เครื่องวัดวามเร็ว

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทาง ข้ามไปที่การค้นหา
มาตรวัดรอบที่สามารถระบุได้ถึง 7000 RPM (ซ้าย)

มาตร ( ปฏิวัติเคาน์เตอร์ , Tach , รอบที่เคาน์เตอร์ , มาตรวัดรอบต่อนาที ) เป็นเครื่องมือวัดความเร็วในการหมุนของเพลาหรือดิสก์ในขณะที่มอเตอร์หรือเครื่องอื่น ๆ[1] อุปกรณ์มักจะแสดงรอบต่อนาที (RPM) บนแป้นหมุนอนาล็อกที่ปรับเทียบแล้ว แต่จอแสดงผลดิจิตอลมีมากขึ้นเรื่อยๆ

คำนี้มาจากภาษากรีก τάχος ( táchos "ความเร็ว") และμέτρον ( เมตรอน "วัด") โดยพื้นฐานแล้วคำว่ามาตรวัดความเร็วและมาตรวัดความเร็วมีความหมายเหมือนกัน: อุปกรณ์ที่วัดความเร็ว โดยอนุญาโตตุลาการว่าในโลกยานยนต์ อันหนึ่งใช้สำหรับเครื่องยนต์ อีกอันหนึ่งใช้สำหรับความเร็วของรถ ในระบบการตั้งชื่อทางวิศวกรรมที่เป็นทางการ มีการใช้คำศัพท์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นเพื่อแยกความแตกต่างของทั้งสอง

ประวัติ

เครื่องวัดความเร็วรอบเครื่องแรกได้รับการอธิบายโดยBryan Donkinในกระดาษที่ส่งถึงRoyal Society of Artsในปี ค.ศ. 1810 ซึ่งเขาได้รับรางวัลเหรียญทองของสังคม ประกอบด้วยชามปรอทที่สร้างขึ้นในลักษณะที่แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางทำให้ระดับในท่อกลางตกลงมาเมื่อหมุนและลดระดับลงในท่อที่แคบกว่าด้านบนซึ่งเต็มไปด้วยวิญญาณสี ชามเชื่อมต่อกับเครื่องจักรที่จะวัดด้วยรอก[2]

เครื่องวัดกลแรกที่อยู่บนพื้นฐานของการวัดแรงเหวี่ยงคล้ายกับการดำเนินงานของที่ราชการแรงเหวี่ยง ผู้ประดิษฐ์นี้สันนิษฐานว่าเป็นวิศวกรชาวเยอรมันดีทริช อูห์ลฮอร์น ; เขาใช้มันสำหรับการวัดความเร็วของเครื่องใน 1817 [ ต้องการอ้างอิง ]ตั้งแต่ 1840 จะได้รับการใช้ในการวัดความเร็วของหัวรถจักร

ในรถยนต์ รถบรรทุก รถแทรกเตอร์ และเครื่องบิน

เครื่องวัดวามเร็วG1000ของCessna 172 (1,060 รอบต่อนาที) และชั่วโมงเครื่องยนต์ (1736.7 ชั่วโมง)

มาตรวัดความเร็วหรือตัวนับรอบในรถยนต์ เครื่องบิน และยานพาหนะอื่นๆ จะแสดงอัตราการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์และโดยทั่วไปจะมีเครื่องหมายระบุช่วงความเร็วรอบการหมุนที่ปลอดภัย ซึ่งจะช่วยให้ผู้ขับขี่เลือกการตั้งค่าคันเร่งและเกียร์ที่เหมาะสมกับสภาพการขับขี่ได้ การใช้งานที่ความเร็วสูงเป็นเวลานานอาจทำให้การหล่อลื่นไม่เพียงพอความร้อนสูงเกินไป (เกินความสามารถของระบบทำความเย็น) ความเร็วเกินความสามารถของชิ้นส่วนย่อยของเครื่องยนต์ (เช่น วาล์วหดสปริง) จึงทำให้เครื่องยนต์สึกหรอมากเกินไปหรือเสียหายถาวร หรือเครื่องยนต์ขัดข้อง บนเครื่องวัดแบบอะนาล็อกความเร็วเหนือความเร็วในการทำงานสูงสุดที่ปลอดภัยจะถูกระบุโดยทั่วไปในพื้นที่ของวัดทำเครื่องหมายสีแดงที่ก่อให้เกิดการแสดงออกของ " redlining"เครื่องยนต์. - เร่งเครื่องยนต์ได้ถึงขีด จำกัด ของความปลอดภัยสูงสุดส่วนใหญ่รถยนต์สมัยใหม่มักจะมีlimiter ปฏิวัติซึ่งอิเล็กทรอนิกส์ จำกัด ความเร็วของเครื่องยนต์เพื่อป้องกันความเสียหาย. เครื่องยนต์ดีเซลที่มีระบบหัวฉีดกลแบบดั้งเดิมมีหนึ่งผู้ว่าราชการจังหวัดซึ่งจะช่วยป้องกันมากกว่าการเร่งเครื่องยนต์ เพื่อให้เครื่องวัดในยานพาหนะและอุปกรณ์การติดตั้งเครื่องมือดังกล่าวบางครั้งขาดทองลอย

