تحقیق / تاکومتر - فروشگاه اینترنتی خرید دانلود

تحقیق / تاکومتر

تاکومتر :

تاکومتر به صورت عمومي براي اندازه گيري سرعت يک جسم متحرک به کار مي رود ولي کاربرد اصلي آن، اندازه گيري سرعت دوران يک جسم دوار مي باشد. يک نمونه خوب براي تاکومتر دورسنج خودروها مي باشد. اگر دقت کرده باشيد در جوار عقربه سرعت سنج، عقربه اي وجود دارد که سرعت دوران موتور را بر حسب دور بر دقيقه نشان مي دهد که مثال خوبي براي تاکومتر مي باشد.

در صورتي که سرعت دوران موتور از حد خاصي بالاتر رود، موتور صدمه خواهد ديد و لذا وجود تاکومتر امري ضروري مي باشد.

اين نوع تاکومترها را مي توان به روشهاي مختلفي ساخت. براي مثال در صورتي که يک ژنراتور کوچک به شافت دوار موتور متصل نماييم، با چرخيدن موتور، ژنراتور نيز مي چرخد و برق توليد مي کند. هر چه سرعت چرخش بيشتر باشد، برق بيشتري توليد مي شود و لذا بدين ترتيب مي توان با اندازه گيري برق توليد شده و کاليبره کردن دستگاه، سرعت چرخش موتور را بفهميم.

تاکومترهاي قديمي براي اندازه گيري سرعت دوران نياز به تماس با جسم دوار داشتند و لذا امکان وجود خطر براي فردي که با آن کار مي کرد وجود داشت ولي امروزه تاکومترهاي ليزري ساخته شده اند.

اين تاکومترها مي توانند سرعت دوران يک شافت را بدون بر قراري تماس با آن اندازه گيري نمايند.

در اين تاکومترها بايد يک جسم منعکس کننده نور بر روي شافت مورد نظر نصب گردد. تاکومتر يک اشعه ليزر به شافت مي تاباند و با هر بار رد شدن جسم نصب شده از زير نور ليزر، انعکاس آن به تاکومتر مي رسد و بدين صورت سرعت دوران شافت را اندازه مي گيرد.

تاکومتر در علم پزشکي نيز کار برد دارد. براي مثال با قرار دادن يک توربين کوچک در رگ بيمار و اتصال آن به تاکومتر، مي توان دبي خون عبور از رگ را اندازه گيري نموده و به بيمار کمک نمود.

براي تهيه تاکومتر در تهران مي توانيد به ميدان امام خميني، خيابان لاله زار مراجعه نماييد که در شکل زير نشان داده شده است.

سرعت چرخشي (Rotational Sensors)

اين دسته از سنسورها به سنجش سرعت زاويه‌اي مي‌پردازند. اين نوع به نظر در صنعت کاربرد بيشتري در مقايسه با سنسورهاي سرعت خطي دارد و در صنعت به وضوح قابل مشاهده مي‌باشد. اين نوع از سنسورها عموماً به اسم تاکومتر شناخته مي‌شوند هر چند در عالم واقع منظور از تاکومتر نوع خاصي از سنسورهاي سرعت مي‌باشد. در ادامه رايج‌ترين انواع اين سنسور را مورد بررسي قرار خواهيم داد.

تاکومترهاي الکترومغناطيسي:

(Electromagnetic Tachometer)

در تاکومتر الکترومغناطيسي ولتاژ DC يا AC حاصله در خروجي متناسب با سرعت شفت سيستم دوار مي‌باشد. شفتي که توسط شيء در حال چرخش به منظور اندازه‌گيري سرعت آن به حرکت در آمده است. از اينجا به سه نوع از تاکومترهايي که در اين دسته قرار مي‌گيرند اشاره مي‌کنيم و هرکدام را به صورت مجرا مورد بررسي قرار خواهيم داد.

نوع اول- تاکومتر با خروجي DC: از يک استاتور تشکيل شده که شامل چندين مغناطيس دائم مي‌باشد. همچنين از يک روتور چرخنده تشکيل شده و خلاصه خصوصيات يک ماشين DC را به صورت کامل دارد. سرعت نيز متناسب با ولتاژ حاصله در تاکومتر مي‌باشد.

نوع دوم- تاکومترهاي با روتور مغناطيس دائم:در اين نوع از تاکومترها روتور که مي چرخد مغناطيس دائم متصل به روتور يک ميدان مغناطيسي AC در فضاي استاتور و سيم‌پيچ به وجود مي‌آيد. بنابراين ولتاژي که بر روي سيم‌پيچ استاتور در اثر قطع خطوط مغناطيسي حاصل مي‌شود متناسب با سرعت چرخش روتور مي‌باشد.

