Принцип действия и виды тахометров

Для рядовых "потребителей услуг" тахометров, не так важно, как именно эта штука работает. Поскольку например автолюбители видят уже конечный результат: скорость движения машины или число оборотов коленвала (которое косвенно определяет скорость вращения шестерен в коробке передач, момент их переключения - но это уже детали).
Но все же сегодня обсудим как работают эти полезные приборы и какие существуют основные их  разновидности.

Общий принцип действия тахометра

А почему общий ? Потому что несмотря на одинаковый конечный результат, принцип преобразования в цифру разный.
Сразу заметим, что простейший образец псевдомеханического тахометра, правда малооборотный, мы можем сделать сами.

1. Если на валу или другой детали вращения сделать небольшой выступ типа капли и к нему приложить подпружиненную пластину, то при каждом "наезде" на препятствие, она будет издавать щелчок.
2. Если мы с секундомером в руках (а радиолюбители без проблем слепят на коленке и электронный регистратор импульсов) посчитаем число щелчков в минуту, то это и есть примитивный механический счетчик количества оборотов.

Даже уточним – контактный. Но скорости в тысячи поворотов в минуту (десятков в секунду), таким образом измерить довольно сложно.
На производстве используются и другие виды тахометров. Их принцип действия основан на действии центробежной силы. Поскольку эта сила пропорциональна частоте вращения и если прибор откалиброван должным образом, мы получим довольно точный результат. Но не идеальный.
Поскольку электроника предоставляет гораздо больше возможностей. Не только в самом процессе измерения, но и при хранении данных и передаче в режиме даталоггера для последующей обработки.

Виды приборов

Электронный

При каждом повороте, формируется импульс напряжения. В радиоэлектронике есть разновидность микросхем – счетчики. Как только на вход поступает логическая ”1”, можно считать, что элемент вращения совершил один оборот.
Просто, удобно и точно. Поскольку быстродействие электроники таково, что без проблем подсчитывается число импульсов, исчисляемых даже тысячами в секунду.

Проблема состоит только в помехозащищенности. Логика работает надежно только в том случае, когда однозначно можно определить, что например "единица" это 5 В, а "ноль" это 0 Вольт. Если же имеют место электромагнитные помехи, возможны ложные срабатывания (в любую сторону, как увеличивая количество оборотов на выходе, так и уменьшая).
Если же высокая точность не нужна и по техническим условиям допускается погрешность например в 5-10%, то схему можно упростить. Для этого импульсы не считаются, а усредняется напряжение за период времени, например с помощью конденсаторной цепочки. И мы получаем среднее аналоговое значение.

Контактный

Здесь используется оптический кодировщик, магнитный или электромагнитный датчик, воспринимающий сигнал от вращающейся детали.
Покажем на примере датчика коленвала (уж никуда от автотемы не уйти).

• Снаружи, у шестерни удаляется один зубчик.
• И как только сигнал о “сломанном зубе” попадает в бортовой компьютер, значит система засчитывает очередной оборот.

Между прочим это пожалуй даже один из самых важных звеньев в авто. Если без спидометра можно спокойно ехать, то без датчика оборотов коленвала, двигатель просто не заведется.

Оптический

Источником информации может быть и видимый свет. Нужен излучатель и приемник. Как только луч прерывается, значит совершен один оборот.

Лазерный

Это частный случай оптических тахометров. Его основное преимущество – большая дистанция, если конечно в этом есть необходимость.

Дело в том, что лазер это узкофокусированый луч и он удобен для работы в труднодоступных местах, даже если до вращающейся детали 1 метр или больше.