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[摘 要]随着科学技术水平的不断发展和提升,转速计量的应用范围越来越广泛,各个部门都需要加大转速计量和转速表细节的深入研究探讨,不断完善转速计量的技术应用。文章主要介绍了转速计量的基本概念,并且对转速表的精度等级进行了全面分析,以此不断提升我国的综合发展水平。
[关键词]转速计量 基本概念 转速表 精度等级
中图分类号:TH824.1 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)24-0377-01
1 转速计量测试的基本概念
1.1 转速和角速度
转速和角速度都是描述物体旋转速度快慢的物理量,这是他们存在的共同点。而这两个量的明显不同之处在于角速度应用用于低速范围,转速则应用于中高速范围。好速度的上线和转速的下线没有明确的界限,角速度的上线达到20弧度/秒以上,角速度的下线达到1转/分以下。角速度是失量,它的方向可用右螺旋钻来确定,即若物体转动的方向与右螺旋钻的方向一致,则钻头的方向就是角速度的方向。
1.2 转速与频率
按照国际单位制把转速看成旋转频率是符合实际标准的,转速和频率都是描述单位时间内频繁出现的次数,存在的明显不同之处是转速通常体现为每分钟的转速,频率体现为每秒钟的周波数,因此转速量值直接与频率量值进行对比,利用标准频率值复制转速值,建立转速计量最高标准。
2 各种转速计量仪器的分类
用于测量转速的仪器统称为转速表,在转速计量测试中由于对测量精度、使用条件和场合、安装连接方法的要求不同,而在工业生产和科学实验等方面使用着各种不同类型的转速表,根据原理主要分为以下几种:
(1)机械式转速表:包括离心式转速表;定时式转速表;振动式转速表等。
(2)磁电式转速表:包括磁感应式转速表;电动式转速表;电脉冲式转速表等。
(3)频闪式转速表:包括度盘读数频闪式转速表;数字显示频闪式转速表;机械频闪式转速表等。
(4)电子计数式转速表:包括手持电子计数式转速表;由电子计数器和转速传感器组成的转速表。
按照安装连接方式,可分为固定式转速表和便捷式转速表两种。固定式转速表安装在某种机器设备上,并通过传动机构与被测转速的轴相连接,当机器工作时指示相应的转速,可以随时用来测量各种转动物体的转速。按照方式转速表可分为接触式的和非接触式的两种。接触式的转速表与被测旋转轴直接接触,非接触转速表不与被测轴接触,而是通过光电传感器从旋转轴上接收与转速相关的光电讯号或磁电信号进行测量。按照读数方式转速表可分为度盘式、数字显示式、频闪象式和记录式。以上几种分类方法,按照结构原理分类为主。
3 转速计量测试中常用的名词术语
转速表的示值范围,系指其所显示或指示的最低转速值到最高转速值的范围,转速表的测量范围、系指在允许误差限内被测转速的范围。转速的限量,系指多量限转速表每一量限的测速范围。转速表的基本误差,系指转速表在规定的正常工作条件下所具有的误差。各种带表盘的转速表(定时转速表除外),其基本误差用引用误差(即满刻度误差)来评定,计算公式如下:N一被检表相应量限的上限值(转/分)。转速表的附加误差系指由于转速表出现定的正常工作条件所增加的误差。如某些转速表由于环境温度超出规定条件所产生的附加误差。转速表的示值变动性系指在测量条件不做任何改变的情况下对同一被测转速点进行多次重复测量的最大差值。瞬时转速值系指各种表盘式转速表(定时转速表除外)指针指示的瞬时值以及电子计数式转速表测量时间为1秒或小于1秒所测的转速值。平均转速值(对于电子计数式转速表、定时转速表)系指测量时间大于1秒小于或等于60秒所测得转速值.根据标准转速装置的校准证书,其转速的扩展不确定度为1×10-4(k=3),故:?u1= 500× r/min=0.0167r/min?数字转速表测量重复性引起的标准不确定度 u2的评定。?