نوع سوم- تاکومترهاي القاي AC:  استاتور اين تاکومترها شامل دو سيم پيچ در اطراف پلها مي باشد. بر روي يکي از آنها ولتاژ متناوب قرار مي گيرد و بر روي ديگري ولتاژ متناوب القاء مي شود. هنگامي که روتور در ماشين شروع به چرخش مي کند شار مغناطيسي بر روي سيم پيچ دوم و متعاقب آن ولتاژ القايي بر روي آن تغيير مي کند. فلذا با بررسي دقيق تأثير نحوه قرار گرفتن روتور در تغيير ضريب القايي بر روي سيم پيچ دوم مي توان موقعيت و حتي سرعت چرخش روتور و متعاقب آن شيء متحرک را محاسبه نم

تاكومتر نوري يا ليزري:

اين روش در عين سادگي از كاربرد زيادي در بازار كار برخوردار است. در اين نوع از سنسور نور بر روي يك نقطه خاص از روتور كه در حال حركت است، فوكوس كرده و همچنين حساسه‌هاي نوري نيز بر روي روتور قرار دارد كه در هر دور زدن يك بار نور را سنس مي‌كند. با در نظر گرفتن اين دور زدنها در بازه زماني مي‌توان سرعت جسم چرخنده را بدست آورد.

سنسورهاي Stroboscopic:

اين سنسورها از يك منبع نوراني شديد تشكيل شده است كه با فركانسي قابل تنظيم، نور را به سمت جسم در حال چرخش مي‌تاباند. هر بار كه اين منبع چشمك مي‌زند جسم در حال چرخش رويت مي‌شود و هنگامي كه خاموش است جسم ديده نمي‌شود. اين سنسورها از اين اثر استفاده مي‌كند كه هر گاه فركانس حركت چرخ با فركانس زدن نور توسط منبع برابر شود، جسم ثابت ديده مي‌شود. پس ما در حقيقت به فركانس حركت جسم چرخنده رسيده‌ا

تاکومتر مغناطيسي‌ روتور دندانه‌اي:

(Toothed Rotor Magnetic Tachometer)

اين تاکومتر ازيک ماده فرومغناطيس نرم تشکيل شده است.يک روتور با ماده مغناطيسي که باعث مي شود در مدار مغناطيسي که در شکل ملاحظه مي کنيد شار مغناطيسي برقرار گردد. مدار مغناطيسي شامليک روتور مغناطيسي، مغناطيس دائم، مواد رساناي شار مغناطيسي و سيم‌پيچ مي‌باشد. ولتاژي که در سيم پيچ القاء مي‌شود متناسب با جايگاه روتور تغيير خواهد کرد. در اثر حرکت روتور دندانه‌دار متناوباً شار مغناطيسي کم و زياد مي‌شود. با شمارش تعداد کم و زياد شدن ولتاژ در سيم پيچ در اثر تغيير رلوکتانس و در نظر گرفتن تعداد دندانه هاي روتور مي‌توان سرعت روتور و شيء متحرک را اندازه‌گيري کرد.

در شكلهاي زير به ترتيب شكل داخلي خود سنسور، شكل عمومي قرار گرفتن دندانه‌هاي روي روتور و شكل سيگنال خروجي به ازاي قرار گرفتن دندانه‌هاي روتور به فرمهاي مختلف آمده است.

چند نوع ديگر :

اينكود رهاي چرخشي: (Encoder Type Angular Speed Transducer)

اين نوع از سنسورها نيز همانند اينكودرهاي خطي موقعيت را اندازه‌گيري كرده و سپس با در نظر گرفتن تعداد پالسها در هر دور و شمردن تعداد پالسها سرعت چرخشي را به ما مي‌دهد. اما به رقم استفاده وسيع اين نوع سنسور توضيحات آن را به ديگر تحقيقهاي انجام شده واگذار مي‌كنيم و به همين مختصر بسنده مي‌كنيم.

تاکومتر سويچي:(Switch Tachometer):

اساس اين تاکومتر را باز و بسته شدن متناوب کنتاکتهاي الکتريکي تشکيل مي‌دهد. اين کار توسط يک زائده و يا يک صفحه که از خاصيت گريز از مرکز استفاده مي‌کند در اتصال به روتور انجام مي‌شود. تعداد بسته شدن کانتکتي که با زائده روي روتور در ارتباط است متناسب با سرعت چرخشي روتور و شيء متحرک مي‌باشد.

تاكومتر كرنشي: (Strain Gage Tachometers)

اين نوع تاکومتر از يک ميله تشکيل شده که دو طرف آن را strain gage هايي احاطه کرده‌اند. اين ميله در تماس با روتور است. اين تماس از طريق يک زائده بر روي روتور و يا يک صفحه که از خاصيت گريز از مرکز استفاده مي کند با روتور برقرار مي شود. تعداد خم شدنهاي ميله مرتبط با gage ها در هر بار تماس غير مستقيم با روتور سبب تغيير مقاومت آنها مي شود. با سنس کردن تعداد دفعات تغيير مقاومت مي تواند بيانگر سرعت چرخشي روتور و يا شيء متحرک باشد.

و ايده‌هاي ديگري نظير تاكومترهاي اثر گريز از مركز كه از اين اثر براي اندازه‌گيري سرعت اجسام اندازه‌گيري مي‌كند و يا تاكومترهايي كه از اثر خازني به منظور سنجش سرعت استفاده مي‌كنند به گونه‌اي كه با چرخش جسم مربوطه در ظرفيت خازني تغييراتي ايجاد مي‌شود و …