Tacômetro - Tachometer
Um tacômetro ( conta -rotações , tacômetro , conta -rotações , medidor de RPM ) é um instrumento que mede a velocidade de rotação de um eixo ou disco, como em um motor ou outra máquina. O dispositivo geralmente exibe as revoluções por minuto (RPM) em um dial analógico calibrado, mas os displays digitais são cada vez mais comuns.
A palavra vem do grego τάχος ( táchos "velocidade") e μέτρον ( métron "medida"). Essencialmente, as palavras tacômetro e velocímetro têm significado idêntico: um dispositivo que mede a velocidade. É por convenção arbitrária que no mundo automotivo um é usado para motor e o outro para velocidade do veículo. Na nomenclatura de engenharia formal, termos mais precisos são usados para distinguir os dois.
História
O primeiro tacômetro foi descrito por Bryan Donkin em um artigo para a Royal Society of Arts em 1810, pelo qual ele foi premiado com a medalha de ouro da sociedade. Consistia em uma tigela de mercúrio construída de tal forma que a força centrífuga fazia com que o nível de um tubo central caísse quando girava e baixava o nível em um tubo mais estreito acima, cheio de álcool colorido. A tigela era conectada ao maquinário para ser medida por polias.
Os primeiros tacômetros mecânicos baseavam-se na medição da força centrífuga , semelhante à operação de um regulador centrífugo . Supõe-se que o inventor seja o engenheiro alemão Dietrich Uhlhorn ; ele o usou para medir a velocidade de máquinas em 1817. Desde 1840, ele tem sido usado para medir a velocidade de locomotivas .
Em automóveis, caminhões, tratores e aeronaves
Tacômetros ou contadores de rotação em carros, aeronaves e outros veículos mostram a taxa de rotação do virabrequim do motor e normalmente têm marcações que indicam uma faixa segura de velocidades de rotação. Isso pode ajudar o motorista a selecionar as configurações de aceleração e marcha apropriadas para as condições de direção. O uso prolongado em altas velocidades pode causar lubrificação inadequada , superaquecimento (excedendo a capacidade do sistema de refrigeração), excedendo a capacidade de velocidade de sub-peças do motor (por exemplo, válvulas retraídas por mola), causando desgaste excessivo ou dano permanente ou falha dos motores. Em tacômetros analógicos, as velocidades acima da velocidade máxima de operação segura são normalmente indicadas por uma área do medidor marcada em vermelho, dando origem à expressão de " linha vermelha " de um motor - acelerando o motor até o limite máximo de segurança. A maioria dos carros modernos possui um limitador de rotação que limita eletronicamente a rotação do motor para evitar danos. Os motores a diesel com sistemas injetores mecânicos tradicionais têm um regulador integral que evita o excesso de velocidade do motor, de modo que os tacômetros em veículos e máquinas equipadas com tais motores às vezes carecem de uma linha vermelha .
Em veículos como tratores e caminhões, o tacômetro costuma ter outras marcações, geralmente um arco verde mostrando a faixa de velocidade na qual o motor produz o torque máximo , que é de interesse primordial para os operadores de tais veículos. Tractores equipados com uma descolagem poder sistema (PTO) tem tacómetros que mostram a velocidade do motor necessário para rodar o PTO na velocidade padronizado requerido pela maioria dos instrumentos-driven PTO. Em muitos países, os tratores devem ter um velocímetro para uso na estrada. Para evitar a instalação de um segundo mostrador, o tacômetro do veículo geralmente é marcado com uma segunda escala em unidades de velocidade. Essa escala é precisa apenas em uma determinada marcha, mas como muitos tratores possuem apenas uma marcha prática para uso na estrada, isso é suficiente. Os tratores com várias 'marchas' geralmente têm tacômetros com mais de uma escala de velocidade. Os tacômetros de aeronaves têm um arco verde que mostra a faixa de velocidade de cruzeiro projetada do motor.
Em veículos mais antigos, o tacômetro é impulsionado pelas ondas de tensão RMS do lado de baixa tensão (LT) da bobina de ignição , enquanto em outros (e quase todos os motores a diesel , que não têm sistema de ignição) a velocidade do motor é determinada pela frequência de a saída do tacômetro do alternador . Esta é a partir de uma conexão especial denominada "derivação CA" que é uma conexão a uma das saídas da bobina do estator, antes do retificador. Existem tacômetros acionados por um cabo giratório de uma unidade de acionamento instalada no motor (geralmente no eixo de comando ) - geralmente em máquinas simples com motor a diesel com ou sem sistemas elétricos básicos. Em EMS recentes encontrados em veículos modernos, o sinal para o tacômetro é geralmente gerado por uma ECU que deriva as informações do virabrequim ou do sensor de velocidade do eixo de comando .
Engenharia de Tráfego
Os tacômetros são usados para estimar a velocidade e o volume (fluxo) do tráfego. Um veículo é equipado com o sensor e realiza "corridas de tacômetro" que registram os dados de tráfego. Esses dados são um substituto ou complemento aos dados do detector de loop . Para obter resultados estatisticamente significativos, é necessário um grande número de execuções, e o viés é introduzido pela hora do dia, dia da semana e temporada. No entanto, por causa da despesa, espaçamento (uma densidade mais baixa de detectores de loop diminui a precisão dos dados) e confiabilidade relativamente baixa dos detectores de loop (muitas vezes 30% ou mais estão fora de serviço a qualquer momento), as corridas de tacômetro continuam sendo uma prática comum.
Em trens e veículos leves sobre trilhos
Dispositivos de detecção de velocidade, denominados variadamente "geradores de impulso de roda" (WIG), sondas de velocidade ou tacômetros são usados extensivamente em veículos ferroviários. Os tipos comuns incluem sensores de disco com fenda opto-isolador e sensores de efeito Hall .
