Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Понимание того, как работает тахометр, начинается с простой идеи: прибор фиксирует событие, повторяющееся при каждом обороте контролируемого вала, и пересчитывает число таких событий за единицу времени в частоту вращения. От способа регистрации события — механического, магнитного, светового или электрического — зависят диапазон, точность, исполнение и условия применения тахометра.
Тахометр относится к средствам измерения частоты вращения и применяется для контроля роторов электродвигателей, валов насосов, компрессоров, турбин, редукторов, центрифуг и любого другого оборудования, где требуется поддерживать или диагностировать обороты. Общие технические условия на тахометры устанавливает ГОСТ 21339-82, а методика их поверки описана в ГОСТ 8.285-2013.
Тахометр — средство измерения частоты вращения, то есть числа полных оборотов вала, ротора или диска в единицу времени. Основная производная величина — обороты в минуту (об/мин); в физических расчётах применяют также с⁻¹ (Гц) и радианы в секунду (угловая скорость).
Связь между частотой вращения и угловой скоростью описывают двумя простыми формулами.
ω = 2π·n / 60
T = 60 / n
Какой бы конструкции ни был тахометр, в основе его работы лежит одна идея: за каждый оборот контролируемого элемента формируется регистрируемое событие — импульс, всплеск ЭДС, отражение света, перемещение указателя или модуляция сигнала. Прибор подсчитывает число таких событий N за интервал τ и пересчитывает в обороты в минуту.
n = 60·N / (τ·k)
n = 60·30/(2·1) = 900 об/мин
В аналоговых приборах та же физическая частота преобразуется не счётом, а через момент или ЭДС, пропорциональные скорости вращения, — отсюда деление тахометров на импульсные и аналоговые.
ГОСТ 21339-82 классифицирует тахометры по принципу действия и устанавливает их условные обозначения.
По способу контакта с объектом тахометры делят на контактные (наконечник прибора прижимается к торцу вала) и бесконтактные (оптические, стробоскопические, индукционные с отдельным датчиком). По функциональному размещению — на встроенные (стационарно установленные на оборудовании) и переносные (ручные приборы для периодического контроля).
Контактный тахометр непосредственно соединяется с торцом вала через сменный наконечник: конический — для центрового отверстия, фрикционный с резиновым ободом — для измерения линейной скорости поверхности. Передача вращения обеспечивает один из двух принципов преобразования.
Постоянный магнит, связанный с входным валом тахометра, вращается рядом с металлическим стаканом (диском), закреплённым на оси указателя. Переменное магнитное поле индуцирует в стакане вихревые токи, момент взаимодействия которых с полем магнита пропорционален частоте вращения и стремится увлечь стакан за магнитом. Спиральная противодействующая пружина уравновешивает этот момент, и угол отклонения указателя становится мерой оборотов. По такому принципу построены тахометры типов ТМ и ТМи.
Резиновый ролик прижимается к валу или к ободу диска; вращение ролика преобразуется встроенным датчиком (магнитоэлектрическим или оптическим) в последовательность импульсов, которые электронный блок пересчитывает в обороты. В контактном режиме можно измерять и линейную скорость поверхности — для этого подставляется наконечник-колесо известной длины окружности.
Контактный режим даёт устойчивые показания на тихоходных и среднескоростных валах с доступным торцом и центровым отверстием.
На вращающуюся часть наклеивается светоотражающая метка (как правило, отрезок специальной плёнки). Прибор направляет на вал узкий луч — лазерный или инфракрасный — и принимает отражённый сигнал фотоприёмником. Каждый проход метки даёт один импульс; электроника измеряет интервал между импульсами или их число за фиксированное время и пересчитывает в об/мин по приведённой выше формуле.
Оптический метод универсален, не требует доступа к торцу вала и подходит для горячих, движущихся, изолированных и труднодоступных узлов. Ограничения — необходимость наклеить метку (на «глухой» вал без метки прибор не сработает), требования к освещённости и угол наведения.
Газоразрядная или светодиодная лампа выдаёт короткие световые импульсы с регулируемой частотой f. Когда f совпадает с частотой вращения n, метка на валу при каждом импульсе оказывается в одной и той же угловой позиции и зрительно «застывает». Частота вспышек на индикаторе при этом и есть искомая частота вращения. Метод позволяет одновременно с измерением визуально оценивать характер движения (биения, проскальзывание ремня, вибрации).
Чувствительный элемент — катушка с магнитопроводом и постоянным магнитом. На валу или на муфте установлено ферромагнитное зубчатое колесо (или одиночный элемент — шпонка, болт, штифт). Прохождение каждого зуба мимо торца датчика изменяет магнитное сопротивление цепи и, как следствие, магнитный поток через катушку; в её обмотке наводится импульс ЭДС. Электронный блок считает импульсы и делит их число на количество зубьев k, получая частоту вращения. Индуктивные датчики устойчивы к загрязнениям, маслу, пыли, температуре; они штатно встраиваются в редукторы, дизели, насосы и компрессоры. По схожему принципу — с регистрацией прохождения магнитного полюса мимо чувствительного элемента — применяют датчики Холла.
