در ماشین آلات و دستگاه ها، اندازه گیری سرعت چرخش شفت یا موتور بسیار مهم است تا از
آسیب به سیستم ها جلوگیری شده و بهره وری در آنها بالا رود.
به همین منظور باید بدانیم ابزار سنجش سرعت موتور یا تاکومتر چیست؟

علاقه مندان به حیطه های مرتبط به موتورها، درایوها (اینورترها) و تنظیمات آنها،
با مطالعه این پست اطلاعات کافی در مورد این ابزار کاربردی بدست می آورند.

در ویدیوی آموزشی فارسی زیر با تاکومتر و نوع پرکاربرد DC آن آشنا خواهید شد.

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

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 میکند،
ولی به طور قراردادی در جهان خودروها، از تاکومتر برای تعیین دور موتور و
از سرعت سنج برای سرعت خودرو استفاده میشود.

شمارش تعداد دور موتور در دقیقه

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 میروند.

1- 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 میدهد.
همچنین با داشتن نشانگرهای محدوده امن برای سرعت چرخش،
به راننده در انتخاب دستی دنده مناسب برای حرکت کمک میکند.
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)، میتواند 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 میشود.
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 میکند.

کاربرد تعیین دور موتور ماشین

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

از تاکومترها برای سنجش سرعت موتور (دور موتور) استفاده میشود.
در این وسائل، نمایشگرهای مربوط به سنجش تاکومتر، با سیستم های مورد استفاده در خودروهای شخصی تفاوت دارند.

کاربرد تاکومتر در سیستم کنترل هواپیما

3- در سیستم های مربوط به قطارها و راه آهن

در تجهیزات مرتبط به قطارها، از پروب های سنجش سرعت و تاکومترها استفاده میشود.
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 میرود.
به منظور جبران این اشتباه، برای اندازه گیری سرعت، از سیستم های دیگری همراه با تاکومترها استفاده میشود.

سیستم کنترل سرعت قطار

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

تاکومتر چیست - کاربرد در ضبط صوت آنالوگ

5- 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 میشود.

تاکومتر و کاربردهایش

انواع تاکومتر

به این سوال که تاکومتر چیست و در چه شرایطی و کاربردهایی از آن استفاده میشود 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 رایجترین تاکومترها به صورت زیر تقسیم بندی میشوند:

1- تاکومتر آنالوگ

قدیمی ترین نوع تاکومترها که برای سنجش دور موتورها در ماشین های سبک یا سنگین، از آنها استفاده میشد.
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 میدهند.

تاکومتر چیست - نوع آنالوگ

2- 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:

1-2 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.

2-2 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.

تاکومتر چیست -نوع مکانیکی و نوری

3-2 تاکومتر الکتریکی یا سنجش فرکانس

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

4-2 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.

تاکومتر چیست - نوع جریان مستقیم و متناوب

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.

این را هم ببینید
مرجع اتوماسیون صنعتی

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.

تاکومتر و تاکوژنراتور

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

ثبت اطلاعات برای دریافت آموزش رایگان

مقاله بالا بخشی از بسته جامع اتوماسیون صنعتی
(بسته جامع PLC) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته اتوماسیون صنعتی
بسته آموزش اتوماسیون صنعتی

در نماتک نظر دهید