采用A类方法进行评定。将标准转速装置调至500r/min,对被测转速表(型号EMT260C)连续读取并记录10次,得出10个测量值(单位:r/min):?
500.00、500.00、500.01、499.99、499.99、?
500.00、500.00、499.99、500.00、500.01。?
= 4999.999 r/min?单次实验标准差:?= 0.00737865 r/min≈0.0074 r/min?实际示值误差计算时,以10次测量值的算术平均值作为测量结果,可得到:?u2= =0.0023r/min?数字转速表分辨力引起的标准不确定度u3 的评定。?被测转速表(型号EMT260C)在500r/min时的分辨力为0.01r/min,设读数变化区间的半宽度为分辨力的一半,且为均匀分布(k= )则分辨力引起的不确度分量u3:?u3= =0.0029r/min?数字转速表示值误差引起的标准不确定度u4 的评定。在测量点500r/min处,转速表的示值误差 = - =-0.001r/min。将其看做允许误差,进行B类标准不确定度评定,按均匀分布,则u4=r/min=0.0006r/min?依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》,如果由重复性导出的不确定度分量小于从测量装置的分辨率引入的不确定度分量,此时应该由后者代替重复性。因此计算合成标准不确定度时u2 ,u4可略去不计。?合成不确定度:
主要标准不确定度汇总表(测量点500r/min)
4 结语
为了使转速测量器的测量性能更好,在软件设计中采用了改进的“M”法测量原理,将所要测量的转速分段并且不同转速段对应的检测时间不同,建立转速预估值和检测时间关系的对应表。分段时间长短依据转速的大小而定,为保证精度,设定每次计算时所采集的输入脉冲个数不少于十个,然后应用软件估计一个最邻近值,通过对转速计量和转速表的深入研究,促进我国科学技术的发展。
参考文献:
[1]于梅,孙桥,薛淑英. 转速计量检测技术的发展现状与存在的问题[J]. 计量技术,2003,11:38-39.
[2]顾惠昱. 转速检测技术分析与探讨[J]. 计量与测试技术,2013,06:38-40.
[3]白文生. 转速计量方式在韶钢热电厂1号锅炉给煤系统的应用[J]. 南方金属,2009,05:51-52.
[关键词]转速计量 基本概念 转速表 精度等级
中图分类号:TH824.1 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)24-0377-01
1 转速计量测试的基本概念
1.1 转速和角速度
转速和角速度都是描述物体旋转速度快慢的物理量,这是他们存在的共同点。而这两个量的明显不同之处在于角速度应用用于低速范围,转速则应用于中高速范围。好速度的上线和转速的下线没有明确的界限,角速度的上线达到20弧度/秒以上,角速度的下线达到1转/分以下。角速度是失量,它的方向可用右螺旋钻来确定,即若物体转动的方向与右螺旋钻的方向一致,则钻头的方向就是角速度的方向。
1.2 转速与频率
按照国际单位制把转速看成旋转频率是符合实际标准的,转速和频率都是描述单位时间内频繁出现的次数,存在的明显不同之处是转速通常体现为每分钟的转速,频率体现为每秒钟的周波数,因此转速量值直接与频率量值进行对比,利用标准频率值复制转速值,建立转速计量最高标准。
2 各种转速计量仪器的分类
用于测量转速的仪器统称为转速表,在转速计量测试中由于对测量精度、使用条件和场合、安装连接方法的要求不同,而在工业生产和科学实验等方面使用着各种不同类型的转速表,根据原理主要分为以下几种:
(1)机械式转速表:包括离心式转速表;定时式转速表;振动式转速表等。
(2)磁电式转速表:包括磁感应式转速表;电动式转速表;电脉冲式转速表等。
(3)频闪式转速表:包括度盘读数频闪式转速表;数字显示频闪式转速表;机械频闪式转速表等。
(4)电子计数式转速表:包括手持电子计数式转速表;由电子计数器和转速传感器组成的转速表。