ในยานพาหนะต่างๆ เช่น รถแทรกเตอร์และรถบรรทุก มาตรรอบความเร็วมักจะมีเครื่องหมายอื่นๆ โดยปกติแล้วจะมีส่วนโค้งสีเขียวที่แสดงช่วงความเร็วที่เครื่องยนต์สร้างแรงบิดสูงสุดซึ่งเป็นที่สนใจของผู้ขับขี่ยานพาหนะดังกล่าวเป็นหลัก รถแทรกเตอร์พอดีกับเวลาปิดพลังงาน (PTO) ระบบมีเครื่องวัดแสดงความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่จำเป็นในการหมุน PTO ที่ความเร็วมาตรฐานที่จำเป็นโดยส่วนใหญ่การดำเนินการส่งกำลังขับเคลื่อน ในหลายประเทศ รถแทรกเตอร์จำเป็นต้องมีมาตรวัดความเร็วเพื่อใช้บนถนน เพื่อประหยัดการติดตั้งหน้าปัดที่สอง มาตรวัดความเร็วรอบของรถมักถูกทำเครื่องหมายด้วยสเกลที่สองในหน่วยความเร็ว มาตราส่วนนี้มีความแม่นยำในเกียร์บางประเภทเท่านั้น แต่เนื่องจากรถแทรกเตอร์จำนวนมากมีเกียร์เดียวที่ใช้งานได้จริงบนถนน จึงเพียงพอ รถแทรกเตอร์ที่มี 'เกียร์สำหรับถนน' หลายตัวมักจะมีมาตรวัดความเร็วรอบมากกว่าหนึ่งระดับ มาตรวัดความเร็วของเครื่องบินมีส่วนโค้งสีเขียวซึ่งแสดงช่วงความเร็วของการล่องเรือที่ออกแบบไว้ของเครื่องยนต์

ในรถรุ่นเก่า, เครื่องวัดความเร็วเป็นแรงผลักดันจากคลื่น RMS แรงดันจากความตึงเครียดต่ำ (LT) ด้านข้างของคอยล์จุดระเบิด , [3]ในขณะที่คนอื่น ๆ (และเกือบทั้งหมดเครื่องยนต์ดีเซลที่มีระบบการเผาไหม้ไม่ได้) ความเร็วของเครื่องยนต์จะถูกกำหนดโดย ความถี่จากเอาต์พุตของเครื่องวัดวามเร็วกระแสสลับนี่มาจากการเชื่อมต่อพิเศษที่เรียกว่า "AC tap" ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อกับเอาต์พุตขดลวดของสเตเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งก่อนวงจรเรียงกระแส มาตรวัดความเร็วที่ขับเคลื่อนด้วยสายเคเบิลแบบหมุนจากชุดขับเคลื่อนที่ติดตั้งกับเครื่องยนต์ (โดยปกติอยู่ที่เพลาลูกเบี้ยว ) มีอยู่ ซึ่งมักจะใช้กับเครื่องจักรที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลธรรมดาที่มีระบบไฟฟ้าพื้นฐานหรือไม่มีระบบไฟฟ้า ในEMSล่าสุดที่พบในยานพาหนะสมัยใหม่ สัญญาณสำหรับมาตรวัดความเร็วมักจะสร้างจากECUซึ่งได้มาจากข้อมูลจากเซ็นเซอร์ความเร็ว เพลาข้อเหวี่ยงหรือเพลาลูกเบี้ยว

