[科普中国]-离心转速计

离心转速计常用的测速仪器之一。是利用旋转质量的离心力与旋转角度速度成比例的原理来测量被测转轴的转速，并用转速单位连续指示在刻度盘上。这种转速计结构简单，使用方便，在各工业领域中有广泛应用。

离心转速计的基本原理1、角速度、转速、线速度是物体作圆周运动时的运动参数，在国际单位制中，角速度的单位是弧度每秒，符号是rad/s，弧度的定义是1弧度角所对应的弧长等于半径，园周长=2rπ。所以，一个园是2π弧度。转速的单位是转每分符号为r/min，是国家的法定计量单位。

2、线速度也属于转速测量，园周长×转速即可，如车速，传送带，电梯限速器等质点作园周运动时，角速度是角度/时间，转速是转数/时间，线速度是某点运动的弧长/时间。

3、转速和频率：转速和频率的定义相同，都是单位时间内电脉冲出现的次数，转速为每分钟，频率为每秒钟，所以，两者的关系式为 n=60f，因此可以用标准频率来复现和校准转速。

4、转速计量分转速源和转速表两部分，标准转速装置，是用频率来产生转速的，用以检转速表。
而标准转速装置的精度用频率计来评定。所以，转速计量溯源到时间频率。

5、检定规程—对计量器具检定的项目、条件、方法、数据处理作了详细规定的技术性文件。

离心式转速表分为0.5级，1级，2级。工作原理是当转速表的轴转动时，离心器上的重物在离心力的作用下离开轴心，并通过传动系统使指针转动，当测速弹簧的弹性力和离心力平衡时，指针指示出相应的转速值。仪器上应有仪器名称、型号、编号、制造厂、范围、转速比、精度、计量单位。1

离心转速计相关参数指针摆幅率：指针摆幅/ N满 ×100%

摆幅率反应了转速表内元器件的工作状况及检测时和标准器的接触情况。摆幅合格说明转速表工作正常，才能进行正常检定。指针摆幅率应和示值误差同时进行。在（300-1200）r/min档，检测数据如下：

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相关参数如下：

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转速计的测量方法分类1、光电码盘测速法

这是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。光电码盘安装在转子端轴上，随着电机的转动，光电码盘也跟着一起转动，如果有一个固定光源照射在码盘上，则可利用光敏元件来接受光，接收到光的次数就是码盘的编码数。

2、霍尔元件测速法

利用霍尔开关元件测转速的。霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。

3、离心式测速法

离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。当离心式转速表的转轴随被测物体转动时，离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心，并通过传动系统带动指针回转。当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时，指针停止在偏转后所指示的刻度值处，即为被测转速值。这就是离心式转速表的原理。测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，转速表的轴要与电机的轴保持同心，否则易响准确读数。

4、测速发电机测转速

利用直流发电机的电枢电动势E与发电机的转速成正比的这一关系测量转速。测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出，在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表，即可读出转速。

5、闪光测速法

利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上，将闪光灯的灯光照到电机转动部分，当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时，此时脉冲的频率是与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为，则电机的转速为(r/min)。

6、漏磁测速法

利用异步电动机的转子在旋转磁场中由切割磁力线产生感应电流的频率即为电动机转子频率和电动机定子电压频率的差频。此差频乘以60就得到异步电动机的转差，由电网频率也乘以60得到电动机的同步转速，由同步转速减去转差就得到电动机的转速。

7、振动测速法

通过测得壳体的振动位移、速度或者加速度，经过适当的滤波，就可以在一定时间内累计位移或加速度的换向次数，换向次数除以时间即为电机转动频率（频率法），或测定振动波的周期（周期法），从而测得电机转速。2

离心转速计的相关知识离心式转速表，利用离心力与拉力的平衡来指示转速。 离心式转速表是最传统的转速测量工具，是利用离心力原理的机械式转速表；测量精度一般在1~2级，一般就地安装。一只优良的离心式转速表不但有准确直观的特点，还具备可靠耐用的优点。但是结构比较复杂 。磁性转速表，利用旋转磁场，在金属罩帽上产生旋转力，利用旋转力与游丝力的平衡来指示转速。 磁性转速表，是成功利用磁力的一个典范，是利用磁力原理的机械式转速表；一般就地安装，用软轴可以短距离异地安装。磁性转速表，因结构较简单，目前较普遍用于摩托车和汽车以及其它机械设备。异地安装时软轴易损坏。电动式转速表，由小型交流发电机、电缆、电动机和磁性表头组成。小型交流发电机产生交流电，交流电通过电缆输送，驱动小型交流电动机，小型交流电动机的转速与被测轴的转速一致。磁性转速表头与小型交流电动机同轴连接在一起，磁性表头指示的转速自然就是被测轴的转速；电动式转速表，异地安装非常方便，抗振性能好，广泛运用于柴油机和船舶设备。磁电式转速表，磁电传感器加电流表，异地安装非常方便。闪光式转速表，利用视觉暂留的原理。闪光式转速表，除了检测转速（往复速度）外，还可以观测循环往复运动物体的静像，对了解机械设备的工作状态，是一必不可少的观测工具。电子式转速表，电子技术的不断进步，使这一类转速表有了突飞猛进的发展。上述6种转速表，具有各自独特的结构和原理，既代表着不同时期的技术发展水平，也体现人类认识自然的阶段性发展过程。 离心式转速表，是机械力学的成果；磁性式转速表，是运用磁力和机械力的一个典范；电动式转速表，巧妙运用微型发电机和微型电动机将旋转运动异地拷贝。2

离心转速计使用规程操作步骤1、把离心机放置于平面桌或平面台上，目测使之平衡，用手轻摇一下离心机，检查离心机是否放置平衡。

2、打开门盖，将离心管放入转子内，离心管必须成偶数对称放入（离心管试液目测均匀），注意把转子体上的螺帽旋紧，并重新检查上述步骤，完毕用手轻轻旋转一下转子体，使离心管架运转灵活。

3、关上门盖，注意一定要使门盖锁紧，完毕用手检查门盖是否关紧。

4、插上电源插座，按下电源开关。

5、设置转速、时间：离心机在停止状态下，按转速设置键，当转速数码右下角的小数点亮时，即进入转速设置，再按上下键确定离心机本次工作的转速；按时间设置键，当时间数码右下角的小数点亮时，即进入时间设置，再按上下键确定离心机本次工作的时间，时间为倒计时。确认上述所设的转速、时间无误后，按启动键启动离心机。在运行中，如果要看离心力，按下“RCF”键，就显示当前转速下的离心力，3秒钟后自动返回到运行状态；在离心机运行时进入设置状态，如果要取消设置，按下“RCF”键即返回到运行状态。

6、离心机时间倒计时到“0”时，离心机将自动停止，当转速等于0时，蜂鸣器鸣叫，按下“RCF”键可取消鸣叫；运行途中按“STOP”键，离心机停止运转，蜂鸣器不响。

7、当转子停转后，打开门盖取出离心管。

8、关断电源开关，离心机断电。

维护与保养1、离心机需定期进行检修，及时更换已严重磨损的零件。使用离心机的初级阶段，应每星期检查一次，检查各紧固螺栓有无松脱现象，以后每年进行一次大修。

2、不得随意增加离心机的转速，在使用6个月后，必须进行全面保修一次，对转固部位清洗，并加注润滑油。

3、本机保持完好清洁，操作环境打扫清洁。3

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所