دور سنج یا تاکومتر rpm چیست؟
تاکومتر یا دور سنج به صورت عمومی برای اندازه گیری سرعت یک جسم متحرک به کار می رود ولی کاربرد اصلی آن، اندازه گیری سرعت دوران یک جسم دوار می باشد. یک نمونه خوب برای تاکومتر دورسنج خودروها می باشد. اگر دقت کرده باشید در جوار عقربه سرعت سنج، عقربه ای وجود دارد که سرعت دوران موتور را بر حسب دور بر دقیقه نشان می دهد که مثال خوبی برای تاکومتر می باشد.
در صورتی که سرعت دوران موتور از حد خاصی بالاتر رود، موتور صدمه خواهد دید و لذا وجود تاکومتر امری ضروری می باشد. این نوع تاکومترها را می توان به روش های مختلفی ساخت. برای مثال در صورتی که یک ژنراتور کوچک به شافت دوار موتور متصل نماییم، با چرخیدن موتور، ژنراتور نیز می چرخد و برق تولید می کند. هر چه سرعت چرخش بیشتر باشد، برق بیشتری تولید می شود و لذا بدین ترتیب می توان با اندازه گیری برق تولید شده و کالیبره کردن دستگاه، سرعت چرخش موتور را بفهمیم.
تاکومترهای قدیمی برای اندازه گیری سرعت دوران نیاز به تماس با جسم دوار داشتند و لذا امکان وجود خطر برای فردی که با آن کار می کرد وجود داشت ولی امروزه
تاکومترهای لیزری ساخته شده اند. این تاکومترها می توانند سرعت دوران یک شافت را بدون بر قراری تماس با آن اندازه گیری نمایند.
در این تاکومترها باید یک جسم منعکس کننده نور بر روی شافت مورد نظر نصب گردد. تاکومتر یک اشعه لیزر به شافت می تاباند و با هر بار رد شدن جسم نصب شده از زیر نور لیزر، انعکاس آن به تاکومتر می رسد و بدین صورت سرعت دوران شافت را اندازه می گیرد. تاکومتر در علم پزشکی نیز کار برد دارد. برای مثال با قرار دادن یک توربین کوچک در رگ بیمار و اتصال آن به تاکومتر، می توان دبی خون عبور از رگ را اندازه گیری نموده و به بیمار کمک نمود.
سرعت چرخشی (Rotational Sensors)
این دسته از سنسورها به سنجش سرعت زاویه‌ای می‌پردازند. این نوع به نظر در صنعت کاربرد بیشتری در مقایسه با سنسورهای سرعت خطی دارد و در صنعت به وضوح قابل مشاهده می باشد. این نوع از سنسورها عموماً به اسم تاکومتر شناخته می‌شوند هر چند در عالم واقع منظور از تاکومتر نوع خاصی از سنسورهای سرعت می باشد. در ادامه رایج‌ترین انواع این سنسور را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
تاکومترهای الکترومغناطیسی: (Electromagnetic Tachometer)
در تاکومتر الکترومغناطیسی ولتاژ DC یا AC حاصله در خروجی متناسب با سرعت شفت سیستم دوار می‌باشد. شفتی که توسط شی در حال چرخش به منظور اندازه‌گیری سرعت آن به حرکت در آمده است. از اینجا به سه نوع از تاکومترهایی که در این دسته قرار می‌گیرند اشاره می‌کنیم و هرکدام را به صورت مجرا مورد بررسی قرار خواهیم داد.
تاکومتر با خروجی DC:
از یک استاتور تشکیل شده که شامل چندین مغناطیس دائم می‌باشد. همچنین از یک روتور چرخنده تشکیل شده و خلاصه خصوصیات یک ماشین DC را به صورت کامل دارد. سرعت نیز متناسب با ولتاژ حاصله در تاکومتر می‌باشد.
تاکومترهای با روتور مغناطیس دائم:
در این نوع از تاکومترها روتور که می چرخد مغناطیس دائم متصل به روتور یک میدان مغناطیسی AC در فضای استاتور و سیم‌پیچ به وجود می‌آید. بنابراین ولتاژی که بر روی سیم‌پیچ استاتور در اثر قطع خطوط مغناطیسی حاصل می‌شود متناسب با سرعت چرخش روتور می‌باشد.
تاکومترهای القای AC:
استاتور این تاکومترها شامل دو سیم پیچ در اطراف پل ها می باشد. بر روی یکی از آن ها ولتاژ متناوب قرار می گیرد و بر روی دیگری ولتاژ متناوب القاء می شود. هنگامی که روتور در ماشین شروع به چرخش می کند شار مغناطیسی بر روی سیم پیچ دوم و متعاقب آن ولتاژ القایی بر روی آن تغییر می کند. فلذا با بررسی دقیق تأثیر نحوه قرار گرفتن روتور در تغییر ضریب القایی بر روی سیم پیچ دوم می توان موقعیت و حتی سرعت چرخش روتور و متعاقب آن شی متحرک را محاسبه می کند.