วิศวกรรมจราจร

เครื่องวัดวามเร็วใช้เพื่อประมาณความเร็วและปริมาณการจราจร (การไหล) ยานพาหนะมีการติดตั้งเซ็นเซอร์และดำเนินการ "เดินเครื่อง" ซึ่งบันทึกข้อมูลการจราจร ข้อมูลเหล่านี้ใช้แทนหรือประกอบกับข้อมูลตัวตรวจจับลูป เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีนัยสำคัญทางสถิตินั้นต้องใช้จำนวนการวิ่งที่สูง และจะมีการแนะนำความเอนเอียงตามเวลาของวัน วันในสัปดาห์ และฤดูกาล อย่างไรก็ตาม เนื่องจากค่าใช้จ่าย การเว้นวรรค (ความหนาแน่นที่ต่ำกว่าของตัวตรวจจับลูปทำให้ความถูกต้องของข้อมูลลดลง) และความน่าเชื่อถือที่ค่อนข้างต่ำของตัวตรวจจับลูป (โดยปกติ 30% หรือมากกว่านั้นหยุดให้บริการ ณ เวลาใดก็ตาม) การรัน tach ยังคงเป็นแนวทางปฏิบัติทั่วไป

ในรถไฟและยานพาหนะรางเบา

อุปกรณ์ตรวจจับความเร็วที่เรียกว่า "เครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นล้อ" (WIG) หัววัดความเร็ว หรือเครื่องวัดความเร็วรอบ ซึ่งเรียกกันว่า "เครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นล้อ" ต่างๆ ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในยานพาหนะบนราง ชนิดที่พบบ่อย ได้แก่ออปโต isolator slotted เซ็นเซอร์ดิสก์[4]และฮอลล์เซ็นเซอร์ผล

โดยทั่วไปแล้ว เซนเซอร์ Hall Effect จะใช้ชิ้นงานที่หมุนได้ซึ่งติดอยู่กับล้อ กระปุกเกียร์ หรือมอเตอร์ เป้าหมายนี้อาจมีแม่เหล็กหรืออาจเป็นล้อที่มีฟัน ฟันบนล้อจะแปรผันความหนาแน่นฟลักซ์ของแม่เหล็กภายในหัวเซนเซอร์ หัววัดถูกติดตั้งโดยให้หัวอยู่ห่างจากล้อเป้าหมายอย่างแม่นยำ และตรวจจับฟันหรือแม่เหล็กที่เคลื่อนผ่านใบหน้า ปัญหาหนึ่งของระบบนี้คือช่องว่างอากาศที่จำเป็นระหว่างล้อเป้าหมายและเซ็นเซอร์ทำให้ฝุ่นเหล็กจากโครงใต้โครงรถก่อตัวขึ้นบนโพรบหรือเป้าหมาย ทำให้ไม่สามารถทำงาน

เซ็นเซอร์ออปโต-ไอโซเลเตอร์ถูกหุ้มไว้อย่างสมบูรณ์เพื่อป้องกันไม่ให้เข้าจากสภาพแวดล้อมภายนอก ชิ้นส่วนที่เปิดเผยเท่านั้นคือขั้วต่อปลั๊กแบบปิดผนึกและตะเกียบของไดรฟ์ ซึ่งติดอยู่กับดิสก์แบบ slotted ภายในผ่านตลับลูกปืนและซีล โดยทั่วไป ดิสก์แบบ slotted จะถูกประกบระหว่างแผงวงจรสองแผ่นที่มีโฟโตไดโอดโฟโต้ทรานซิสเตอร์แอมพลิฟายเออร์ และวงจรกรอง ซึ่งสร้างเอาต์พุตพัลส์เทรนคลื่นสี่เหลี่ยมที่ปรับแต่งให้เข้ากับแรงดันไฟฟ้าของลูกค้าและพัลส์ต่อความต้องการการปฏิวัติ โดยทั่วไป เซ็นเซอร์ประเภทนี้จะมีช่องสัญญาณเอาต์พุตอิสระ 2 ถึง 8 ช่องซึ่งสามารถสุ่มตัวอย่างโดยระบบอื่นๆ ในรถ เช่น ระบบควบคุมรถไฟอัตโนมัติและตัวควบคุมการขับเคลื่อน/การเบรก

เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งรอบ ๆ เส้นรอบวงของดิสก์ให้เอาต์พุตที่เข้ารหัสพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสและทำให้คอมพิวเตอร์ของยานพาหนะสามารถกำหนดทิศทางการหมุนของล้อได้ นี่เป็นข้อกำหนดทางกฎหมายในสวิตเซอร์แลนด์เพื่อป้องกันการย้อนกลับเมื่อเริ่มต้นจากการหยุดนิ่ง อุปกรณ์ดังกล่าวไม่ใช่เครื่องวัดวามเร็วเนื่องจากไม่ได้ให้การอ่านค่าความเร็วในการหมุนของดิสก์โดยตรง จะต้องได้รับความเร็วจากภายนอกโดยการนับจำนวนพัลส์ในช่วงเวลาหนึ่ง เป็นการยากที่จะพิสูจน์โดยสรุปว่ารถจอดอยู่กับที่ นอกเหนือจากการรอเวลาหนึ่งเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสัญญาณชีพจรเกิดขึ้นอีก นี่เป็นเหตุผลหนึ่งว่าทำไมจึงมีการหน่วงเวลาระหว่างการหยุดรถไฟตามที่ผู้โดยสารรับรู้ และประตูที่ปล่อยออกบ่อยครั้ง อุปกรณ์ slotted ดิสก์เซ็นเซอร์ทั่วไปที่ใช้ในการวัดระยะทางระบบรถรางเช่นที่จำเป็นสำหรับระบบป้องกันรถไฟ - สะดุดตาที่ระบบการควบคุมรถไฟยุโรป

เช่นเดียวกับการตรวจจับความเร็ว หัววัดเหล่านี้มักใช้ในการคำนวณระยะทางที่เดินทางโดยการคูณการหมุนของล้อด้วยเส้นรอบวงล้อ

สามารถใช้เพื่อปรับเทียบเส้นผ่านศูนย์กลางล้อโดยอัตโนมัติโดยเปรียบเทียบจำนวนการหมุนของเพลาแต่ละเพลากับล้อหลักที่วัดด้วยตนเอง เนื่องจากล้อทุกล้อเดินทางในระยะทางเท่ากัน เส้นผ่านศูนย์กลางของล้อแต่ละล้อจึงแปรผันตามจำนวนรอบเมื่อเปรียบเทียบกับล้อหลัก การสอบเทียบนี้ต้องทำในขณะที่แล่นด้วยความเร็วคงที่เพื่อขจัดความเป็นไปได้ที่ล้อจะลื่น/เลื่อนทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณ การสอบเทียบอัตโนมัติประเภทนี้ใช้เพื่อสร้างสัญญาณการยึดเกาะและเบรกที่แม่นยำยิ่งขึ้น และเพื่อปรับปรุงการตรวจจับการลื่นไถลของล้อ

จุดอ่อนของระบบที่ต้องอาศัยการหมุนของล้อสำหรับการวัดความเร็วรอบและการวัดระยะทางคือล้อรถไฟและรางมีความเรียบมาก และแรงเสียดทานระหว่างล้อทั้งสองนั้นต่ำ นำไปสู่อัตราความผิดพลาดสูงหากล้อเลื่อนหรือลื่นไถล เพื่อชดเชยสิ่งนี้ อินพุตวัดระยะทางทุติยภูมิใช้หน่วยเรดาร์ดอปเปลอร์ใต้รถไฟเพื่อวัดความเร็วอย่างอิสระ

ในการบันทึกเสียงแบบอนาล็อก

ในการบันทึกเสียงแบบอะนาล็อกเครื่องวัดวามเร็วคืออุปกรณ์ที่วัดความเร็วของออดิโอเทปขณะที่ส่งผ่านศีรษะ ในเครื่องบันทึกเสียงส่วนใหญ่ มาตรวัดความเร็ว (หรือเรียกง่ายๆ ว่า "tach") เป็นสปินเดิลที่ค่อนข้างใหญ่ใกล้กับส่วนหัวของ ERPซึ่งแยกออกจากฟีดและสปินเดิลดึงขึ้นโดยตัวปรับความตึง

