Датчики тахометричні

Тахометричний датчик – це вимірювальний прилад, який призначений для вимірювання кількості обертів в одиницю часу (частота обертання) різноманітних деталей, що обертаються, таких як диски, ротори, вали і т.п. у різних машинах, агрегатах та механізмах.

Як правило, крім самого датчика швидкості до складу тахометричного датчика входить індикатор – прилад, що показує. Приклад схеми датчика тахометра, робота якого заснована на збільшенні неферомагнітного металевого диска струмами Фуко зображений на малюнку нижче.

• 1 – шкала вимірювання;
• 2 – неферомагнітний диск із металу;
• 3 – постійний магніт, що обертається;
• 4 – вказівна стрілка;
• 5 – пружина

Токи Фуко (вихрові струми) – це індукційні струми, які у масивних провідниках в змінному магнітному полі.

Тахометричні датчики широко використовуються для вимірювання частоти обертання валу майже всіх типів транспортних засобів (судна, автомобілі, літаки, трактори тощо). Також вони застосовуються для контролю швидкості обертання робочих органів різних агрегатів, верстатів та технологічних машин.

Тахометричний датчик може бути використаний при підрахунку сировини конвеєрі; витрати газоподібних та рідких середовищ у трубопроводах; підрахунку часу напрацювання технологічного обладнання; при обкатуванні та випробуванні машин та механізмів.

Результати вимірювання датчика тахометра можуть бути масштабовані в реальні одиниці вимірювання.

Дані вимірювальні прилади часто обладнуються додатковими функціями, до яких належать: попередження про аварійну ситуацію відходу значення параметра, що вимірюється за допустимі межі; обнулення та скидання накопичених даних; накопичення результатів; захист доступу до накопичених результатів; спеціальний інтерфейс передачі даних віддаленим пристроям.

По можливості установки тахометричні датчики поділяються на ручні, стаціонарні та дистанційні. Ще однією ознакою їх класифікації є принцип дії, згідно з яким вони поділяються на:

• Стробоскопічні. Робота приладів даного типу полягає у вимірі частоти джерела світла, що спалахує, що відображає швидкість обертання валу.
• Механічні. У пристроях даного типу є вал зі ковзною муфтою. Переміщення муфти дозволяє фіксувати кількість обертів та визначати швидкість. Перевага таких тахометрів – висока точність вимірювань.
• Магнітні. Робота даних приладів заснована на взаємодії магнітних полів, одне з яких постійне, а друге змінне і виробляється ротором, що обертається.
• електричні. Дані пристрої виробляють напругу, яка пропорційна швидкості обертання валу. Індикатор датчика вимірює його і перетворює отримані дані в потрібний вигляд (наприклад, кількість обертів за хвилину).

Автомобільний тахометр

Завдяки наявності тахометричного датчика в сучасних автомобілях забезпечується:

• Виключення ударного на трансмісію під час перемикання передач.
• Продовження терміну служби двигуна автомобіля.
• Оптимізація витрат палива.
• Вибір правильного режиму їзди, залежно від навантаження.

Основною частиною автомобільного тахометра є датчик, який встановлюється біля колінчастого валу. Їм зчитується частота обертання колінчастого валу і завдяки електричним імпульсам або механічним сполучним передає дані на панель приладів авто. Існує три типи автомобільних тахометрів: цифрові, аналогові та механічні.

Механічні тахометри не використовуються. В основі їх конструкції трос, який підключається розподільчому або колінчастому валу. Завдання полягала в передачі моменту, що крутить, на приймальний механізм, пов’язаний зі стрілкою. Аналоговий тахометр також практично не використовується.

Його основними деталями є сам датчик, стрілка, магнітна котушка та розмічена шкала обертів. Датчиком зчитується кількість обертів валу. В результаті цього формується електричний сигнал, який передається по дротах на магнітну котушку. Котушка під впливом магнітного поля відхиляє стрілку. Похибка аналогового тахометра до 500 обертів за хвилину.

Цифрові тахометри працюють із похибкою до 100 оборотів на хвилину. Їх основними складовими є: електронна плата, процесор, оптрон, восьмизарядний аналого-цифровий перетворювач, екран та сам датчик.

Датчиком підраховується кількість обертів, які у вигляді численних сигналів передаються на основну частину пристрою. Результати вимірювання відображаються на дисплеї.

Залежно від способу монтажу автомобільні тахометри поділяються на штатні та виносні. Штатні встановлюються на панель приладів ще на заводі-виробнику. Виносні є додатковими приладами. Вони встановлюються на транспорт, у якому спочатку не передбачено датчиків оборотів.