تاکومتر نوری یا لیزری
تاکومتر های لیزری این روش در عین سادگی از کاربرد زیادی در بازار کار برخوردار است. در این نوع از سنسور نور بر روی یک نقطه خاص از روتور که در حال حرکت است، فوکوس کرده و همچنین حساسه‌های نوری نیز بر روی روتور قرار دارد که در هر دور زدن یک بار نور را سنس می کند. با در نظر گرفتن این دور زدن ها در بازه زمانی می‌توان سرعت جسم چرخنده را بدست آورد.
سنسورهای Stroboscopic
این سنسور ها از یک منبع نورانی شدید تشکیل شده است که با فرکانسی قابل تنظیم، نور را به سمت جسم در حال چرخش می تاباند. هر بار که این منبع چشمک می زند جسم در حال چرخش رویت می شود و هنگامی که خاموش است جسم دیده نمی شود. این سنسور ها از این اثر استفاده می کند که هر گاه فرکانس حرکت چرخ با فرکانس زدن نور توسط منبع برابر شود، جسم ثابت دیده می شود. پس ما در حقیقت به فرکانس حرکت جسم چرخنده رسید ها
تاکومتر مغناطیسی روتور دندان های: (Toothed Rotor Magnetic Tachometer)
این تاکومتر ازیک ماده فرومغناطیس نرم تشکیل شده است. یک روتور با ماده مغناطیسی که باعث می شود در مدار مغناطیسی که در شکل ملاحظه می کنید شار مغناطیسی برقرار گردد. مدار مغناطیسی شاملیک روتور مغناطیسی، مغناطیس دائم، مواد رسانای شار مغناطیسی و سیم‌پیچ می باشد. ولتاژی که در سیم پیچ القاء می شود متناسب با جایگاه روتور تغییر خواهد کرد. در اثر حرکت روتور دندانه دار متناوباً شار مغناطیسی کم و زیاد می شود. با شمارش تعداد کم و زیاد شدن ولتاژ در سیم پیچ در اثر تغییر رلوکتانس و در نظر گرفتن تعداد دندانه های روتور می توان سرعت روتور و شیء متحرک را اندازه‌گیری کرد.
چند نوع دیگر از تاکومتر
اینکود ر های چرخشی: (Encoder Type Angular Speed Transducer)
این نوع از سنسورها نیز همانند اینکودر های خطی موقعیت را اندازه‌گیری کرده و سپس با در نظر گرفتن تعداد پالس ها در هر دور و شمردن تعداد پالس ها سرعت چرخشی را به ما می دهد. اما به رقم استفاده وسیع این نوع سنسور توضیحات آن را به دیگر تحقیق های انجام شده واگذار می کنیم و به همی ن مختصر بسنده می کنیم.
تاکومتر سویچی: (Switch Tachometer)
اساس این تاکومتر را باز و بسته شدن متناوب کنتاکت های الکتریکی تشکیل می دهد. این کار توسط یک زائده و یا یک صفحه که از خاصیت گریز از مرکز استفاده می کند در اتصال به روتور انجام می شود. تعداد بسته شدن کانتکتی که با زائده روی روتور در ارتباط است متناسب با سرعت چرخشی روتور و شیء متحرک می باشد.
تاکومتر کرنشی: (Strain Gage Tachometers)
این نوع تاکومتر از یک می له تشکیل شده که دو طرف آن را strain gage هایی احاطه کرده اند. این میله در تماس با روتور است. این تماس از طریق یک زائده بر روی روتور و یا یک صفحه که از خاصیت گریز از مرکز استفاده می کند با روتور برقرار می شود. تعداد خم شدن های میله مرتبط با gage ها در هر بار تماس غیر مستقیم با روتور سبب تغییر مقاومت آن ها می شود. با سنس کردن تعداد دفعات تغییر مقاومت می تواند بیانگر سرعت چرخشی روتور و یا شی متحرک باشد.
و ایده های دیگری نظیر تاکومترهای اثر گریز از مرکز که از این اثر برای اندازه‌گیری سرعت اجسام اندازه گیری می کند و یا تاکومترهایی که از اثر خازنی به منظور سنجش سرعت استفاده می کنند به گون های که با چرخش جسم مربوطه در ظرفیت خازنی تغییراتی ایجاد می شود و ...