Как можно бесконтактно измерить скорость вращения вала двигателя, елси торцы вала закрыты?
Датчик должен легко устанавливаться.
Вал двигателя диаметром от 20 см до 1 м. Поверхность вала доступна, но не гладкая (бывает с краской, но это можно зашкурить). Получается, что нужен датчик линейной скорости. Точность не хуже 20 см/мин. Максимальная скорость до 4 км/мин (до 2 тоже неплохо).

Существует ли в природе что-то для таких измерений?

Так, может, и зеркальце можно приклеить и считать обороты?

Если можно что-то клеить, то лучше уж наверное хороший магнитик тогда. И датчиком Холла считать обороты.
Не сразу въехал насчет линейной скорости - тогда наверное можно сделать разъемную магнитную систему с несколькими полюсами, которая механически крепится на вал.

Дело в том, что необходимо измерять скорость и при малых оборотах, а информацию получать с частотой, например, 100 Гц. Вобщем, если мне нужно увидеть процес разгона, то нужно учесть что двигатель может разогнаться с 0 до номинала (например 300 об/мин) за пол оборота вала. Поэтому, если клеить, то ленту с очень частыми рисками - а это уче геморой и неточность.

Если клеить ленту , то посмотрите здесь всякие датчики
в разделе приборы для измерения линейных и угловых перемещений систему MAGLINE. Не понятно только, как при наклейке ленты обеспечить отсутствие переходных проблем на стыке концов, а в остальном все должно работать вроде-как.

"переходные проблемы на стыке концов" нужны для определения нулевой точки.

Существует ли в природе что-то для таких измерений?
А как Вам такая идея: берем обыкновенную оптическую мышку от компа, подносим к объекту и снимаем показания на компе. Написать простенькую программку для этого нужно. Думаю что скорости реакции мышки хватит, но это можно и проверить на реалном объекте.
С уважением Геннадий.

а если поставить магнит и снимать показания HMC1052...где то в какой то апликухе такое было...

Мышкой 300 об/мин может не получится, но идея хороша. Может, использовать что-нибудь другое на этом же принципе?

Не получится еще, потому что нужно точно мерять, желательно иметь аналоговый сигнал и расстояние от объекта до компа до 30 м достигает.
А что за принцип используется в мышах? Разбирал - внутри оптика, светодиод, микруха с дырками - очень нежная вещь для промышленных условий.
Вот думаю на счет ленты с рисками - на чем можно распечатать, чтоб наклеить на вал,например, 2 м ленту?

Не знаю помежет Вам мой опыт или нет. Я делал некое подобие цифрового тахометра. На вал одевался диск с отверстиями. Рядом с отверстиями крепился торцевой бвк ДКП-02. Именно бвк а не оптика, чтобы избежать сбоев от загрязнения. В Вашем случае, когда нет доступа к торцам вала, готовый диск можно распилить на две части, одеть на вал и скрепить вместе (допустим хомутом прижать фланцы к валу).
Что касается всякого рода зеркал и ленточек, поверьте старому электронщику, если речь идет о производственном оборудовании, то в цеху присутствует пыль, грязь, бродят не очень грамотные слесоря с маслянными руками, наровящими все потрогать (и даже оторвать) и это не учитывать нельзя, если хотите получить нечто надежное.
Кстати сигнал от ДКП-02 я подавал по кабелю в цеху метров на 30 и заводил в LPT через оптрон и триггер Шмидта.

можно шкив попробовать ( из пружины от гибкого привода тахогенератора например), на тот же тахогенератор или любой датчик вращения...можно хомут с насаженными на него гайками закрепить на валу а сигнал снимать бесконтактными датчиками, чувствительными на металл ( OMRON например)

Идея хорошая. Но проблема - сделать диск такого диаметра (и то не диск, а кольцо). И универсальность низкая под каждый вал нужно свой диск изготавливать.

вообще то говоря в промышленности все давно придумано на этот счет!
Если бы это было так легко - не стоили бы импульсные оптодатчики таких высоких цен.

Кроме готового датчика я применял в своей театральной практике (те же проблемы что и в цеху, только еще и вандализм):

1. разнообразные ленты на отражение (иногда надо протирать) - оптический считватель, в видимом диапазоне лучше чем инфракрасный, так как без приборов видно как работат лента. При некотором интеллекте контроллера он может заранее давать сигнал, что апмлитуда отклика уменьшилась (лента запылилась). Самая простая затея, напечатать на лазерном принтере и наклеить. Недолговечно. Лучший результат дает гофрированная фольга из пачки сигарет. На профессиональном уровне ее можно заменить пленками типа Оракал (используется рекламщиками и телевизионщиками). Их можно резать лазерным плоттером и наклеивать на вал. Среди них есть очень стойкие, конечно дорогие (когда 6 квадратных метров рекламный щит), но нам нужно очень мало.