按照安装连接方式,可分为固定式转速表和便捷式转速表两种。固定式转速表安装在某种机器设备上,并通过传动机构与被测转速的轴相连接,当机器工作时指示相应的转速,可以随时用来测量各种转动物体的转速。按照方式转速表可分为接触式的和非接触式的两种。接触式的转速表与被测旋转轴直接接触,非接触转速表不与被测轴接触,而是通过光电传感器从旋转轴上接收与转速相关的光电讯号或磁电信号进行测量。按照读数方式转速表可分为度盘式、数字显示式、频闪象式和记录式。以上几种分类方法,按照结构原理分类为主。
3 转速计量测试中常用的名词术语
转速表的示值范围,系指其所显示或指示的最低转速值到最高转速值的范围,转速表的测量范围、系指在允许误差限内被测转速的范围。转速的限量,系指多量限转速表每一量限的测速范围。转速表的基本误差,系指转速表在规定的正常工作条件下所具有的误差。各种带表盘的转速表(定时转速表除外),其基本误差用引用误差(即满刻度误差)来评定,计算公式如下:N一被检表相应量限的上限值(转/分)。转速表的附加误差系指由于转速表出现定的正常工作条件所增加的误差。如某些转速表由于环境温度超出规定条件所产生的附加误差。转速表的示值变动性系指在测量条件不做任何改变的情况下对同一被测转速点进行多次重复测量的最大差值。瞬时转速值系指各种表盘式转速表(定时转速表除外)指针指示的瞬时值以及电子计数式转速表测量时间为1秒或小于1秒所测的转速值。平均转速值(对于电子计数式转速表、定时转速表)系指测量时间大于1秒小于或等于60秒所测得转速值.根据标准转速装置的校准证书,其转速的扩展不确定度为1×10-4(k=3),故:?u1= 500× r/min=0.0167r/min?数字转速表测量重复性引起的标准不确定度 u2的评定。?
采用A类方法进行评定。将标准转速装置调至500r/min,对被测转速表(型号EMT260C)连续读取并记录10次,得出10个测量值(单位:r/min):?
500.00、500.00、500.01、499.99、499.99、?
500.00、500.00、499.99、500.00、500.01。?
= 4999.999 r/min?单次实验标准差:?= 0.00737865 r/min≈0.0074 r/min?实际示值误差计算时,以10次测量值的算术平均值作为测量结果,可得到:?u2= =0.0023r/min?数字转速表分辨力引起的标准不确定度u3 的评定。?被测转速表(型号EMT260C)在500r/min时的分辨力为0.01r/min,设读数变化区间的半宽度为分辨力的一半,且为均匀分布(k= )则分辨力引起的不确度分量u3:?u3= =0.0029r/min?数字转速表示值误差引起的标准不确定度u4 的评定。在测量点500r/min处,转速表的示值误差 = - =-0.001r/min。将其看做允许误差,进行B类标准不确定度评定,按均匀分布,则u4=r/min=0.0006r/min?依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》,如果由重复性导出的不确定度分量小于从测量装置的分辨率引入的不确定度分量,此时应该由后者代替重复性。因此计算合成标准不确定度时u2 ,u4可略去不计。?合成不确定度:
主要标准不确定度汇总表(测量点500r/min)
4 结语
为了使转速测量器的测量性能更好,在软件设计中采用了改进的“M”法测量原理,将所要测量的转速分段并且不同转速段对应的检测时间不同,建立转速预估值和检测时间关系的对应表。分段时间长短依据转速的大小而定,为保证精度,设定每次计算时所采集的输入脉冲个数不少于十个,然后应用软件估计一个最邻近值,通过对转速计量和转速表的深入研究,促进我国科学技术的发展。
参考文献:
[1]于梅,孙桥,薛淑英. 转速计量检测技术的发展现状与存在的问题[J]. 计量技术,2003,11:38-39.
[2]顾惠昱. 转速检测技术分析与探讨[J]. 计量与测试技术,2013,06:38-40.
[3]白文生. 转速计量方式在韶钢热电厂1号锅炉给煤系统的应用[J]. 南方金属,2009,05:51-52.