熱工課件lecture31動力機(jī)械的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率測量

1、動力機(jī)械的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率測量轉(zhuǎn)速測量儀轉(zhuǎn)速指單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)數(shù)，r/min轉(zhuǎn)速測量儀表一般有3個部件轉(zhuǎn)速傳感器：與被測量的轉(zhuǎn)軸連接在一起，感應(yīng)或檢定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速變化傳動機(jī)構(gòu)：聯(lián)系轉(zhuǎn)速傳感器和測量機(jī)構(gòu)，將傳感器收集的信號以確定的關(guān)系送到測量裝置測量機(jī)構(gòu)：指示或記錄轉(zhuǎn)速的數(shù)值分類固定式和便攜式工作原理：離心式、定時式、振動式、頻閃式、光電式、磁電式及激光式等轉(zhuǎn)速測量常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀離心式機(jī)械轉(zhuǎn)速儀：接觸式頻閃測速儀光電計數(shù)式轉(zhuǎn)速儀激光轉(zhuǎn)速儀磁電式轉(zhuǎn)速儀轉(zhuǎn)速測量常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀離心式機(jī)械轉(zhuǎn)速儀機(jī)心傳動部件指示器轉(zhuǎn)速測量常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀離心式機(jī)械轉(zhuǎn)速儀活動套環(huán)力平衡

2、轉(zhuǎn)速測量離心力與連桿拉力轉(zhuǎn)速與彈簧壓縮長度常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀光電計數(shù)式轉(zhuǎn)速儀利用光電元件（如光電池、光電管、光電阻等）對光的敏感性來測定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速測量常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀光電計數(shù)式轉(zhuǎn)速儀測速光路投射式反射式光電式轉(zhuǎn)速傳感器光電測速部分脈沖變換電路轉(zhuǎn)速測量常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀光電計數(shù)式轉(zhuǎn)速儀脈沖電流的頻率與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)速測量常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀磁電式測速儀轉(zhuǎn)速測量常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀頻閃儀閃光頻率與運(yùn)動物體的圖案同步時，人眼視覺暫留而產(chǎn)生的相對靜止動畫轉(zhuǎn)速測量常用的轉(zhuǎn)速測量儀表轉(zhuǎn)速測量儀頻閃儀轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)矩又稱扭矩單位：Nm動力機(jī)械的重要性能參數(shù)測量方法傳遞法

3、（扭軸法）平衡力法（支反力法）能量轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)矩測量傳遞法及傳遞類轉(zhuǎn)矩傳感器在傳遞轉(zhuǎn)矩時，根據(jù)彈性元件如扭軸所產(chǎn)生的變形、應(yīng)力或應(yīng)變與轉(zhuǎn)矩的對應(yīng)關(guān)系來測量轉(zhuǎn)矩原理：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)彈性扭軸受到轉(zhuǎn)矩作用時產(chǎn)生變形、應(yīng)力或應(yīng)變，這些物理參數(shù)變化傳遞到傳感器后被轉(zhuǎn)化為電信號又稱扭軸類或轉(zhuǎn)矩計類傳感器轉(zhuǎn)矩測量傳遞法及傳遞類轉(zhuǎn)矩傳感器分類根據(jù)傳感器所敏感的彈性參數(shù)變形型光電式轉(zhuǎn)矩傳感器、閃光轉(zhuǎn)矩傳感器、感應(yīng)式轉(zhuǎn)矩傳感器、鋼鉉轉(zhuǎn)矩傳感器、電容轉(zhuǎn)矩傳感器及機(jī)械轉(zhuǎn)矩傳感器等應(yīng)力型光彈轉(zhuǎn)矩傳感器、磁彈轉(zhuǎn)矩傳感器等應(yīng)變型小轉(zhuǎn)矩電阻應(yīng)變轉(zhuǎn)矩傳感器、圓盤轉(zhuǎn)矩傳感器、用電感集流環(huán)或無集流環(huán)的轉(zhuǎn)矩傳感器等轉(zhuǎn)矩測量傳遞法及傳遞類轉(zhuǎn)矩傳感

4、器分類根據(jù)傳感器轉(zhuǎn)矩信號的產(chǎn)生方式電阻式、光學(xué)式、光電式、感應(yīng)式、電容式、鋼鉉式、機(jī)械式等根據(jù)轉(zhuǎn)矩信號的傳輸方式接觸型機(jī)械式、液壓式、氣動式、接觸滑環(huán)式等非接觸型光波式、磁場式、電場式、放射線式、無線電波式及微波式等根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器的安裝方式串裝式附裝式轉(zhuǎn)矩測量平衡力法及平衡力類轉(zhuǎn)矩測量裝置通過測量機(jī)殼上的平衡力矩來確定動力機(jī)械主軸上工作轉(zhuǎn)矩該平衡力矩有時被稱作支座反力矩，平衡力法又可稱為支反力法結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)機(jī)：電力、水力平衡支承滾動支承、雙滾動支承、扇形支承、液壓支承及氣壓支承等平衡力測量機(jī)構(gòu)砝碼、游碼、擺錘、力傳感器等轉(zhuǎn)矩測量能量轉(zhuǎn)換法及能量轉(zhuǎn)換型測量裝置根據(jù)其他形式能量如電能、熱能參數(shù)來測量旋