เมื่อวันที่บันทึกหลายแกนมาตรที่มีการเชื่อมต่อกันด้วยเพลาที่จะเป็นแม่เหล็กหมุนที่ก่อให้เกิดเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กบนผลฮอลล์ ทรานซิสเตอร์ระบบอื่น ๆ เชื่อมต่อแกนไปยังโตรโบสโคปซึ่งสลับสว่างและความมืดเมื่อโฟโตไดโอด

ระบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับไดรฟ์ของเครื่องบันทึกเทปใช้สัญญาณจากเครื่องวัดวามเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าเล่นเทปด้วยความเร็วที่เหมาะสม สัญญาณจะถูกเปรียบเทียบกับสัญญาณอ้างอิง (ไม่ว่าจะเป็นผลึกควอทซ์หรือกระแสสลับจากไฟหลัก ) การเปรียบเทียบความถี่ทั้งสองจะขับเคลื่อนความเร็วของการขนส่งเทป เมื่อสัญญาณ tach และสัญญาณอ้างอิงตรงกัน การขนส่งเทปจะเรียกว่า "ที่ความเร็ว" (จนถึงทุกวันนี้ในฉากภาพยนตร์ผู้กำกับเรียก "เสียงม้วน" และคนเสียงตอบว่า "ความเร็วของเสียง!" นี่เป็นร่องรอยของวันที่อุปกรณ์บันทึกต้องใช้เวลาหลายวินาทีในการเข้าถึงความเร็วที่กำหนด)

การมีการควบคุมความเร็วของเทปอย่างสมบูรณ์เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากหูของมนุษย์มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของระดับเสียง โดยเฉพาะอย่างฉับพลัน และไม่มีระบบควบคุมตนเองเพื่อควบคุมความเร็วของเทปที่พาดผ่านศีรษะ ระดับเสียงอาจคลาดเคลื่อนได้หลายเปอร์เซ็นต์ เอฟเฟกต์นี้เรียกว่าwow -and- flutterและตลับเทปที่ควบคุมด้วยเครื่องวัดความเร็วรอบที่ทันสมัยมี wow-and-flutter 0.07%

มาตรวัดความเร็วเป็นที่ยอมรับสำหรับความจงรักภักดีสูงเล่นเสียง แต่ไม่ได้สำหรับการบันทึกในการประสานกับกล้องถ่ายหนัง เพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวต้องใช้เครื่องบันทึกพิเศษที่บันทึกโทนเสียงนำ

สัญญาณเครื่องวัดวามเร็วสามารถใช้เพื่อซิงโครไนซ์เครื่องเทปหลายเครื่องเข้าด้วยกัน แต่ถ้านอกเหนือจากสัญญาณ tach แล้วจะมีการส่งสัญญาณทิศทางเพื่อบอกเครื่องรองว่าเจ้านายกำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางใด

ดูเพิ่มเติม

อ้างอิง

  1. ^ Erjavec แจ็ค (2005) เทคโนโลยียานยนต์ . ISBN 1-4018-4831-1.
  2. ^ Donkin, ไบรอัน (เมษายน 1810) "เครื่องมือตรวจสอบความเร็วของเครื่องจักร เรียกว่า เครื่องวัดวามเร็ว" . การทำธุรกรรมของสมาคมก่อตั้งที่ลอนดอนสำหรับการให้กำลังใจของศิลปะ, ผลิตและการพาณิชย์ 28 : 185–191 . สืบค้นเมื่อ23 สิงหาคม 2021 .
  3. ^ "เครื่องวัดความเร็วรอบ - ข้อเท็จจริงจากสารานุกรม - Yahoo! Education" . การศึกษา.yahoo.com ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 2012-11-06 สืบค้นเมื่อ2012-06-05 .
  4. ^ "HaslerRail เซนเซอร์จับความเร็ว" ฮาสเลอร์เรล. com สืบค้นเมื่อ2011-06-02 .


0.056771993637085