Що таке Тахометр і як працює? Принцип роботи і для чого потрібен.

Тахометр — це вимірювальний прилад, який відображає частоту обертання коленвала двигуна. Він дозволяє водієві вибирати оптимальний режим експлуатації мотора, підбираючи відповідну передачу. Показання тахометра допомагають контролювати роботу автомобіля і не перевищувати максимально допустимі обертів двигуна.

Які бувають тахометри

За місцем установки тахометри діляться на штатні і виносні. Штатні прилади монтуються на приладовій панелі поруч зі спідометром. Виносні застосовуються на гоночних автомобілях і встановлюються в місці, найбільш зручному для пілота. У цьому випадку вони можуть бути оснащені сигналізацією, що попереджає про необхідність перемикання швидкості. Незалежно від різновиду приладу, їх шкала розмічена в тисячах обертів на хвилину. На сучасних автомобілях установлюються аналогові і цифрові електронні тахометри. Аналогові прилади обладнані стрілкою, яка переміщається щодо циферблата з поділками. Такі тахометри встановлюються на приладовій дошці більшості сучасних авто. Цифрові тахометри відрізняються електронним табло, на якому відображаються відомості про поточні оборотах коленвала. Вони можуть бути не виділені в окремий прилад, а бути частиною дисплея панелі приладів. Вважається, що аналогові прилади більш зручні. Людина швидше і легше сприймає кут відхилення стрілки, ніж абстрактне цифрове значення. Цифрове табло забезпечує високу точність вимірювання. Тому такі тахометри частіше застосовуються в якості виносного обладнання для діагностики двигуна і налаштування режимів його роботи. Точність вимірювання аналогових пристроїв досить умовна. При високій частоті обертання коленвала двигуна — похибка становить до 500-1000 оборотів в хвилину. Також застосовуються гібридні тахометри, в яких циферблат зі стрілкою доповнюється цифровим значенням на екрані бортового комп’ютера. На окремих авто застосовуються системи, у яких свідчення спідометра і тахометра проектуються на лобове скло автомобіля.

Принцип роботи тахометра

Аналоговий тахометр реєструє імпульси, що надходять з котушки запалювання або датчика обертів, встановленого на коленвале двигуна або з бортового комп’ютера. Електромагнітна котушка перетворює енергію імпульсів в електромагнітне поле, яке відхиляє стрілку. Чим частіше приходять імпульси, тим вище напруженість поля і більше відхилення стрілки по циферблату. При зменшенні частоти обертання імпульси починають надходити рідше. Напруженість поля знижується і стрілка під впливом пружини повертається у вихідну позицію. Для згладжування коливань імпульсів використовується конденсатор. У більш сучасних пристроях імпульси з датчика перетворюються в магнітне поле з допомогою мікросхеми. В цифрових тахометрах встановлені плати, які враховують кількість імпульсів від датчика і перетворюють їх в цифрове значення на панелі приладів.

Навіщо потрібен тахометр

Основне завдання тахометра серійного автомобіля — продовження ресурсу мотора. Характеристики двигуна внутрішнього згоряння відрізняються при різних режимах роботи. При надмірно низьких обертах погіршується змащення двигуна. Масляне «голодування» у поєднанні зі збільшеною навантаженням на підшипники призводить до інтенсивного зносу деталей. Він прогресує по мірі збільшення зазорів, наближаючи момент капітального ремонту. Постійний рух на високих обертах також веде до перегріву і інтенсивному стирання вкладишів підшипників. Особливу увагу потрібно звернути на червону зону шкали тахометра. Вона вказує, що обороти перевищили максимально допустиме значення. У цьому випадку інтенсивне тертя і нагрів можуть стати причиною миттєвого стирання підшипників ковзання і поява задирів на шийках колінчастого. Також пружини клапанів можуть не встигнути відкинути їх назад, в результаті чого відбудеться зіткнення поршня з тарілкою клапана. Наслідки цього проявляються у вигляді пробитих поршнів і погнутих або зламаних клапанів. Показання тахометра дозволяють водієві більш ефективно використовувати можливості мотора, своєчасно перемикаючи передачі. На низьких обертах падає крутний момент, що веде до перевитрати палива при русі під навантаженням. Потужність і крутний момент також падають при високій швидкості обертання коленвала (зазвичай це 5-6 тисяч обертів у хвилину), при цьому паливо згоряє не повністю, що веде до різкого зниження ККД. Тому слід дотримуватися оптимального режиму, при якому колінвал крутиться зі швидкістю 2-4 тисячі оборотів в хвилину.