5.1Назначеніе і класифікація
За швидкістю обертання валу можна визначити динамічну та теплову напруженість двигуна. Тяга двигуна є функцією швидкості обертання, тому за швидкістю можна побічно судити про тязі.
ІУ, призначені для вимірювання кутової швидкості обертання валу авіадвигунів, називаються тахометрами. Вони уявляю собою електромеханічні датчики, що перетворюють механічне обертальний рух безпосередньо в електричний сигнал. Таким чином, на відміну від параметричних датчиків (потенціометричних, індуктивних, ємнісних) тахометри є датчиками генераторного типу.
Для пристрою тахометрів можна використовувати будь-яка фізична явище, в якому швидкість обертання пов'язана певною залежністю з будь-якої легко визначається величиною.
Класифікуючи тахометри за принципом дії чутливого елемента, можна відзначити наступні типи, які поширені:
1) відцентрові, в яких чутливий елемент реагує на відцентрову силу, що розвивається неврівноваженими масами при обертанні вала;
2) магнітоіндукційні, засновані на залежності наводяться в металевому тілі вихрових струмів від швидкості обертання;
3) електричні постійного і змінного струму, засновані на залежності е. д. з, що генерується в провіднику, що обертається в магнітному полі, від швидкості обертання.
За родом струму тахометри підрозділяються на тахометри постійного і змінного струму.
За способом збудження тахометри постійного струму діляться на:
- магнітоелектричні, збудження яких здійснюється за допомогою постійних магнітів;
- електродинамічні, що мають обмотку збудження з незалежним джерелом харчування.
5.2Методи вимірювання кутової швидкості обертання валу двигуна
Існують наступні основні методи вимірювання кутової швидкості обертання валу двигуна:
1) відцентровий метод, заснований на залежності відцентрових сил від кутової швидкості обертання інерційної маси;
2) часовий метод. заснований на залежності кута повороту вала за фіксований проміжок часу від кутової швидкості його обертання;
3) фрикційний метод. заснований на Самовирівнюванням (за рахунок тертя ковзання) окружної швидкості обертання фрикційного ролика з окружною швидкістю конуса, що обертається з постійною кутовою швидкістю;
4) магнітоіндукціонний метод. заснований на захопленні провідного тіла (циліндра, диска і ін.) полем, що обертається постійного магніту завдяки взаємодії наводяться в провідному тілі індукційних струмів з магнітним полем постійного магніту;
5) індукційний метод. заснований на залежності Е. Д.С. наводимой полем постійного магніту в обмотці, від кутової швидкості обертання магніту або обмотки. Залежно від схеми вони можуть видавати сигнали на постійному або змінному струмі ;;
6) імпульсний метод. заснований на визначенні частоти електричних імпульсів, які формуються за допомогою контактного або безконтактного (фотоелектричного, індуктивного, ємнісного і ін.) переривника або комутатора, пов'язаного з валом, швидкість обертання якого контролюється;
7) стробоскопический метод. заснований на явищі уявній нерухомості тіла, що обертається при його періодичному спостереженні протягом коротких проміжків часу з частотою, яка дорівнює або кратною частоті обертання;
8) метод диференціювання. заснований на диференціюванні сигналу позиційного датчика (потенциометрического, індуктивного і ін.).
Одним з основних вимог, висунутих до авіаційним тахометр є вимога до їх дистанційності (див. Далі). Для побудови дистанційних тахометрів на ВС використовується в основному магнітоіндукціонний метод завдяки його простоті і лінійної залежності показання приладу від кутової швидкості.
Як датчики систем автоматичного управління і стежать систем використовуються тахогенератори постійного і змінного струму, засновані на індуктивному методі.
У пристроях з обмеженою величиною переміщення вала застосовують іноді схеми електричного диференціювання.
Певну перспективу мають імпульсні методи, особливо в зв'язку з розвитком цифрових обчислювальних машин.
Відцентровий, часовий, фрикційний і стробоскопический методи вимірювання кутової швидкості обертання вала не отримали розвитку на ВС з тих чи інших причин (громіздкість, незручності монтажу, труднощі автоматизації вимірювань, нелінійність характеристик, збільшені похибки і т. Д.).
5.3Требованія, що пред'являються до тахометр
Похибки вимірювання швидкості обертання не повинні перевищувати в поршневих двигунах ± 1%, а в газотурбінних двигунах ± 0,5%.
Авіаційні тахометри повинні бути дистанційними. Цій вимозі задовольняють електричні тахометри постійного і змінного струму. Магнітоіндукційні тахометри стають дистанційними тільки при застосуванні електричного валу. Відцентрові тахометри недистанційно, але вони розвивають велику перестановочне зусилля, тому застосовуються в якості датчиком регуляторах швидкості обертання (ППО).
В авіації знаходять широке застосування магнітоіндукційні тахометри типу ТЕ (ТЕ-5-2, ТЕ-15, 2ТЕ-15-1, ТЕ-10-48 та ін.) Зі шкалою, проградуірованной в об / хв і типу ІТЕ (ІТЕ-1 , ІТЕ-2, ІТЕ-21 і ін.) зі шкалою, проградуірованной в процентах. Оскільки між цими типами приладів немає принципової різниці, то розглянемо тахометр з процентною шкалою ІТЕ-1. Датчиком вимірювання оборотів останніх є датчик типу ДТЕ-1 (2).
Відомі різні методи вимірювання частоти обертання валу, але основне застосування в авіаційних тахометр знайшов магнітоіндукціонний метод.
5.4Магнітоіндукціонние тахометри
Застосовуються два варіанти магнітоіндукціонний тахометрів - з циліндричним чутливим елементом і з дисковим.
Принцип дії магнітоіндукціонний тахометрів заснований на явищі наведення вихрових струмів в металевому тілі, що обертається в магнітному полі. Взаємодія вихрових струмів з викликав їх магнітним полем використовується для приведення в дію указательной системи приладу.