразователя частоты в среднее значение напряжения вольтметра

Поплавковый

Рис.13. Поплавковый

Основан на зависимости уровня жидкости в сосуде, вращающемся с угловой скоростью исследуемого объекта, от скорости вращения жидкости

Фрикционный жидкостный

Рис.14. Фрикционный жидкостный

Основан на зависимости силы, с которой жидкость увлекает твердое тело, от скорости вращения этой жидкости

Наибольшее распространение получили магнитоиндукционные тахометры благодаря их простоте и линейной статической характе­ристике. Другие типы тахометров, например стробоскопические и электронные, находят пока применение только в лабораториях авиационных предприятий.