2. полоски с магнитами и считывание датчиками холла. Где продается и как называется не знаю, но у меня есть такой кусок. Шаг магнитов около 2мм, ширина ленты 10мм, толщина 1.5 мм. Гибкая. Приклеивается на вал. Рядом с ней датчик холла и небольшая схемка. Только надо подобрать достаточно быстрый датчик.
Если точность не очень большая, то просто наклеить магнитики на вал, или вообще один магнит. Будет один импульс на оборот.

В обоих случаях можно поставить два считывателя и мерять не только скорость, но еще и направление.

Так может, сделать ременную передачу на расположенный рядом вал меньшего диаметра?

Там стоит видеокамера которая смотрит с большим увеличением на мирорельеф поверхности и анализирует его движение. В этом плане чем грязней, тем лучше.

Диск может быть один (по максимально возможному валу) и набор переходников для крепления к разным валам, если конечно конструкция самого маленького двигателя позволит нацепить на себя большой диск.

Присоединяюсь. Можно не одно зеркальце, а несколько по окружности, чтобы весь диапазон закрыть. А чтобы на малых скоростях иметь точности, можно считывание делать ПЗС линейкой, тогда даже небольшие изменения угла (хоть минуты) можно регистрировать. Точность (эксцентриситет) размещения зеркала не критична.

Еще вариант - узкий 5-10 мм гибкий зубчатый ремень с шагом зуба 5-7 мм. Наклеивается на вал зубцами наружу. Зубья перекрывает лазерный лучик, и фотоприемник. Может потребоваться система зеркал, чтобы луч повернуть и приблизить к валу.
Но для цеха, всетаки, оптимально лента с магнитами!!!


еще раз вернулся к заданию. Проанализируем:
точность 1/20000 - достаточно высокая, всякие мышки и телекамеры - не прокатывают. Не хватит разрешения.

А какое время отклика должно быть при изменении скорости вращения, или все очень медленно и стабильно?
Если все стабильно, одна точка на оборот - достаточно, если скорость реации высока, я обычно имел дело с такими механзмами, то надо много точек на оборот.
Эта, важнейшая характеристика в ТЗ отстутствует.

А если на лету создавать эти самые магнитные риски, и тут же их считывать? Ведь есть же остатчная намагниченность, а значит
при правильном расчете, принудительно будет намагничиваться
одно и тоже место. И снимать датчиками эти риски. Диаметр вала
большой, есть где развернуться.

Работал я однажды с промышленным механическим тахометром. У него в комплекте была серия резиновых насадок. В том числе и ролик для измерения скорости при отсутствии доступа к торцам. Если сможете обеспечить отсутствие проскальзывания между роликом и валом, то универсальнее способа не найти. Будете вводить в компьютер конкретный диаметр и программа пересчитает показания в обороты. В этом варианте можете выбрать датчик по желанию, или тахогенератор, или оптический, что удобнее для дальнейшей обработки

Во первых, мы обсуждаем БЕЗКОНТАКТНЫЙ способ считывания,
а во вторых - все способы на трении имеют низкую точность, да еще и ошибку при неравномерном движении. Проверено на собственном опыте.
Износ резины, или изменение силы прижима уже дают погрешность больше чем 1/20000 !

Если бюджет позволяет, вместо мышки можно использовать
видеокамеру с короткофокусным объективом.
Но обработку ессно придется писать свою.

А проскочившая идея натянуть пружину вокруг вала и измерять отклик от витков датчиком холла?

[/quote]А проскочившая идея натянуть пружину вокруг вала и измерять отклик от витков датчиком холла?
[/quote]
Верно..! но тут уже можно поставить простенький индуктивный датчик..

Идеи супер. Вот что значит коллективный разум.
Что касается точности.
Я, наверно, не правильно выражался. Точность на самом деле нужна невысокая - 0.5% от номинала будет достаточно. Но время отклика должно быть не более 2-3 мс. При этом можно будет словить переходный процесс с достаточной точностью.
По поводу диапазонов скоростей. Например, турборотор 3000 об/мин - диаметр вала 100-200 мм, тихоходная машина 60 об/мин - диаметр вала 800-1200 мм.

По поводу зеркал. Как их монтировать на вал и что ожидать при переходе луча с зеркальца не зеркалце? И будет ли эта система дружить промышленными условиями (вибразия, пыль, грязь).