Sensores de efeito Hall normalmente usam um alvo giratório conectado a uma roda, caixa de engrenagens ou motor. Este alvo pode conter ímãs ou pode ser uma roda dentada. Os dentes da roda variam a densidade de fluxo de um ímã dentro da cabeça do sensor. A sonda é montada com sua cabeça a uma distância precisa da roda alvo e detecta os dentes ou ímãs passando por sua face. Um problema com esse sistema é que o entreferro necessário entre a roda alvo e o sensor permite que poeira ferrosa do chassi do veículo se acumule na sonda ou no alvo, inibindo sua função.
Os sensores opto-isoladores são completamente protegidos para evitar a entrada do ambiente externo. As únicas peças expostas são um conector de plugue vedado e um garfo de acionamento, que é conectado a um disco com fenda internamente por meio de um rolamento e vedação. O disco ranhurado é tipicamente ensanduichado entre duas placas de circuito que contêm um foto- diodo , foto- transistor , um amplificador e filtro de circuitos que produzem uma saída de trem de impulsos de onda quadrada personalizado para a tensão de clientes e impulsos de acordo com os requisitos de revolução. Esses tipos de sensores normalmente fornecem 2 a 8 canais independentes de saída que podem ser amostrados por outros sistemas no veículo, como sistemas de controle automático de trens e controladores de propulsão / frenagem.
Os sensores montados ao redor da circunferência do disco fornecem saídas codificadas em quadratura e, assim, permitem que o computador do veículo determine a direção de rotação da roda. Este é um requisito legal na Suíça para evitar reversão ao começar a partir da paralisação. Estritamente, tais dispositivos não são tacômetros, uma vez que não fornecem uma leitura direta da velocidade de rotação do disco. A velocidade deve ser derivada externamente pela contagem do número de pulsos em um período de tempo. É difícil provar conclusivamente que o veículo está parado, a não ser por um certo tempo para garantir que não ocorram mais pulsos. Esse é um dos motivos pelos quais costuma haver um atraso de tempo entre a parada do trem, percebida por um passageiro, e a abertura das portas. Dispositivos de disco com fenda são sensores típicos usados em sistemas de odômetro para veículos ferroviários, como os necessários para sistemas de proteção de trem - notadamente o Sistema Europeu de Controle de Trem .
Além de detecção de velocidade, essas sondas são freqüentemente usadas para calcular a distância percorrida multiplicando as rotações da roda pela circunferência da roda.
Eles podem ser usados para calibrar automaticamente o diâmetro da roda, comparando o número de rotações de cada eixo com uma roda mestra que foi medida manualmente. Como todas as rodas percorrem a mesma distância, o diâmetro de cada roda é proporcional ao seu número de rotações em comparação com a roda mestra. Esta calibração deve ser feita enquanto se está desacelerando a uma velocidade fixa para eliminar a possibilidade de derrapagem / derrapagem da roda, introduzindo erros no cálculo. A calibração automática deste tipo é usada para gerar sinais de tração e frenagem mais precisos e para melhorar a detecção de patinagem das rodas.
Um ponto fraco dos sistemas que dependem da rotação das rodas para taquometria e odometria é que as rodas do trem e os trilhos são muito lisos e o atrito entre eles é baixo, levando a altas taxas de erro se as rodas escorregarem ou deslizarem. Para compensar isso, dados de odometria secundários empregam unidades de radar Doppler embaixo do trem para medir a velocidade de forma independente.
Na gravação de áudio analógico
Na gravação analógica de áudio , um tacômetro é um dispositivo que mede a velocidade da fita de áudio à medida que ela passa pela cabeça. Na maioria dos gravadores de fita de áudio, o tacômetro (ou simplesmente "tacômetro") é um eixo relativamente grande próximo à pilha de cabeçotes do ERP , isolado dos eixos de alimentação e recolhimento por polias tensoras.
Em muitos gravadores, o eixo do tacômetro é conectado por um eixo a um ímã giratório que induz uma mudança no campo magnético em um transistor de efeito Hall . Outros sistemas conectam o fuso a um estroboscópio , que alterna luz e escuridão em um fotodiodo .
Os componentes eletrônicos da unidade do gravador usam sinais do tacômetro para garantir que a fita seja reproduzida na velocidade adequada. O sinal é comparado a um sinal de referência (um cristal de quartzo ou corrente alternada da rede elétrica ). A comparação das duas frequências determina a velocidade do transporte da fita. Quando o sinal do tacômetro e o sinal de referência combinam, o transporte da fita está "em velocidade". (Até hoje, nos sets de filmagem, o diretor chama “Roll sound!” E o homem do som responde “Sound speed!” Este é um vestígio da época em que os dispositivos de gravação exigiam vários segundos para atingir uma velocidade regulada.)
Ter a velocidade da fita perfeitamente regulada é importante porque o ouvido humano é muito sensível a mudanças no tom, especialmente as repentinas, e sem um sistema de autorregulação para controlar a velocidade da fita na cabeça, o tom pode variar vários por cento. Este efeito é chamado de wow -e- vibração , e, um moderno tacômetro regulamentado plataforma de gaveta tem um wow-and-vibração de 0,07%.
Os tacômetros são aceitáveis para reprodução de som de alta fidelidade , mas não para gravação em sincronização com uma câmera de vídeo . Para tal, devem ser usados gravadores especiais que gravam o som do piloto .
Os sinais do tacômetro podem ser usados para sincronizar várias máquinas de fita juntas, mas somente se, além do sinal do tacômetro, um sinal direcional for transmitido, para dizer às máquinas escravas em que direção o mestre está se movendo.
Veja também
Referências