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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Contrôle de la vitesse de l'hélice. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / moteurs électriques Lors du test des installations à hélices de motoneiges, de deltaplanes motorisés, d'avions ainsi que de modèles d'avions, le concepteur doit connaître les valeurs exactes d'un certain nombre de paramètres. Et surtout, la vitesse de l'hélice. Ceci est nécessaire à la fois lors de la suralimentation des moteurs et lors de la sélection d'une hélice. La vitesse de rotation est également l'un des principaux paramètres lors du fonctionnement du moteur : par la valeur de ce paramètre on peut juger objectivement de la fiabilité du moteur. Dans de nombreux cas, il est tout simplement impossible de « fixer » l'un des tachymètres standards à une installation de moteur à hélice : Eh bien, lorsqu'il s'agit de moteurs miniatures, les mesures de contact peuvent fausser tellement leur fonctionnement que les subtilités de réglage ne sont plus hors de portée. la question. J'attire l'attention des lecteurs sur un tachymètre électronique sans contact conçu pour mesurer la vitesse d'une hélice sans utiliser de liaison mécanique entre le capteur et l'arbre moteur. Le tachymètre se compose de deux parties principales - un capteur et un fréquencemètre (Fig. 1).
Le capteur génère des signaux d'impulsion qui suivent à une fréquence qui est un multiple de la vitesse de rotation de l'hélice. La multiplicité est déterminée par le nombre de pales. Pour ce tachymètre, deux types de capteurs peuvent être utilisés : électrostatiques et optiques. Un capteur électrostatique développé spécifiquement pour le dispositif décrit convertit la charge accumulée sur les pales d'une hélice en rotation lors du frottement avec l'air en une tension d'impulsion. A cet effet, le capteur dispose d'un élément sensible (Fig. 2) - une antenne étroite constituée d'une plaque ou d'un fil métallique, installée parallèlement au plan de rotation de la vis.
Lorsque les pales chargées passent devant l'antenne, une tension alternative y sera induite, dont la fréquence sera déterminée par l'expression (K*N)/60, où K est le nombre de pales de l'hélice, N est la rotation de l'hélice. vitesse (tr/min). L'antenne du capteur électrostatique est une source basse tension (de l'ordre du millivolt) avec une résistance interne très élevée égale à la résistance d'isolement. Pour assurer le fonctionnement normal du fréquencemètre, cette tension est fournie à un amplificateur à haute impédance d'entrée (Fig. 3).
Une impédance d'entrée élevée est obtenue en utilisant un étage d'adaptation, qui est une combinaison d'un suiveur de flux sur un transistor à effet de champ VT1 et d'un émetteur suiveur sur un transistor bipolaire VT2. L'amplificateur opérationnel DA1 fournit une amplification du signal à un niveau suffisant pour que le fréquencemètre fonctionne. Un capteur optique se compose d'une source lumineuse, d'un élément sensible - une photodiode ou photorésistance - et d'un amplificateur. La source lumineuse et l'élément sensible sont positionnés de manière à ce que le faisceau traverse le plan de la vis. Au fur et à mesure que les lames tournent, elles coupent périodiquement le faisceau incident sur l'élément sensible connecté entre la base et l'émetteur (Fig. 4), modifiant périodiquement sa résistance et formant ainsi une tension alternative à la base du transistor.
Les impulsions reçues sont amplifiées par un amplificateur à deux étages jusqu'à une valeur suffisante pour le fonctionnement du fréquencemètre. Le fréquencemètre convertit les impulsions reçues des émetteurs en courant continu, proportionnel au taux de répétition des impulsions. Son élément principal est un multivibrateur de veille sur les transistors VT5 et VT6 (Fig. 5).
Lorsque le multivibrateur en attente reçoit des signaux de capteurs, il génère des impulsions de durée constante, déterminées uniquement par les valeurs des résistances et des capacités du circuit. Lorsque la vis tourne, une séquence d'impulsions d'amplitude et de durée constantes se forme à la sortie du multivibrateur en attente, dont la fréquence de répétition est proportionnelle à la vitesse de rotation de la vis. La séquence d'impulsions résultante contient une composante constante dont la valeur dépend du cycle de service - le rapport entre la période de répétition des impulsions et leur durée, c'est-à-dire de la vitesse de rotation de la vis. La composante continue est isolée en intégrant la séquence d'impulsions. L'élément intégrateur est un dispositif pointeur PA1, qui sert également à indiquer la vitesse de rotation de l'hélice. Dans ce cas, une tête magnétoélectrique de 100 μA avec une résistance supplémentaire R22 a été utilisée. Un appareil plus grossier peut également être utilisé. La résistance variable R21 est utilisée lors de l'étalonnage du tachymètre. Pour découpler l'intégrateur et le multivibrateur de secours, un émetteur suiveur sur le transistor VT7 est utilisé. L'appareil est alimenté par des piles ou par un redresseur d'une tension de 9,5 V. Lors de la fabrication d'un tachymètre, n'importe quelle conception peut être adoptée, mais la conception la plus appropriée semble se présenter sous la forme de deux blocs - un capteur et un fréquencemètre avec indicateur, reliés entre eux par un câble à trois fils. Le capteur électrostatique doit être soigneusement protégé. L'antenne du capteur peut être constituée d'un morceau de fil de cuivre, d'une étroite bande de laiton ou d'une feuille de fibre de verre. Lors des mesures, il doit être situé parallèlement au plan de rotation de la vis à une distance garantissant le fonctionnement normal de l'appareil. Pour augmenter la précision de la mesure de la vitesse de rotation de l'hélice, avant de commencer les travaux, il est nécessaire de calibrer le tachymètre, pour lequel un calibrateur (intégré ou déporté) est inclus dans sa structure. Le calibrateur est un multivibrateur (Fig. 6), générant des impulsions courtes dont la fréquence de répétition est déterminée par les valeurs des résistances R24, R25 et des condensateurs C6, C7 et est sélectionnée en fonction de la plage de vitesses mesurées. Pour une précision de mesure suffisante, l'étalonnage doit être effectué en deux ou trois points dans la plage de vitesse. Dans ce cas, les taux de répétition des impulsions requis pour une hélice bipale sont déterminés par l'expression f = N/30.
Le tableau (voir Fig. 6) montre les valeurs des résistances R24 et R25 pour différentes vitesses de rotation des vis. Le réglage précis de la fréquence est effectué en ajustant la résistance R30, tandis que le réglage de la fréquence est surveillé à l'aide d'un fréquencemètre numérique de haute précision. Vous pouvez obtenir plusieurs valeurs de fréquence en changeant progressivement les résistances R24 et R25 ou en utilisant plusieurs générateurs. Auteur : V.Evstratov
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