5、轉(zhuǎn)機(jī)械的機(jī)械能，進(jìn)而求得轉(zhuǎn)矩能量平衡電動機(jī)、水輪機(jī)、液壓馬達(dá)等可提供動力的機(jī)械對發(fā)電機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)需提供動力的機(jī)械轉(zhuǎn)矩測量常用的轉(zhuǎn)矩測量儀器鋼鉉轉(zhuǎn)矩測量儀彈性扭軸的變形引起鋼鉉的伸縮，從而使得鋼鉉的固有振動頻率變化來測量軸上轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩測量常用的轉(zhuǎn)矩測量儀器鋼鉉轉(zhuǎn)矩測量儀鋼鉉的固有振動頻率受扭矩作用，鋼鉉的固有振動頻率發(fā)生改變轉(zhuǎn)矩測量常用的轉(zhuǎn)矩測量儀器感應(yīng)式轉(zhuǎn)矩測量儀利用旋轉(zhuǎn)的齒輪與磁極間的氣隙磁阻變化引起磁通的變化，從而在線圈中感應(yīng)出脈沖電勢轉(zhuǎn)矩測量常用的轉(zhuǎn)矩測量儀器感應(yīng)式轉(zhuǎn)矩測量儀兩端線圈中的電勢當(dāng)承受轉(zhuǎn)矩時，扭軸兩端產(chǎn)生一轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角與扭矩轉(zhuǎn)矩測量常用的轉(zhuǎn)矩測量儀器感應(yīng)式轉(zhuǎn)矩測量儀既可測量轉(zhuǎn)矩又

6、可測量轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速范圍：0 3000 r/min，0 6000 r/min當(dāng)轉(zhuǎn)速小于600 r/min時，測量精度降低?？捎神R達(dá)帶動校準(zhǔn)筒反向旋轉(zhuǎn)，使齒輪對的相對運(yùn)動加快，以提高轉(zhuǎn)矩的測量精度適合在各種水泵和離心式風(fēng)機(jī)等動力機(jī)械的性能試驗中使用轉(zhuǎn)矩測量常用的轉(zhuǎn)矩測量儀器光電式轉(zhuǎn)矩傳感器一種相位轉(zhuǎn)矩傳感器利用扭軸兩端的光學(xué)元件所反射的兩組光信號的相位差經(jīng)光電元件轉(zhuǎn)換為電信號轉(zhuǎn)矩測量轉(zhuǎn)矩儀器及儀表測量中應(yīng)注意的問題轉(zhuǎn)矩測量儀表的選擇及使用轉(zhuǎn)矩測量儀表的主要工作性能轉(zhuǎn)矩量程：一般要求被測值在儀器量程的50100%允許的工作轉(zhuǎn)速要同時考慮轉(zhuǎn)矩傳感器的最高工作轉(zhuǎn)速、最低轉(zhuǎn)速和零轉(zhuǎn)速精度等級測量閾值動態(tài)特

7、性工作壽命等還須考慮儀器的外形尺寸、重量對安裝的影響轉(zhuǎn)矩測量功率的測量方法軸功率可以按以下兩種基本方法進(jìn)行測量動力機(jī)械由電動機(jī)直接驅(qū)動，可在電動機(jī)側(cè)測量通常稱為電測法或損耗分析法用扭力儀、測功器等轉(zhuǎn)矩測量儀器測量動力機(jī)械軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，通過計算求得動力機(jī)械的軸功率間接測功法，有時也稱為測功器法測功器法機(jī)械測功器、電力測功器、水力測功器及氣力測功器傳遞型測功器扭力儀功率測量功率電測法測試輸入功率常用的測量方法是兩瓦特表法功率測量功率電測法測試輸入功率常用的測量方法是兩瓦特表法第一只瓦特表所測功率的瞬時值第二只瓦特表所測功率的瞬時值兩只功率表之和當(dāng)負(fù)載接成星形時，根據(jù)基爾霍夫定律，中點(diǎn)的電流

8、之和等于零當(dāng)負(fù)載接成三角形時，功率測量用損耗分析法測定電動機(jī)輸出功率功率損耗的形式恒定損耗，有鐵損耗（包括空載雜散損耗）、軸承摩擦損耗、風(fēng)耗、電刷和換向器或滑環(huán)的摩擦損耗。其中后三項損耗統(tǒng)稱為機(jī)械損耗負(fù)載損耗，有電機(jī)工作繞組中的I2R損耗、電刷的電損耗勵磁損耗，有勵磁繞組的I2R損耗、集電環(huán)上電刷的損耗雜散損耗（不包括空載雜散損耗），有高頻雜散損耗、基頻雜散損耗輸出功率及電動機(jī)效率計算功率測量用損耗分析法測定電動機(jī)輸出功率電動機(jī)效率不同負(fù)載下電動機(jī)的效率功率測量用損耗分析法測定電動機(jī)輸出功率不同負(fù)載下電動機(jī)的效率效率修正功率測量電力測功器及水力測功器電力測功器原理：將動力機(jī)械的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的電能或?qū)㈦妱訖C(jī)的電能轉(zhuǎn)化為動力機(jī)械的機(jī)械能型式直流電力測功器交流電力測功器電渦流電力測功器功率測量