Контролює частоту обертання повітряного гвинта. Схема, опис

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Електрику

Контролює частоту обертання повітряного гвинта. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни

При відпрацюванні гвинтомоторних установок аеросанів, мотодельтапланів, літаків, а також авіамоделей конструктору потрібно знати точні значення ряду параметрів. І найголовніше – частоту обертання повітряного гвинта. Це необхідно і при форсуванні двигунів і при підборі пропелера. Частота обертання є одним із основних параметрів у процесі експлуатації мотора: за величиною цього параметра можна об'єктивно судити про надійність роботи двигуна.

У багатьох випадках "прив'язати" до гвинтомоторної установки будь-якої зі стандартних тахометрів просто неможливо: Ну а коли справа стосується модельних двигунів, то контактні виміри можуть настільки спотворити їхню роботу, що про якісь тонкощі регулювання вже не може бути й мови.

Пропоную до уваги читачів безконтактний електронний тахометр, призначений для вимірювання частоти обертання повітряного гвинта без використання механічних зв'язків датчика з валом двигуна.

Тахометр складається з двох основних частин - датчика та частотоміра (рис. 1).

Контроль частоти обертання повітряного гвинта
Мал. 1. Блок-схема тахометра: 1 – датчик, 2 – частотомір, 3 – індикатор, 4 – калібратор.

Датчик виробляє імпульсні сигнали, що йдуть з частотою, кратної швидкості обертання гвинта. Кратність у своїй визначається кількістю лопатей. Для даного тахометра можна використовувати два типи датчиків: електростатичний та оптичний.

Розроблений спеціально для описуваного приладу електростатичний датчик перетворює заряд накопичується на лопатях гвинта, що обертається при терті про повітря, в імпульсну напругу. Для цього в датчику є чутливий елемент (мал. 2) - вузька, із металевої пластини або дроту антена, що встановлюється паралельно площині обертання гвинта.

Контроль частоти обертання повітряного гвинта
Мал. 2. Принцип роботи електростатичного датчика (а) та оптичного датчика (б): 1 - повітряний гвинт, 2 - чутливий елемент (антена) електростатичного датчика, 3 - підсилювач, 4 - джерело світла, 5 - світлоприймач з чутливим елементом оптичного датчика, 6 - Підсилювач.

При проходженні заряджених лопатей повз антену в ній наводитиметься змінна напруга, частота якого визначатиметься виразом (K*N)/60, де К - кількість лопатей гвинта, N - частота обертання гвинта (об/хв).

Антена електростатичного датчика є джерелом низького (порядку одиниць мілівольт) напруги з дуже високим внутрішнім опором, що дорівнює опору ізоляції. Для забезпечення нормальної роботи частотоміра ця напруга підводиться до підсилювача з високим вхідним опором (рис. 3).

Контроль частоти обертання повітряного гвинта
Рис. 3. Принципова схема електростатичного датчика

Високий вхідний опір досягається застосуванням каскаду, що узгоджує, є комбінацією потокового повторювача на польовому транзисторі VT1 і емітерного повторювача на біполярному транзисторі VT2. Операційний підсилювач DA1 забезпечує посилення сигналів до рівня, достатнього для роботи частотоміра.

Оптичний датчик складається з джерела світла, чутливого елемента – фотодіода або фоторезистора – та підсилювача.

Джерело світла і чутливий елемент мають так, щоб промінь проходив через площину гвинта. При обертанні лопаті періодично перетинають промінь, що падає на включений між базою та емітером чутливий елемент (рис. 4), періодично змінюючи його опір і тим самим утворюючи на базі транзистора змінну напругу.

Контроль частоти обертання повітряного гвинта
Рис. 4. Принципова схема оптичного датчика

Отримані імпульси посилюються двокаскадним підсилювачем до величини, достатньої для роботи частотоміра.

Частотомір перетворює отримані віддатчиків імпульси на постійний струм, пропорційний частоті проходження імпульсів. Його основним елементом є мультивібратор, що чекає, на транзисторах VT5 і VT6 (рис. 5).

Контроль частоти обертання повітряного гвинта
Рис. 5. Принципова схема частотоміра

При надходженні на мультивібратор сигналів, що чекає, з датчиків він виробляє імпульси постійної тривалості, яка визначається тільки величинами резисторів і ємностей схеми.

При обертанні гвинта на виході мультивібратора, що чекає, утворюється послідовність імпульсів з постійною амплітудою і тривалістю, частота проходження яких пропорційна швидкості обертання гвинта.