По поводу магнитных рисок. Чем намагничивать и считывать, ведь слишком близко нельзя - тирануть может? А что если взять некий ремень с наклеенной магнитной лентой от видеокасеты - не так страшно, если тиранет. Только опять же чем магнитить?

А пружина - это тоже интересно. Только есть ли такой магнитный датчик, чтоб витки различать мог

Магнитить головкой от магнитофона, да мало ли чем, ведь можно
несколько лент наклеить. Так чтобы смещение друг относительно
друга было маленьким, тогда на каждой ленте шаг может быть большой, а значит и голову можно подальше от вала.
Восемь головок, восемь лент и в восемь раз больший шаг на каждой
ленте.

В этой ситуаци проще измерять ток двигателя.

На то и инженер, чтобы из идеи железку сделать. Вот наткнулся:
TLE4953C
Transmission Speed Sensor IC
This new differential Hall effect sensor has a flat 2-pin package with integrated capacitor on the lead frame and is providing a 7/14mA current interface. New improvements like direction detection and vibration suppression are realised by using integrated signal conditioning and signal processing. The current interface allows wire break detection and saves wiring costs by using a minimum of two wires for communication and sensor supply. Especially for speed sensor applications this has a big influence on system costs and failure detection ability. The IC is done in a 0.5 µm BiCMOS technology and available for volume production.

TLE4941-1© & TLE4942-1© Self calibrating Differential Hall ICs for Wheel Speed Sensing

мдя.. индуктивный не пойдет, хотя есть малогабаритные датчики, но быстродействие - около 100 Гц.. На датчике Холла по ссылке выше - 12 кГц, уже ближе к делу ( 50 гц на валу умножить на число витков пружины)..

Монтировать не проблема - клеить. Делается обклейка вала брусками (с круглым вырезом со стороны вала), на которые клеятся зеркала. Можно три, можно четыре, в общем, сколько надо. Считывать тоже можно не одной линейкой, а несколькими с перекрытием, так, чтобы когда луч в одном канале переходит через грань, на другом он в середине линейки.

Вот с грязью и пылью все хуже - все, что мешает прохождению света, все будет мешать. На фидо-эхе ru.embedded как-то обсуждался похожий вопрос, речь шла там про automotive, так там люди, кто профессионально занимаются разработкой оборудования для этой техники, уверенно утверждали, что все оптическое не катит именно по причине пыли, грязи. Т.е. только магнитные датчики. Оптические только в герметичных корпусах.

Не очень понял, есть ли возможность ставить измерительный диск на вал, но выскажусь о том, как это сделано в автомобилях.
На валу стоит шкив с зубчаткой на торце, рядом стоит магнитный датчик. Когда возле датчика находится зуб, есть уровень на выходе, когда промежуток - на выходе ноль. Вобщем, при оборотах двигателя 650 оборотов в минуту, на выходе датчика красивая синусоида около 1.2 килогерца, точнее не мерил, не было нужно. Понятно, что изменение скорости сразу отразиться на частоте сигнала.

Кстати, в догонку предыдущему оратору, упомянувшему автомобиль. У меня на AUDI 100 стоит ABS, от надежности которой зависит жизнь человека (неправильно работающая ABS это в 100 раз хуже чем ее отсутствие). Так вот там торец тормозного барабана с маленькими зубчиками к которым подведен БВК.
И все это хозяйство висит в 40 сантиметрах от дороги и не чем не защищено и работает в таких ужасных условиях без обслуживания по 20 лет !

Измерительные диски, ленты, разрезные зубчатые кольца, пружины... Все это понятно и реализуемо, а вот как бы поменьше вешать на вал ( не всегда доступно) и побольше зазорчик бы оставить?)) Ведь наверняка есть технологии - ну там лазер, вихревые токи какие нибудь, а может просто - вибродатчик повесил на станину и меряй! Тут даже состояние подшипников можно контролировать...

Вроде как оно, но надо попробовать. Пока не нашел, где на Украине купить.
А штучка нафаршированная.

mehanik, Вы правы вешать много не хочется и не всегда возможно. Обычно крупные агрегаты молотят по месяцу без останова. Бывают небольшие паузы в работе (от 1 часа до суток) - в них нужно успеть установить измерительное оборудование.

Можно без наклеек и магнитов.
1. Поверхность вала - та же шестерня, только нерегулярная, но обладающая устойчивым профилем. Стало быть, любой участок может быть однозначно идентифицирован. Датчик первичной информации - дальномер.
2. Доплеровский (лазерный или ультразвуковой) импульсный измеритель скорости.

Вот!!!!! Ну какой молодец, а!!!Что может быть лучше - точный, бесконтактный, ставь хоть на 100 метров!! Остается только вопрос цены, но тут либо дешево - тогда лепи конструктивы, либо лазер - собственно владельцу вала диаметром в метр должно быть по карману)))))))

Рад повеселить. Устройство не бог весть какое дорогое (осбенно УЗ). Но вот по поводу 100м - уж сами как-нибудь, тем более с ультразвуком.

А существуют ли какие нибудь чипы или системы Доплеровские готовые, а то лезть в эти дебри физики и оптики не охота и, наверное, серого вещества не хватит?

Надеюсь, что хватит, да и не мне о том судить. Но коль скоро Вы задумались над такой задачей, то и дебри физики нипочем. Готового предложить не могу. Принцип такой же, как и в первом случае - измерение разности фаз падающего и отраженного сигнала. Дальше - разница в обработке сигнала.

Можно модифицировать первый способ.
1. Накатка, (произвольная, можно по краске) - это даст необходимую регулярность и позволит увеличить точность при простой обработке сигнала. Прототип и основа - лазерный дальномер (есть строительные, называется "рулетка"). А вот откуда вытащить полезный сигнал, думаю, догадаетесь.

PS. Все возможно, коли надо. Ну, и если охота!

Доброго времени суток,
пардон Уважаемые, а если вариант с лепестком скажем укрепленным на валу или диском с прорезями, что в вашем случае я думаю лучше из соображений надежности,(шаг сами подберите), и оптопарой(лампочка-фотодиод скажем) получается простой бесконтактный прерыватель,соответственно имеем частоту вращения, дальше пересчитываем ее в скорость(школьный учебник по физике ).
Для варианта в цехе более чем надежен.
Удачи!

Бывает так, что машина разгонаяется от 0 до номинала за пол или один оборот. У лепестка время отклика низкое. Диск с прорезями получше, но торец вала закрыт, доступна боковая часть. Так как исследования постоянно проходят на разных машинах, нежелательно лепить что-то на вал.

Vladimir201, на счет строительных дальномеров.
Посмотрел в магазинах - точность 1-1.5 мм, боюсь, что не хватит для распознавания рельефа вала. Или Вы имели в виду не такое их применение?

Хм.. полазил по инету насчет лазерных измерителей и странная картина - теории много, метод на ура, а конкретной продукции что-то не очень и в основном - ручные приборы, еще и без выхода сигнала, только на индикатор. Кроме того, как правило нужны метки для лазера ( точки наносишь на вал краской определенного цвета, либо клеится прилагаемая к набору лента).. Посмотрите сами, по Рамблеру набирал " Лазерные тахометры".. Эта идея работает главным образом в гаишных лазерных радарах, но есть и промышленные.. Датчики на вихревых токах ( говорил о них выше) оказывается тоже существуют, но требуют маленького расстояния - меньше 1.5 мм.. эххх!.. Насчет 100 метров для лазера я конечно загнул - исключительно для метафоры))) Конечно реальные будут работать на метр-два, это понятно.

Да мне бы и пару сантиветров хватило.

Про эти сразу можно забыть. Это фазовые дальномеры, у них время измерения далеко не мгновенное. Еще они, как правило, не имеют электрического интерфейса для сопряжения с внешними хостами. Ну, и опять же свет - если пыль и грязь, то будут проблемы. Ну, и рельеф стороны вала ловить - тут не дальномер нужен, а измеритель перемещений, который работает на принципе интерференции длины волны лазера. Дивайс недешевый и не портативный, как правило. И частота измерений тоже не килогерцы была у тех, что я видел. Т.ч., имхо, самый реальный вариант - "браслет" с металлическими зубцами (как крепить, дело второе - клеить или на хомут или еще как) и магнитный датчик - начиная от датчиков Холла и заканчивая головками от магнитофонов.

Prostite ne mogli bi vi togda dla bolschego ponimaniya obema rabot foto etogo agrigata prikrepit.

Доплеровский измеритель, ИМХО, оптимален.

А если, допустим, расположить на валу ультразвуковой генератор с автономным питанием,
и измерять стационарным приемником (приемниками) доплеровские отклонения...

В основном это прокатные станы шахтные подъемные установки
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нет фоток привода блюминга - там вал самый большой
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Даааааа...впечатляет))..Но я смотрю на всех валах барабаны насажены с мощными спицами - мне кажется тут на них бесконтактные датчики можно спокойно ставить, прошла спица - есть импульс, можно два датчика развести чтоб точнее.. А что, нельзя сваркой вырезать отверстие в заглушке с торца и применить любой контактный датчик вращения?

UUAAAuu kruto. Da tam vse chto ugodno mogno sakrepit i rasmestit.