螺旋桨速度控制。方案、说明

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螺旋桨速度控制。无线电电子电气工程百科全书

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在测试雪地摩托、机动悬挂式滑翔机、飞机以及飞机模型的螺旋桨驱动装置时，设计人员需要知道许多参数的准确值。最重要的是 - 螺旋桨的速度。这在增压发动机和选择螺旋桨时都是必要的。转速也是发动机工作时的主要参数之一：通过该参数的大小可以客观判断发动机的可靠性。

在许多情况下，根本不可能将任何标准转速计“连接”到螺旋桨发动机装置上：好吧，当涉及模型发动机时，接触式测量可能会严重扭曲其操作，以至于任何细微的调整都不再是问题。的问题。

我提请读者注意一种非接触式电子转速计，旨在测量螺旋桨的速度，而无需在传感器和发动机轴之间使用任何机械连接。

转速计由两个主要部分组成 - 传感器和频率计数器（图 1）。

螺旋桨速度控制
米。 1、转速表框图：1-传感器，2-频率计数器，3-指示器，4-校准器。

传感器产生脉冲信号，其频率是螺旋桨转速的倍数。多重性由叶片的数量决定。对于该转速计，可以使用两种类型的传感器：静电传感器和光学传感器。

专门为所述设备开发的静电传感器将旋转螺旋桨叶片与空气摩擦期间积累的电荷转换为脉冲电压。为此，传感器具有一个敏感元件（图 2） - 由金属板或金属丝制成的窄天线，平行于螺杆旋转平面安装。

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米。 2.静电传感器(a)和光学传感器(b)的工作原理：1-螺旋桨，2-静电传感器的敏感元件（天线），3-放大器，4-光源，5-带有敏感元件的光接收器光学传感器元件，6-放大器。

当带电的叶片经过天线时，天线中会感应出交流电压，其频率由表达式(K*N)/60决定，其中K是螺旋桨叶片的数量，N是螺旋桨的转数速度（转/分）。

静电传感器天线是低压源（毫伏量级），具有非常高的内阻，等于绝缘电阻。为了确保频率计正常工作，该电压被提供给具有高输入阻抗的放大器（图3）。

螺旋桨速度控制
米。 3. 静电传感器示意图

高输入阻抗是通过使用匹配级来实现的，该匹配级是场效应晶体管 VT1 上的流量跟随器和双极晶体管 VT2 上的射极跟随器的组合。运算放大器DA1将信号放大到足以使频率计数器运行的水平。

光学传感器由光源、敏感元件（光电二极管或光敏电阻）和放大器组成。

光源和敏感元件的位置使得光束穿过螺钉的平面。当叶片旋转时，它们周期性地与入射到连接在基极和发射极之间的敏感元件上的光束相交（图4），周期性地改变其电阻，从而在晶体管的基极形成交流电压。

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米。 4. 光学传感器示意图

接收到的脉冲由两级放大器放大到足以满足频率计操作的值。

频率计将从发射器接收到的脉冲转换成与脉冲重复率成比例的直流电。其主要元件是晶体管VT5和VT6上的备用多谐振荡器（图5）。

螺旋桨速度控制
米。 5.频率计示意图

当等待的多谐振荡器接收到来自传感器的信号时，它会生成持续时间恒定的脉冲，该脉冲仅由电路的电阻器和电容值决定。

当螺杆旋转时，在等待的多谐振荡器的输出端形成一系列具有恒定幅度和持续时间的脉冲，其重复频率与螺杆的旋转速度成正比。

所得脉冲序列包含恒定分量，其值取决于所谓的占空比——脉冲重复周期与其持续时间的比率，即取决于螺杆的旋转速度。

通过对脉冲序列进行积分来隔离直流分量。积分元件是指针装置PA1，它也用于指示螺旋桨的旋转速度。在本例中，使用带有附加电阻器 R100 的 22 μA 磁电头。也可以使用更粗糙的仪器。校准转速表时使用可变电阻器R21。为了解耦积分器和备用多谐振荡器，使用了晶体管 VT7 上的射极跟随器。

该设备由电池或电压为 9,5 V 的整流器供电。

制造转速计时，可以采用任何设计，但最合适的设计似乎是两个模块的形式 - 一个传感器和一个带有指示器的频率计，通过三线电缆相互连接。

必须仔细屏蔽静电传感器。传感器天线可以由一根铜线、一条窄的黄铜带或箔玻璃纤维制成。进行测量时，应与螺杆旋转平面平行，并保持一定距离，以保证设备正常工作。

为了提高测量螺旋桨转速的准确性，在开始工作之前，需要对转速表进行校准，其结构中包含校准器（内置或远程）。校准器是一个多谐振荡器（图6），产生短脉冲，其重复频率由电阻器R24、R25和电容器C6、C7的值决定，并根据测量速度的范围进行选择。为了获得足够的测量精度，必须在速度范围内的两点或三点进行校准。在这种情况下，双叶片螺旋桨所需的脉冲重复率由表达式 f=N/30 确定。

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米。 6、校准器示意图及校准点R25值表。

表格（见图6）显示了各种螺杆转速下电阻器R24和R25的值。通过微调电阻R30进行精确的频率设置，同时使用高精度数字频率计监控频率设置。

通过逐步改变电阻R24和R25或使用多个发生器可以获得多个频率值。

作者：V.Evstratov

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