能源与动力工程测试技术 课件 第十章 转速、转矩及功率测量 .pptx

先进热动力测试技术AdvancedThermalandPowerEngineeringMeasurementTechnology

目录PAGEDIRECTORY绪论1测量技术的基本知识2误差分析与测量不确定度3温度测量4压力测量5流量测量7液位测量8气体成分及颗粒物测量9转速、转矩及功率测量10振动与噪声测量11流速测量6先进测试技术发展12

10第十章转速、转矩及功率测量转速测量转矩测量功率测量

第一节转速测量一、转速测量概述转速是指单位时间内转轴的平均旋转速度，而不是瞬时旋转速度，单位为r/min。按照测速元件与被测速转轴是否接触可以分为接触式转速测量和非接触式转速测量。常见的接触式转速测量仪表有离心式转速表、钟表式转速表等；非接触式转速测量仪表有频闪式转速仪表、光电式转速仪表、电子数字式转速仪表以及基于激光原理的激光转速仪表等，其特点是测量精度高、使用方便，能够实现远距离的数据传输和显示。

第一节转速测量一、常用的转速测量仪器1、接触式转速测量仪表（1）离心式转速表原理：利用离心力器件（重环或重锤）旋转后产生与转速的平方成正比的离心力，通过克服弹簧的反作用力推动指示机构工作。优点：简单通用，且稳定性好，应用较广；缺点：测量精度较低（不优于1~2级），多用作试验时检查动力机械的参考读数。离心式转速表工作原理图

第一节转速测量一、常用的转速测量仪器1、接触式转速测量仪表（2）磁性转速表原理：利用回转圆盘在旋转磁场中感应出电涡流而产生扭矩变化，从而带动指针偏转来测速。优点：结构简单，对振动的敏感性小，测速范围宽，故应用范围也较广，典型应用是汽车和船用转速表；缺点：精度不高（1.5～2级）。磁感应式车速里程表

第一节转速测量一、常用的转速测量仪器1、接触式转速测量仪表（3）电动转速表原理：电动转速表一般由发送器、指示器和连接导线三部分组成。发送器实际上是一个小型永磁的交流或直流发电机，由被测速轴通过联轴节直接带动发电，转速越高，产生的电动势越大。通过电压表指示所测转速。特点：电动转速表工作时产生的电动势受磁场强度、温度等因素的影响，精度不高（1.5级）。（4）定时转速表原理：在一定时间内通过累计转数来测量转速。特点：定时转速表使用方便，精度较高（可达0.5级），测量上限可达10000r/min，可以用于内燃机等高速机械的转速测量。

第一节转速测量一、常用的转速测量仪器2、非接触式转速测量仪表非接触转速表是当前动力机械测量中最常用的测速仪表，它不消耗被测速转轴的扭矩，且测量精度高，但结构相对复杂。（1）光电式转速传感器原理：利用光电元件（如光电池、光电管、光敏电阻等）对光的敏感性来测量转速。投射式反射式

第一节转速测量一、常用的转速测量仪器（2）磁电式转速传感器触发齿轮7由导磁材料制成，有z个齿，安装在被测速转轴上。永磁体4和感应线圈5组成磁头，安装在紧靠齿轮边缘约2mm处。齿轮每转过1个齿就切割1次磁力线，产生1个来自线圈感应电动势的脉冲信号。齿轮每一圈就发出z个电脉冲信号。与光电式转速传感器相比，磁电式转速传感器结构简单，无需配置专门的电源装置，且脉冲信号不会因转速过高而减弱，测速范围广，因此使用范围非常广泛。1-传感器壳体；2-输出信号线；3-保护层；4-永磁体；5-感应线圈；6-杆销；7-触发齿轮；G-气隙磁电式转速传感器工作原理图

第一节转速测量一、常用的转速测量仪器（3）霍尔式转速传感器霍尔传感器的感应面对准永久磁铁的磁极并固定在机架上。机轴旋转便带动永久磁铁旋转。每当永久磁铁经过传感器的位置时，霍尔传感器便输出一个脉冲。用计数器记下脉冲数。为提高测量转速或转数的分辨率，可以适当增加永久磁铁数。在安装磁体时要特别注意极性，即相邻两个永久磁铁的极性相反。霍尔元件可用多种半导体材料制作，其优点是结构牢固体积小、重量轻、寿命长、功耗小、频率高（可达1MHz），耐振动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔式测速仪原理1–霍尔元件；2–被测物体；3–永久磁铁左：把永久磁铁粘贴在采用非磁性材料制作的圆盘上部右：把永久磁铁粘贴在圆盘的边缘

第一节转速测量一、常用的转速测量仪器（4）激光转速仪氦–氖激光器1发出的激光束穿过半透镜2后，透射的光束经过由透镜3组成的反射光学系统后，聚焦在旋转物体5的表面。旋转物体表面贴有一小块定向反射材料4（简称反射纸）。当激光束照射到没有贴反射纸的表面时，大部分激光沿空间各个方向散射，能够沿发射光轴返回的光束极其微弱，因此，光电管没有感受到任何信息。激光转速仪光路原理图1–激光器；2–半透镜；3、6–透镜；4–反射纸；5–旋转物体；7–光电管

第一节转速测量一、常用的转速测量仪器（4）激光转速仪一旦激光光束照射在反射纸上，由于反射纸的“