Электрическая машина малой мощности, ротор которой механически соединён с контролируемым валом. На обмотках наводится ЭДС, амплитуда (для тахогенератора постоянного тока) или частота (для тахогенератора переменного тока) которой пропорциональна частоте вращения. Тахогенераторы используются как датчики обратной связи в системах автоматического регулирования приводов.
В современных встроенных тахометрических каналах применяются также оптоэлектронные пары с прорезным или отражательным диском (энкодеры). Принцип счёта импульсов и пересчёт в об/мин остаются прежними; меняется лишь способ формирования импульса.
n = 60·1500/(1·60) = 1500 об/мин
Метрологические требования к тахометрам в части пределов допускаемой основной и дополнительной погрешности, диапазонов, условий эксплуатации и испытаний установлены ГОСТ 21339-82. Принципы нормирования и обозначения классов точности средств измерений в целом регламентирует ГОСТ 8.401-80. Поверка тахометров, выпускаемых по ГОСТ 21339, проводится по ГОСТ 8.285-2013; этот стандарт распространяется на тахометры с диапазоном измерения частоты вращения не выше 100000 об/мин и пределом допускаемой основной относительной погрешности до 0,01% (то есть охватывает приборы с пределом погрешности от относительно грубых до 0,01% включительно).
Согласно ГОСТ 21339-82, наибольшее допускаемое изменение погрешности тахометра, вызванное изменением температуры окружающего воздуха от 20 °C до крайнего значения рабочей температуры на каждые 10 °C, не должно превышать половины абсолютного значения предела допускаемой основной погрешности.
Источники погрешности у конкретного прибора удобно разделять на инструментальные и эксплуатационные.
Правило выбора: предел допускаемой погрешности тахометра должен быть существенно меньше допуска на контролируемый параметр оборудования.
Конкретные действия зависят от типа прибора, но общая последовательность для переносного тахометра остаётся одинаковой.
Подбор прибора начинают не с цены, а с требований к объекту измерения. Опорные параметры — диапазон частот вращения, тип вала, условия среды, допустимая погрешность и режим контроля.
Для периодического контроля одиночных машин рациональны ручные оптические тахометры с возможностью контактного режима через сменные наконечники. Для встроенного контроля приводов и систем автоматического регулирования применяются индуктивные датчики и тахогенераторы. Для диагностики вращающегося оборудования вместе с биениями и вибрацией — стробоскопические приборы.
Большая часть «странных» показаний объясняется не неисправностью прибора, а нарушением методики измерений.
Прибор фиксирует повторяющееся событие, связанное с одним оборотом вала — импульс, отражение луча, изменение магнитного потока, момент или ЭДС, — и пересчитывает число таких событий за единицу времени в обороты в минуту.
Контактный соединяется с торцом вала через сменный наконечник и передаёт вращение внутрь прибора. Бесконтактный (оптический, стробоскопический, индукционный) регистрирует событие на расстоянии — по отражённому свету, вспышкам или изменению магнитного поля от меток на валу.
Из источника направленного излучения (лазерного или инфракрасного), фотоприёмника, схемы формирования импульсов, микроконтроллера со счётчиком и таймером, дисплея и блока питания. На валу размещается светоотражающая метка.
Общие технические условия — ГОСТ 21339-82. Методика поверки — ГОСТ 8.285-2013. Принципы нормирования классов точности средств измерений — ГОСТ 8.401-80. Для электронных тахометров общим стандартом является также ГОСТ 22261-94 в части требований к средствам измерений электрических величин.
По принципу действия — магнитоиндукционные (ТМ, ТМи), центробежные (ТЦ), резонансные (ТР), часовые (ТЧ), стробоскопические (ТСт), электрические/электронные (ТЭ) и пневматические (ТП).
Определить диапазон оборотов и условия среды, оценить доступ к торцу вала (для контактного режима) или к участку под светоотражающую метку (для оптического), задать требуемую погрешность с запасом относительно допуска на контролируемый параметр и убедиться в возможности поверки прибора по ГОСТ 8.285-2013.
Да, при наличии фрикционного наконечника-колеса известной длины окружности. Прибор переводится в режим м/мин (или м/с) и измеряет линейную скорость поверхности приводных лент, валков, тросов.
Метка «замирает» не только при равенстве частоты вспышек и частоты вращения, но и на её целых долях; при частотах вспышек, кратных частоте вращения, видно несколько неподвижных изображений метки. Истинной частоте вращения соответствует наибольшая частота вспышек, при которой наблюдается одиночное неподвижное изображение.
Тахометры, применяемые как средства измерения, подлежат первичной и периодической поверке по ГОСТ 8.285-2013. Поверка подтверждает соответствие прибора пределам допускаемой основной погрешности, установленным по ГОСТ 21339-82.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.