轉(zhuǎn)速是反映旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)，是旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力力矩、慣性力矩和負(fù)載力矩共同作用的結(jié)果。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速瞬時(shí)值的測(cè)量，可以定量了解轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械內(nèi)部動(dòng)力發(fā)生裝置的瞬時(shí)工作狀態(tài)，了解負(fù)載的施加過(guò)程，為保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、分析機(jī)械瞬態(tài)性能、進(jìn)行機(jī)械故障診斷提供依據(jù)。
01 測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法
測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法主要有4種，分別是機(jī)械式、電磁式、光電式和激光式。
1. 機(jī)械式
機(jī)械式主要利用離心力原理，通過(guò)一個(gè)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的固定質(zhì)量重錘帶動(dòng)自由軸套上下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)不同轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)不同軸套位置來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果，原理簡(jiǎn)單直接。不需額外電器設(shè)備，適用于精度要求不高、接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量場(chǎng)合。
2. 電磁式
電磁式系統(tǒng)由電磁傳感器和安裝在軸系上的齒盤(pán)組成，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒盤(pán)旋轉(zhuǎn)，齒牙通過(guò)傳感器時(shí)引起電路磁阻變化，經(jīng)過(guò)放大整形后形成一個(gè)方波電脈沖，通過(guò)記錄脈沖個(gè)數(shù)得到轉(zhuǎn)速值。由于受齒盤(pán)加工精度、齒牙最小分辨間隔、電路計(jì)數(shù)頻率等限制，測(cè)量精度不能保證。
3. 光電式
由于光電測(cè)量方法靈活多樣，可測(cè)參數(shù)眾多，一般情況下又具有非接觸、高精度、高分辨率、高可靠性和響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，加之激光光源、光柵、光學(xué)碼盤(pán)、CCD器件、光導(dǎo)纖維等的相繼出現(xiàn)和成功應(yīng)用，光電傳感器在檢測(cè)和控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
4. 激光式
激光測(cè)速傳感器是通過(guò)激光對(duì)被測(cè)物的運(yùn)行速度進(jìn)行測(cè)量并轉(zhuǎn)化成可輸出信號(hào)的傳感器。隨著現(xiàn)今精密制造業(yè)的崛起和節(jié)省成本的需求，非接觸激光測(cè)速傳感器會(huì)慢慢取代現(xiàn)在市場(chǎng)上的接觸式測(cè)速傳感器，激光測(cè)速傳感器已被廣泛使用，而現(xiàn)在市場(chǎng)上的非接觸激光測(cè)速傳感器就是ZLS-Px激光測(cè)速傳感器。同時(shí)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，對(duì)被測(cè)物進(jìn)行自動(dòng)化、智能化的測(cè)量控制，這也是測(cè)量技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。
02 接近開(kāi)關(guān)的推廣應(yīng)用
在自動(dòng)控制設(shè)備中接近開(kāi)關(guān)主要用于位置檢測(cè)、行程限位、計(jì)數(shù)、轉(zhuǎn)速測(cè)量等。
接近開(kāi)關(guān)是感知近距離內(nèi)有、無(wú)物體的傳感器，其輸出是開(kāi)關(guān)信號(hào)(高電平或低電平)。接近開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)控制系統(tǒng)中。接近開(kāi)關(guān)主要有以下幾大門(mén)類：
(1)電感式接近開(kāi)關(guān)(感知金屬物體)
(2)電容式接近開(kāi)關(guān)(感知金屬、非金屬物體)
(3)霍爾接近開(kāi)關(guān)(感知磁性物體)
(4)磁性干簧管接近開(kāi)關(guān)(感知磁性物體)
接近開(kāi)關(guān)，因安裝簡(jiǎn)單方便，只需在放卷軸和主軸的末端各安裝一個(gè)齒數(shù)分別為N0和N1的齒盤(pán)，再在齒盤(pán)的上方安裝接近開(kāi)關(guān)即可。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的軸帶著齒盤(pán)的齒從接近開(kāi)關(guān)的端面轉(zhuǎn)過(guò)，接近開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)N0個(gè)脈沖，對(duì)應(yīng)的放卷軸就轉(zhuǎn)了一周，同理，一個(gè)脈沖代表主軸轉(zhuǎn)一周對(duì)于N0=N1 =1的齒盤(pán)，則是的齒盤(pán)(不需齒) ，這時(shí)只需在軸的末端打個(gè)洞或裝一顆螺絲釘就可以了，對(duì)應(yīng)的軸轉(zhuǎn)一周，接近開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生一個(gè)脈沖。
03 工作原理
使用時(shí)應(yīng)在被測(cè)量轉(zhuǎn)速的軸上裝一個(gè)齒輪(正、斜齒輪或帶槽圓盤(pán)都可以)將傳感器安裝在支架上，調(diào)整傳感器與齒輪頂之間隙為1mm左右。
當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，根據(jù)電磁感應(yīng)的原理在傳感器內(nèi)部線圈的兩端產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)就產(chǎn)生在Z個(gè)電壓脈沖信號(hào)，根據(jù)下式：
F =(n/60)*Z
式中：
F為頻率，單位：Hz/秒 ；
n為被測(cè)軸轉(zhuǎn)速，單位：轉(zhuǎn)/分 ；
Z為齒輪齒數(shù)。
當(dāng)齒輪齒數(shù)為60時(shí)，就把軸的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n轉(zhuǎn)化成頻率為F的電壓脈沖信號(hào)，將此信號(hào)送到智能轉(zhuǎn)速表中，就可以反應(yīng)出軸的轉(zhuǎn)速。
04 安裝使用
圖中：
1、輸入導(dǎo)線
2、航空插頭
3、銅質(zhì)拼緊螺母
4、同定支架
5、磁性傳感器
6、1-99內(nèi)任意個(gè)齒
7、被測(cè)軸R：20-25mm， T：1±0.5mm
齒輪要求：
材料：各種導(dǎo)磁鋼鐵材料均可。
模數(shù)：2以上即可。
齒數(shù)：1-99齒任意。
05 轉(zhuǎn)速測(cè)量常用傳感器
轉(zhuǎn)速測(cè)量通常有以下幾種傳感器可選：電渦流轉(zhuǎn)速傳感器、無(wú)源磁電轉(zhuǎn)速傳感器、有源磁電轉(zhuǎn)速傳感器等。具體需要選擇哪類傳感器，則要根據(jù)轉(zhuǎn)速則量的要求而定。如：低速測(cè)量是否需要檢測(cè)零轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)速發(fā)生裝置有以下幾種：用標(biāo)準(zhǔn)的漸開(kāi)線齒輪(M1-M5 )作轉(zhuǎn)速發(fā)生信號(hào)、在轉(zhuǎn)軸上開(kāi)一鍵槽、在轉(zhuǎn)軸上開(kāi)孔眼、在轉(zhuǎn)軸上開(kāi)凸鍵等轉(zhuǎn)速發(fā)生信號(hào)裝置。
(1)電渦流轉(zhuǎn)速傳感器：
適合測(cè)量從零轉(zhuǎn)速以上的任何一轉(zhuǎn)速，對(duì)于被測(cè)體轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速發(fā)生裝置要求也很低，被測(cè)體齒輪模數(shù)可以很小，被測(cè)體也可以是一個(gè)很小的孔眼，一個(gè)小凸鍵、一個(gè)小的凹槽。
(2)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量技術(shù)要求：
無(wú)源磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，是針對(duì)測(cè)速齒輪而設(shè)計(jì)的發(fā)電型傳感器(無(wú)源)，它不需要供電，測(cè)速齒輪旋轉(zhuǎn)引起的磁隙變化，在探頭線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，其幅度與轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高輸出電壓越高(0-a段) ，輸出頻率與轉(zhuǎn)速成正比。轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增高，磁路損耗增大，輸出電勢(shì)已趨飽和(a-b段)，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)b，磁路損耗加劇，電勢(shì)銳減。
傳感器要正常工作，須在要檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)體上安裝導(dǎo)磁體發(fā)訊齒輪或孔板齒輪，模數(shù)大于或等于1，程序安裝時(shí)，傳感器端面距齒頂1mm左右。
測(cè)量模式：本模塊測(cè)量由齒盤(pán)觸發(fā)的脈沖信號(hào)，并根據(jù)兩個(gè)信號(hào)相間隔的時(shí)間來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速。有兩種測(cè)量方式：每轉(zhuǎn)n次測(cè)量：在此種測(cè)量方式下，模塊在5..10 ms的時(shí)間窗口內(nèi)采集由測(cè)量齒盤(pán)處得到的脈沖輸入數(shù)量，并且由此計(jì)算出轉(zhuǎn)速。在這種測(cè)量方式下對(duì)測(cè)量齒盤(pán)的精度要求比較高。
每轉(zhuǎn)一次測(cè)量：在此種測(cè)量方式下，測(cè)量出每轉(zhuǎn)所需要的時(shí)間，并由此計(jì)算出轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速為3000 rpm時(shí)每轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間為20 ms ，轉(zhuǎn)速越高，測(cè)量得到的時(shí)間就越短。這種測(cè)量方式可以很精確地測(cè)量轉(zhuǎn)速，因?yàn)樵谳S旋轉(zhuǎn)一周后測(cè)量齒盤(pán)可能引起的誤差被中和了。測(cè)量齒盤(pán)和傳感器的安裝角度：
測(cè)量齒盤(pán)的加工精度越高，對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量就越精確。對(duì)于量程范圍為±1mm的渦流傳感器來(lái)說(shuō)，推薦使用齒深為1mm的測(cè)量尺盤(pán)。傳感器的安裝形式應(yīng)如上圖所示，當(dāng)一只探頭正對(duì)齒面時(shí)，第二只傳感器對(duì)應(yīng)著部分齒面，第三只傳感器應(yīng)對(duì)準(zhǔn)齒輪的凹陷處。這種安裝方式對(duì)于精，確測(cè)量轉(zhuǎn)速以及判斷旋轉(zhuǎn)方向至觀重要。