Отримана імпульсна послідовність містить постійну складову, величина якої залежить від так званої шпаруватості - відношення періоду проходження імпульсів до їх тривалості, тобто від швидкості обертання гвинта.

Постійна складова вирізняється інтегруванням імпульсної послідовності. Інтегруючим елементом є стрілочний прилад РА1, який служить одночасно і для індикації швидкості обертання гвинта. В даному випадку була використана магнітоелектрична головка на 100 мкА з додатковим резистором R22. Може бути застосований і грубіший прилад. Змінний резистор R21 використовується для калібрування тахометра. Для розв'язки інтегратора і мультивібратора, що чекає, використовується емітерний повторювач на транзисторі VT7.

Живлення приладу здійснюється від батарей або випрямляча з напругою 9,5 В.

При виготовленні тахометра може бути прийнято будь-яке конструктивне виконання, але найбільш доцільною є конструкція у вигляді двох блоків - датчика і частотоміра з індикатором, пов'язаних між собою трипровідним кабелем.

Електростатичний датчик повинен ретельно екрануватись. Антена датчика може бути виконана з відрізка мідного дроту, вузької смужки латуні або фольгованого склотекстоліту. При проведенні вимірювань вона повинна розташовуватися паралельно до площини обертання гвинта на відстані, що забезпечує нормальну роботу приладу.

Для підвищення точності вимірювання швидкості обертання гвинта перед початком роботи необхідно проводити калібрування тахометра, для чого до його складу введено калібратор (вбудований або виносний). Калібратор являє собою мультивібратор (рис. 6), що генерує короткі імпульси, частота проходження яких визначається величинами резисторів R24, R25 та ємностей C6, C7 і вибирається, виходячи з діапазону вимірюваних швидкостей. Для достатньої точності вимірювань калібрування потрібно проводити у двох-трьох точках діапазону швидкостей. При цьому необхідні частоти проходження імпульсів для дволопатевого гвинта визначаються виразом f = N/30.

Контроль частоти обертання повітряного гвинта
Мал. 6. Принципова схема калібратора та таблиця значень R25 для калібрувальних точок.

У таблиці (див. рис. 6) наведено значення резисторів R24 та R25 для різних швидкостей обертання гвинта. Точне встановлення частоти здійснюється підстроювальним резистором R30, при цьому контроль установки частоти проводиться за допомогою високоточного цифрового частотоміра.

Отримати кілька значень частоти можна шляхом ступінчастої зміни резисторів R24 та R25 або застосуванням кількох генераторів.

Автор: В.Євстратов

Дивіться інші статті розділу Електродвигуни.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Неттоп Rikomagic MK36SLE 20.12.2015

Компанія Rikomagic випустила настільний комп'ютер невеликого форм-фактора MK36SLE, збудований на апаратній платформі Intel Cherry Trail.

Розробник вибрав процесор Atom x5-z8300 з невеликим енергоспоживанням (сценарний показник дорівнює лише 2 Вт). Чіп виконаний за 14-нанометровою технологією, наділений чотирма обчислювальними ядрами та контролером Intel HD Graphics. Тактова частота може динамічно підвищуватись з номінальних 1,44 ГГц до 1,84 ГГц.

Неттоп несе на борту 2 Гбайт оперативної пам'яті, флеш-модуль місткістю 32 Гбайт (розширюється за рахунок картки microSD), адаптери бездротового зв'язку Wi-Fi 802.11a/b/g/n та Bluetooth 4.0, а також мережевий Ethernet-контролер. Для підключення до монітора або телевізора використовується інтерфейс HDMI. Периферія може бути приєднана до трьох портів USB 2.0 та одного роз'єму USB 3.0.

Неттоп має безвентиляторну конструкцію, завдяки чому не робить шуму під час роботи.
На міні-комп'ютер інстальовано операційну систему Ubuntu 15.04. У комплект поставки входять мережевий блок живлення та HDMI-кабель. Замовити новинку можна за орієнтовною ціною 175 доларів США.

Інші цікаві новини:

▪ Смішливість залежить від генів

▪ GNSS-модуль L26-DR

▪ Фільм та склад повітря залу для глядачів

▪ Бозонові комп'ютери

▪ Найглибше занурення за всю історію морських експедицій

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Стабілізатори напруги. Добірка статей

▪ стаття Космічна лабораторія Марс Патфайндер. Історія винаходу та виробництва

▪ стаття Коли вперше було виготовлено ключ? Детальна відповідь

▪ стаття Лазаючий панданус. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Пристрої захисного відключення (ПЗВ). Довідник

▪ стаття Блокатор міжміста. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт