Тахометр что это такое в медицине
Тахометрический датчик – это измерительный прибор, который предназначен для измерения количества оборотов в единицу времени (частота вращения) разнообразных вращающихся деталей, таких как диски, роторы, валы и т.п. в различных машинах, агрегатах и механизмах.
Как правило, кроме самого датчика скорости в состав тахометрического датчика входит индикатор - показывающий прибор. Пример схемы тахометрического датчика, работа которого основана на увеличении неферромагнитного металлического диска токами Фуко изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема тахометрического датчика. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: 1 - шкала измерения; 2 - неферромагнитный диск из металла; 3 - постоянный вращающийся магнит; 4 - указательная стрелка; 5 - пружина
Токи Фуко (вихревые токи) – это индукционные токи, появляющиеся в массивных проводниках в переменном магнитном поле.
Тахометрические датчики широко используются для измерения частоты вращения вала почти всех типов транспортных средств (суда, автомобили, самолеты, тракторы и т.п.). Также они применяются для контроля скорости вращения рабочих органов различных агрегатов, станков и технологических машин. Тахометрический датчик может быть использован при подсчете сырья конвейере; расхода газообразных и жидких сред в трубопроводах; подсчета времени наработки технологического оборудования; при обкатке и испытании машин и механизмов.
Результаты измерения тахометрического датчика могут быть масштабированы в реальные единицы измерения. Данные измерительные приборы часто оборудуются дополнительными функциями, к которым относятся: предупреждение о аварийной ситуации ухода значения измеряемого параметра за допустимые пределы; обнуление и сброс накопленных данных; накопление результатов; защита доступа к накопленным результатам; специальный интерфейс для передачи данных удаленным устройствам.
Готовые работы на аналогичную тему
По возможности установки тахометрические датчики делятся на ручные, стационарные и дистанционные. Еще одним признаком их классификации является принцип действия, согласно которому они делятся на:
- Стробоскопические. Работа приборов данного типа заключается в измерении частоты вспыхивающего источника света, отражающего скорость вращения вала.
- Механические. В устройствах данного типа имеется вал со скользящей муфтой. Перемещение муфты позволяет фиксировать число оборотов и определять скорость. Преимущество таких тахометров - высокая точность измерений.
- Магнитные. Работа данных приборов основана на взаимодействии магнитных полей, одно из которых постоянное, а второе переменное и вырабатывается вращающимся ротором.
- Электрические. Данные устройства вырабатывают напряжение, которое пропорционально скорости вращения вала. Индикатор датчика измеряет его и преобразовывает полученные данные в нужный вид (например, количество оборотов минуту).
Автомобильный тахометр
Благодаря наличию тахометрического датчика в современных автомобилях обеспечивается:
- Исключение ударного воздействия на трансмиссию во время переключения передач.
- Продление срока службы мотора автомобиля.
- Оптимизация расхода топлива.
- Выбор правильного режима езды в зависимости от нагрузки.
Основной частью автомобильного тахометра является датчик, который устанавливается около коленчатого вала. Им считывается частота вращения коленчатого вала и благодаря электрическим импульсам или механическим связующим передает данные на приборную панель авто. Существует три типа автомобильных тахометров: цифровые, аналоговые и механические. Механические тахометры давно не используются. В основе их конструкции тросик, который подключается распределительному или коленчатому валу. Задача заключалась в передаче крутящего момента на приемный механизм, связанный со стрелкой. Аналоговый тахометр также практически не используется. Его основными деталями являются сам датчик, стрелка, магнитная катушка и размеченная шкала оборотов. Датчиком считывается количество оборотов вала. В результате этого формируется электрический сигнала, который передается по проводам на магнитную катушку. Катушка под воздействием магнитного поля отклоняет стрелку. Погрешность аналогового тахометра до 500 оборотов в минуту.
Цифровые тахометры работают с погрешностью до 100 оборотов в минуту. Их основными составляющими являются: электронная плата, процессор, оптрон, восьмизарядный аналого-цифровой преобразователь, экран и сам датчик. Датчиком подсчитывается число оборотов, которые в виде многочисленных сигналов передаются на основную часть устройства. Результаты измерения отображаются на дисплее.
В зависимости от способа монтажа автомобильные тахометры делятся на штатные и выносные. Штатные устанавливаются на приборную панель еще на заводе-изготовителе. Выносные представляют собой дополнительные приборы. Они устанавливаются на транспорт, в котором изначально не предусмотрены датчики оборотов.
В первой сети ортопедических салонов ОРТЕКА вы можете купить пульсоксиметр – прибор для измерения уровня кислорода в крови. Рассказываем, как это устройство может помочь в нестабильной эпидемиологической ситуации.
Что это за прибор?
Пульсоксиметр, похожий на прищепку, надевается на палец. Спустя 10-20 секунд он показывает уровень кислорода в крови и пульс. Чтобы измерить все корректно, надо соблюдать несколько простых правил:
- расслабиться в положении сидя и оставаться в спокойном состоянии;
- держать руку на ровной поверхности;
- измерять лучше несколько раз в течение 3-4 минут, чтобы удостовериться в точном результате.
Что показывает и как работает?
Прибор измеряет насыщенность крови кислородом (сатурацию). В составе красных кровяных клеток (эритроцитов) присутствует белок гемоглобин, который переносит кислород. Принцип действия пульсоксиметра основан на различии в способности поглощать свет красного спектра гемоглобином, насыщенным кислородом и недостаточно им насыщенным .
На одной стороне прибора расположен источник света, а на другой – принимающий датчик. Когда вы кладете палец в пульсоксиметр, он пропускает световые волны через его ткани. Гемоглобин с кислородом и гемоглобин без кислорода поглощают световые волны разной длины. Пульсоксиметр анализирует количество пропущенного света и переводит информацию в цифры. Так мы и узнаем, сколько процентов гемоглобина насыщено кислородом.
Насыщение крови кислородом (сатурация) у здоровых людей составляет 95-100%. Сатурация 94% и менее является поводом для обращения к врачу. Сатурация 92% и менее – показание для госпитализации в стационар .
Сатурация 90% и меньше говорит о выраженной гипоксии и является показанием для экстренного (ургентного) лечения .
Актуален как никогда
В непростых эпидемиологических условиях показатель сатурации может использоваться в качестве первичной диагностической процедуры. Пневмония является наиболее распространенным и одним из самых тяжелых осложнений коронавирусной инфекции, но воспалительный процесс в лёгких может протекать без внешних явных симптомов. Если у пациента с коронавирусной инфекцией или острым гриппом уровень кислорода в крови падает ниже 92%, то это уже показание к госпитализации и началу кислородотерапии.
Мониторинг сатурации в домашних условиях на фоне течения респираторной инфекции позволит своевременно выявить ухудшение состояния, сообщить об этом лечащему врачу и предупредить возможные осложнения.
Что это?
Регулирует количество затраченного топлива.
Водитель получает возможность устанавливать верный режим езды.
На трансмиссию в процессе переключения скоростей не оказывается ударного влияния.
Если водитель будет следовать показаниям, то есть начинать движение и завершать его в заданном диапазоне вращения коленчатого вала, то ресурс мотора увеличится по максимуму.
Разновидности
Многим водителям интересно не то, что измеряет тахометр, а как точно это он делает. Точность определения оборотов полностью зависит от датчика. Сегодня устройства классифицируют по методу отображения данных или способу монтажа. Последние подразделяются на встроенные и бесконтактные. На спорткарах, в основном, используют бесконтактные тахометры, чтобы максимально точно определять число оборотов и корректировать его.
На автомобилях сегодня устанавливают механические, аналоговые и цифровые тахометры. Все они имеют свои особенности и принцип работы. Например, механический тип уже утратил свою востребованность. Его применяли в XX веке, поскольку других вариантов измерения оборотов просто не существовало. Сегодня такой тахометр можно встретить на очень старых авто или на мотоциклах.
Аналоговый тахометр изобрели позже. В нем изменили механизм действия. Его принцип работы был схож с механическим, но обороты при этом отображались стрелкой на циферблате. Считывание значений происходило за счет энергии, подаваемой на магнитную катушку. На коленвале находился датчик, который высчитывал количество оборотов, после чего создавался электросигнал, переходящий на катушку. Она отклоняла стрелку и показывала результат. По сравнению с механическим прибором, аналоговый более надежный, но все равно не точный. Его погрешность - 500 об/мин. К преимуществам такого тахометра можно отнести отсутствие троса и простая установка.
Ни для кого не секрет, что даже на дорогих авто устанавливают аналоговый тип прибора. Он привычен для глаз водителя, при этом быстро высчитывает показания. С его помощью автолюбитель сможет поймать момент для смены передачи, а также помочь двигателю достичь оптимального режима работы.
Принцип работы
Водители, которые не разбираются в механической составляющей мотора, обязаны знать, как работает тахометр в автомобиле. Это поможет понять им, для чего все-таки предназначено данное устройство.
Как использовать информацию
Разобравшись, что показывает тахометр в автомобиле, водители, как правило, не знают, как действовать дальше и как использовать полученную информацию.
Какие неисправности могут быть
Тахометр механического типа может быть неисправен, если возникло повреждение элементов его конструкции. К примеру, при возникновении деформаций, обломе троса или появлении люфта. Что касается электронных устройств, то здесь причин поломки может быть несколько. Рассмотрим их подробнее:
Повреждена электропроводка, в т.ч. сигнальный провод.
Возникло окисление контактов, либо они имеют неплотный контакт.
Повреждены элементы измерительного блока (перегорание микросхем, вздутие резисторов).
Если устройство подключено от генератора, значит, не работает сам генератор. О неполадке сигнализирует индикатор низкого заряда аккумулятора. Бывает, что стрелка начинает прыгать без каких-либо на это причин. Водителю стоит внимательно осмотреть проводку, элементы двигателя и сам аппарат.
Если показатели прибора не меняются даже при сильном нажатии педали акселератора, то необходимо проверить целостность проводки. В этом водителю поможет тестер.
Как выбрать прибор для авто?
Сегодня каждому водителю важны точные показания тахометра, поскольку устаревшие приборы не всегда демонстрируют правильные значения. Кроме того, не все авто, особенно малолитражные, оснащены данным устройством. Именно владельцы таких машин больше всего нуждаются в приборе. Приобретая электронную модель, покупатель должен изучить ее технические характеристики. Также стоит помнить, что установка тахометра для бензинового и для дизельного двигателя отличаются. Способ установки зависит от размера и дизайна модели.
Большой популярностью пользуется тахометр Helios. Он имеет стандартный вид. Предназначается для авто с карбюраторными моторами, где число цилиндров варьируется от 1 до 16. К преимуществам модели относят стоимость, множество дополнительных опций и низкую погрешность.
Менее универсальной считается модель MULTITRONICS. Тахометр DD5 обладает большим количеством функций, включая таймер и часы. Все остальные типы этого бренда не имеют дополнительных опций, кроме вольтметра. Погрешность при больших оборотах - до 3%.
Заключение
Таким образом, можно сделать вывод, что тахометр - это полезный прибор, помогающий водителям корректировать работу двигателя и вовремя переключать передачи. Обязательность наличия устройства не регламентировано. Если в авто нет прибора, то водитель вправе его не устанавливать. Если пришло время заменить тахометр, то подбирать его нужно с учетом технических характеристик авто. Решив установить устройство, покупателю следует обратить внимание на отечественных производителей Helios и Multitronics.
Если задать в поиске запрос, что такое тахометр, практически всегда вверху будут страницы с описанием тех или иных автомобильных счетчиков скорости. И объяснение этому есть. Тахометры есть в каждой машине. Как минимум для того, чтобы показывать скорость движения по трассе на другом измерительном приборе – спидометре. Но также может показываться количество оборотов коленчатого вала.
Что такое тахометр
Кстати познакомимся с часто встречающимся основным показателем (RPM), в инструкциях по эксплуатации и технических характеристиках. Это и есть искомая частота вращения. Наиболее популярные единицы измерения: об/мин или об/сек.
Приведем 3 примера, показывающие, насколько важно измерять количество оборотов. От этого зависит в буквальном смысле жизнь людей, здоровье и безопасность оборудования.
- Скорость вращения вытяжного вентилятора в системах отвода химических испарений от лабораторных вытяжных шкафов зависит как от поперечного сечения воздуховода, так и скорости проходящего потока воздуха. Все эти факторы должны быть учтены.
- От того, с каким числом оборотов вращаются лопасти вертолета, зависит подъемная сила, возможность отрыва от земли как минимум, а как максимум – достижение предельной высоты, поскольку чем выше, тем воздух более разрежен и приходится увеличивать скорость вращения.
- Воздушная скорость авиалайнера с турбовентиляторными двигателями также напрямую зависит от также частоты вращения лопаток турбины.
