آشنایی با تاکومتر و ۵ نوع مهم آن

در تمامی مشاغل و حوزه های صنعتی که با موتورها سر و کار دارند، اندازه گیری سرعت چرخش موتور یک امر بسیار ضروری است که
تکنسین های این بخش را ملزم می کند، بدانند تاکومتر چیست و عملکرد آن چگونه است؟

بدون اندازه گیری سرعت سیستم های دوار ممکن است به دستگاه های در تعامل آسیب های جدی وارد شود.

در این مقاله سعی داریم شما را با تاکومتر یا دورسنج موتور آشنا کنیم، همراه ما باشید.

1# تاکومتر چیست؟

تاکومتر (tachometer) یا دورسنج (revolution-counter) ابزاری است که
برای اندازه گیری سرعت چرخش شفت یا دیسک یک موتور یا انواع ماشین به کار می رود.

یک تاکومتر تعداد دور موتور (چرخش های کامل) در هر دقیقه را
در یک نمایشگر عقربه دار آنالوگ یا دیجیتالی که قبلا کالیبره شده، نمایش م یدهد.

تعداد دور موتور در هر دقیقه با واحد RPM نشان داده می شود که مخفف revolutions per minute است.
به همین دلیل به تاکومتر، RPM سنج یا (RPM gauge) هم می گویند.

خوب است بدانیم که واژه تاکومتر از ترکیب دو کلمه یونانی
(tachos همان speed) به معنی سرعت و (metron همان measure) به معنی اندازه گیری درست شده است.

اگرچه کلمات تاکومتر و سرعت سنج (speedometer) دارای معنای یکسان هستند: دستگاهی که سرعت را اندازه گیری می کند؛
ولی به طور قراردادی در جهان خودروها، از تاکومتر برای تعیین دور موتور و از سرعت سنج برای سرعت خودرو استفاده می شود.

2# کاربرد تاکومتر

متوجه شدیم تاکومتر چیست و حالا باید بفهمیم که
تاکومترها بسته به نوع شان در چه وسایل و سیستم های متفاوتی به کار می روند.

1-2# در خودروها

راننده باید سرعت دقیق چرخش شفت را بداند تا تنظیمات دنده و
تنظیم مناسب برای شرایط خاص رانندگی را انتخاب کند.

تاکومتر به کار رفته در اتومبیل ها، تعداد چرخش میل لنگ موتور را نشان می دهد.
همچنین با داشتن نشانگرهای محدوده امن برای سرعت چرخش، به راننده در انتخاب دستی دنده مناسب برای حرکت کمک می کند.

در تاکومترهای آنالوگ، سرعت بالای محدوده ایمن، با رنگ قرمز در صفحه مدرج مشخص شده است.

استفاده طولانی مدت از موتورها در سرعت بالا (در حالت دستی نه اتوماتیک)، می تواند باعث مشکلات زیادی شود:

• کاهش روانکاری
• افزایش گرما در سیستم (بیش از توان خنک کننده)
• آسیب بیش از حد و خرابی دائمی موتور

در خودروهای مدرن که کنترل سرعت بیشتر به صورت اتوماتیک انجام می شود، رفتن به محدوده قرمز از صفحه نشانگر، غیرممکن است؛
زیرا موتور این خودروها دارای یک سیستم محدود کننده دور موتور است که

به طور الکترونیکی سرعت موتور را محدود کرده و از آسیب های احتمالی جلوگیری می کند.

2-2# در کامیون، تراکتور، هواپیما و سایر وسایل نقلیه

از تاکومترها برای سنجش سرعت موتور (دور موتور) استفاده می شود.

در این وسایل، نمایشگرهای مربوط به سنجش تاکومتر، با سیستم های مورد استفاده در خودروهای شخصی تفاوت دارند.

3-2# در سیستم های مربوط به قطارها و راه آهن

در تجهیزات مرتبط به قطارها، از پروب های سنجش سرعت و تاکومترها استفاده می شود.

البته به این دلیل که چرخ های قطار و ریل ها بسیار صاف هستند و اصطکاک بین آنها کم است،
در صورت لغزش یا سر خوردن چرخ ها روی ریل، امکان ایجاد خطا در تاکومتری و محاسبه چرخش چرخ ها بالا می رود.

به منظور جبران این اشتباه، برای اندازه گیری سرعت، از سیستم های دیگری همراه با تاکومترها استفاده می شود.

4-2# در ضبط صوت آنالوگ

تاکومتر مسئول اندازه گیری سرعت نوار صوتی (audiotape) است.

بخش الکترونیکی ضبط صوت با دریافت سیگنال از تاکومتر، آن را با یک سیگنال مرجع مقایسه میکند تا اطمینان حاصل شود که نوار در سرعت مناسب پخش می شود.

سرعت پخش تنظیم شده و درست در این سیستم ها بسیار مهم است؛
زیرا گوش انسان به تغییر گام های صوتی حساس است.

5-2# به طور کلی برای سنجش سرعت چرخش دیسک و شفت در موتورها

در فن ها، پمپ ها، چرخ دنده ها، ماشین آلات و همچنین در کنترل سرعت خطوط طولی مثل نوار نقاله، از تاکومترها استفاده می شود.

3# انواع تاکومتر

به این سوال که تاکومتر چیست و در چه شرایطی و کاربردهایی از آن استفاده می شود جواب دادیم.
باید به این مسئله توجه کرد که متناسب با ساختار و شرایط استفاده، انواع و دسته بندی های مختلفی برای تاکومترها وجود دارد، ولی رایج ترین تاکومترها به صورت زیر تقسیم بندی می شوند:

1-3# تاکومتر آنالوگ

قدیمی ترین نوع تاکومترها که برای سنجش دور موتورها در ماشین های سبک یا سنگین، از آن ها استفاده می شد.

عملکرد این تاکومترها بر اساس چرخش یک شفت یا محور عمودی متصل به فنر است که
مقدار محاسبه شده را در یک صفحه مدرج نشان می دهد.

2-3# تاکومتر دیجیتال

این تاکومترها دارای مدار الکترونیکی، پردازنده، سنسور و صفحه نمایش دیجیتالی هستند و
میتوانند سرعت چرخش موتور را به طور دقیق تری اندازه گیری کنند.
دو نوع اصلی آنها به صورت زیر است:

1) تاکومتر مکانیکی

این نوع تاکومتر از نوع تماسی (contact) است و دارای یک شفت یا محور عمودی متصل به یک میکروکنترلر است.
این شفت از سمت دیگر به شفت یک موتور متصل شده و با هر بار چرخش موتور، شفت تاکومتر هم میچرخد.
میکروکنترلر تعداد دفعات چرخش را ثبت کرده و نتیجه را به صورت عدد در صفحه نمایش دیجیتالی نمایش میدهد.
عدد نشان داده شده بر حسب rpm (تعداد دور در دقیقه) است.

2) تاکومتر نوری

این تاکومتر از نوع غیر تماسی (non-contact) است.
برای سنجش سرعت موتور ابتدا یک برچسب منعکس کننده نور، به دور شفت موتور متصل میکنند و
سپس با روشن کردن تاکومتر و تاباندن نور به برچسب، تعداد دور موتور یا سرعت موتور اندازه گیری شده و
در صفحه نمایش نشان داده میشود.
منبع نور در این تاکومترها میتواند از نوع لیزری و نور ارسالی میتواند مادون قرمز باشد.
به دلیل عمر مفید و کارایی بالای این تاکومترها، امروزه استفاده از آنها بسیار رایج است و
در بسیاری از کاربردها و شرایط، جایگزین نوع مکانیکی شده اند.

3) تاکومتر الکتریکی یا سنجش فرکانس

این تاکومترها برای اندازه گیری امواج سینوسی و سیگنال های ورودی طراحی شده اند.

4) تاکومتر سنجش بر پایه ولتاژ

این تاکومترها در دو نوع جریان مستقیم و جریان متناوب وجود دارند.

• تاکومتر جریان مستقیم یا DC
  این تاکومترها در واقع نوعی موتور کوچک DC هستند که
  برای تولید یک ولتاژ متناسب با سرعت چرخش شفت طراحی شده اند.
  این نوع تاکومتر تماسی است و شفت آن به شفت یک موتور DC بزرگتر متصل میشود.
  یک ولت متر یا درایو با خواندن ولتاژ تاکومتر، از آن به عنوان فیدبک (feedback) سرعت استفاده میکند.

• تاکومتر جریان متناوب یا AC
  این تاکومتر از سیم پیچی های مغناطیسی چرخشی ساخته میشود که
  ولتاژ و فرکانس های متناسب با سرعت موتور را تولید میکنند.

4# تفاوت تاکومتر و تاکوژنراتور

از آنجایی که فهمیدیم تاکومتر چیست و چه کاربردها و انواعی دارد،
خیلی مهم است که تاکومترها را با تاکوژنراتورها اشتباه نگیریم،
هرچند هر دو به اندازه گیری سرعت دورانی مربوط میشوند اما شکل و عملکرد متفاوتی دارند.

ژنراتورهای تاکومتر یا تاکوژنراتورها (tachogenerators)، ژنراتورهای الکترومکانیکی هستند که
ولتاژی متناسب با سرعت شفت شان تولید میکنند.
اگرچه تولید ولتاژ متناسب با سرعت، از ویژگی های ساختاری همه ژنراتورهاست،
ولی تاکوژنراتورها برای تولید یک سیگنال دقیق طراحی شده اند که
این سیگنال باید در یک محدوده دقیق از جریان بار و دمای عملیاتی باشد.
سیگنال خروجی از یک تاکوژنراتور معمولا به عنوان فیدبکی برای تنظیم (رگلاژ کردن) سرعت یک موتور الکتریکی به کار میرود.
میتوان گفت یک تاکوژنراتور دستگاهی برای تبدیل سرعت چرخشی به سیگنال الکتریکی است.

5# کاربرد تاکوژنراتور

• تاکوژنراتور همانند تاکومتر میتواند سرعت موتور، محرک و هر دستگاه دواری را اندازه گیری کند و
  اضافه بر آن، میتواند موقعیت دورانی موتورها را نیز اندازه گیری کند.
• وقتی جهت چرخش یک شفت تغییر میکند و معکوس میشود،
  پلاریته (قطبش) ولتاژ تاکوژنراتور مغناطیسی نیز تغییر میکند و
  به همین دلیل تاکوژنراتورها برای کنترل و اندازه گیری در مواردی که
  جهت و قطبش در آنها مهم است، کاربردی هستند.
• از تاکوژنراتورها به عنوان منبع فیدبک (بازخورد) برای کنترل ولتاژ موتور هم استفاده میشود.
• تاکوژنراتورها برای نیرو دادن و راه اندازی تاکومترها هم مورد استفاده قرار می گیرند.
  تاکومتر سرعت چرخش موتور را برحسب دوران در هر دقیقه (RPM) تعیین میکند.
  در واقع یک تاکومتر الکتریکی، ترکیبی از یک تاکوژنراتور به همراه یک ولت متر است که
  صفحه مدرج آن نشان دهنده سرعت چرخش موتور است.

امیدواریم این پست در پاسخ دادن به این سوال که تاکومتر چیست و
چه تفاوتی با تاکوژنراتور دارد، موفق بوده باشد.