Fototachometer

Definition: Ein fotoelektrischer Tachometer ist ein Gerät, das die Drehgeschwindigkeit eines Wellen- oder Scheibenanschlusses einer Maschine durch die Nutzung von Licht misst. Seine wesentlichen Komponenten umfassen eine undurchsichtige Scheibe mit Löchern entlang ihres Randes, eine Lichtquelle und ein lichtempfindliches Element (es sei darauf hingewiesen, dass die Erwähnung von "Laser" im Originaltext möglicherweise irreführend ist; typischerweise wird ein Fotodetektor verwendet. Ein Laser könnte Teil komplexerer Aufbauten sein, aber nicht in der grundlegenden Konfiguration eines fotoelektrischen Tachometers). Die Lichtquelle emittiert Licht, das durch die Löcher in der rotierenden undurchsichtigen Scheibe fällt und vom lichtempfindlichen Element erfasst wird, was die Bestimmung der Drehgeschwindigkeit ermöglicht.

Der Tachometer verfügt über eine undurchsichtige Scheibe, die auf der Welle montiert ist, deren Drehgeschwindigkeit gemessen werden soll. Die Scheibe hat gleichmäßig verteilte Löcher an ihrem Rand. Eine Lichtquelle ist auf einer Seite der Scheibe positioniert, und ein Lichtsensor befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite, wobei beide präzise ausgerichtet sind.

Während die Scheibe rotiert, passieren ihre Löcher und undurchsichtigen Abschnitte abwechselnd zwischen Lichtquelle und Lichtsensor. Wenn ein Loch mit der Lichtquelle und dem Lichtsensor ausgerichtet ist, fällt Licht durch das Loch und erreicht den Sensor. Dies führt zur Erzeugung eines Pulses. Diese Pulse werden dann mithilfe eines elektrischen Zählers gemessen.

Wenn der undurchsichtige Teil der Scheibe mit der Lichtquelle und dem Sensor ausgerichtet ist, blockiert die Scheibe das Licht von der Quelle, und die Sensorausgabe fällt auf Null. Die Erzeugung der Pulse wird durch zwei Hauptfaktoren bestimmt:

• Die Anzahl der Löcher auf der Scheibe.

• Die Drehgeschwindigkeit der Scheibe.

• Da die Anzahl der Löcher festgelegt ist, hängt die Pulszeugung hauptsächlich von der Drehgeschwindigkeit der Scheibe ab. Ein elektronischer Zähler wird eingesetzt, um die Pulsfrequenz zu messen.

Vorteile des fotoelektrischen Tachometers

• Er liefert eine digitale Ausgangsspannung, wodurch die Notwendigkeit einer Analog-Digital-Umsetzung entfällt.

• Die erzeugten Pulse haben eine konstante Amplitude, was die zugehörige elektronische Schaltung vereinfacht.

Nachteile des fotoelektrischen Tachometers

• Die Lebensdauer der Lichtquelle beträgt etwa 50.000 Stunden. Daher muss die Lichtquelle regelmäßig ersetzt werden.

• Die Genauigkeit dieser Messmethode wird durch Fehler, die mit individuellen Pulsbereichen verbunden sind, beeinträchtigt. Diese Fehler können durch die Verwendung eines Gatingzeitraums reduziert werden. Der Gatingzeitraum bezieht sich auf den Prozess, bei dem das Messgerät die Frequenz durch Zählen der Eingangspulse über einen bestimmten Zeitraum misst.

• Fehler können auch durch die Berücksichtigung der Gesamtzahl der pro Umdrehung erzeugten Pulse minimiert werden.