Но возвратимся к автомобилю. В нем есть масса других крутящихся деталей (тот же распредвал, различные шестерни, генератор). Не все частоты вращения выводятся для водителя, но все их параметры тщательно измеряются и подстраиваются на этапе проектирования и опытных испытаний авто. Например никто из водителей не знает (потому что это не нужно), как быстро крутятся лопасти вентилятора системы охлаждения двигателя. Ведь главное, чтобы радиатор не “закипал”. Но если задаться целью, то число оборотов можно измерить самостоятельно, если купить даже недорогой тахометр.
Но рассматриваемая тема шире исключительно автомобильной тематики.
А почему мы только о вращении ? Да, это основное предназначение счетчика оборотов. Но не единственное.
- самое распространенное – колеса, валы, приводные ролики, шестеренки, зубчатые, планетарные, ременные передачи;
- но также – скорость движения например автоматизированной конвейерной линии или прокатного стана, который на выходе выдает металлическую проволоку, которая сматывается в рулон или нитка в текстильной промышленности, наматывающаяся на барабан;
- еще один, узкоспециализированный пример применения тахометров - маркировка продукции. Для того, чтобы маркиратор наносил чернила в строго заданную области упаковки и согласовать его работу со скоростью линии, не обойтись без измерителей частоты вращения.
Как работают тахометры
А почему во множественном числе ? Потому что несмотря на одинаковый конечный результат, принцип преобразования в цифру разный.
Сразу заметим, что простейший псевдомеханический тахометр, правда малооборотный, мы можем сделать сами. Если на валу или другой детали вращения сделать небольшой выступ типа капли и к нему приложить подпружиненную пластину, то при каждом наезде на препятствие, она будет издавать щелчок. Если мы с секундомером в руках посчитаем число щелчков в минуту, то это и примитивный есть механический тахометр. Даже уточним – контактный. Но скорости в тысячи оборотов в минуту (десятков в секунду), таким образом измерить довольно сложно.
На производстве используются и другие виды механических тахометров. Их принцип действия основан на действии центробежной силы (как в лабораторных центрифугах для сепарации жидкостей в пробирках). Поскольку эта сила пропорциональна частоте вращения и если прибор откалиброван должным образом, мы получим довольно точный результат. Но не идеальный.
Поскольку электроника предоставляет гораздо больше возможностей. Не только в самом процессе измерения, но и при хранении данных и передаче в режиме даталоггера для последующей обработки.
Виды тахометров
Электронный
При каждом повороте, формируется импульс напряжения. В радиоэлектронике есть разновидность микросхем – счетчики. Как только на вход поступает логическая ”1”, можно считать, что элемент вращения совершил один оборот.
Просто, удобно и точно. Поскольку быстродействие электроники таково, что без проблем подсчитывается число импульсов, исчисляемых даже тысячами в секунду
Проблема состоит только в помехозащищенности. Логика работает надежно только в том случае, когда однозначно можно определить, что например "единица" это 5 В, а "ноль" это 0 Вольт. Если же имеют место электромагнитные помехи, возможны ложные срабатывания (в любую сторону, как увеличивая количество оборотов на выходе, так и уменьшая).
Если же высокая точность не нужна и по техническим условиям допускается погрешность например в 5-10%, то схему можно упростить. Для этого импульсы не считаются, а усредняется напряжение за период времени, например с помощью конденсаторной цепочки. И мы получаем среднее аналоговое значение.
Контактный
Здесь используется оптический кодировщик, магнитный или электромагнитный датчик, воспринимающий сигнал от вращающейся детали.
Покажем на примере датчика коленвала (уж никуда от автотемы не уйти). Снаружи, у шестерни удаляется один зубчик. И как только сигнал о “сломанном зубе” попадает в бортовой компьютер, значит система засчитывает очередной оборот. Между прочим это пожалуй даже самый важный тахометр в авто. Если без спидометра можно спокойно ехать, то без датчика оборотов коленвала, двигатель просто не заведется.
Источником информации может быть и видимый свет. Нужен излучатель и приемник. Как только луч прерывается, значит совершен один оборот.
Это частный случай оптических тахометров. Его основное преимущество – большая дистанция, если конечно в этом есть необходимость.
Дело в том, что лазер это узкофокусированый луч и он удобен для работы в труднодоступных местах, даже если до вращающейся детали 1 метр или больше.
Читайте также: