Was ist ein Tachometer?

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Ein Drehzahlmesser ist ein Sensorgerät, das zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit eines Objekts, wie z. B. der Motorwelle in einem Auto, verwendet wird und normalerweise auf mechanische oder elektrische Instrumente beschränkt ist. Dieses Gerät zeigt die Umdrehungen pro Minute (RPM) an, die das Objekt durchführt.

Das Gerät besteht aus einer Skala, einer Nadel, die den aktuellen Wert anzeigt, und Markierungen, die sichere und gefährliche Werte anzeigen. Das Wort stammt aus dem Griechischen „tachos“, was Geschwindigkeit bedeutet, und „metron“, was messen bedeutet, so dass Tachometer und Tachometer austauschbar geworden sind und im Wesentlichen beide die Geschwindigkeit messen.

Historisch gesehen wurden die ersten mechanischen Tachometer auf der Grundlage der Messung der Zentrifugalkraft entwickelt: eine Trägheitskraft, die von einer Drehachse weg gerichtet ist und auf alle Objekte wirkt, die von einem rotierenden Bezugssystem aus betrachtet werden. Im Jahr 1817 wurde er zur Messung der Geschwindigkeit von Maschinen angepasst, und seit 1840 wird er vor allem zur Messung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven, verwendet.

Moderne Tachometer haben neuartige Anwendungen. In der Medizin zum Beispiel kann ein Hämatachometer, das in eine Arterie oder Vene eingesetzt wird, anhand der Drehzahl der Turbine die Blutflussrate schätzen. Die Messwerte können zur Diagnose von Kreislaufproblemen wie verstopften Arterien verwendet werden.

Typen von Tachometern

Die gebräuchlichsten Arten von Tachometern sind:

• Analoge Tachometer – Sie bestehen aus einer Nadel und einem Zifferblatt als Schnittstelle. Sie haben keine Möglichkeit zur Speicherung von Messwerten und können keine Details wie Durchschnitt und Abweichung berechnen. Hier wird die Drehzahl über einen externen Frequenz-Spannungswandler in eine Spannung umgewandelt. Diese Spannung wird dann von einem analogen Voltmeter angezeigt.
• Digitale Tachometer – Bestehen aus einer LCD- oder LED-Anzeige und einem Speicher für die Speicherung. Sie können statistische Operationen durchführen und eignen sich für Präzisionsmessungen und die Überwachung jeder Art von zeitbasierten Größen. Digitale Tachometer sind heutzutage weit verbreitet und liefern numerische Messwerte anstelle von Skalen und Nadeln.
• Kontakt- und berührungslose Tachometer – Der Kontakttyp steht in Kontakt mit der rotierenden Welle und verwendet einen optischen Encoder oder magnetischen Sensor. Der berührungslose Typ ist ideal für mobile Anwendungen und verwendet einen Laser oder eine optische Platte. Bei beiden Typen handelt es sich um Datenerfassungsmethoden.
• Zeit- und Frequenzmesstachometer – Beide basieren auf Messmethoden. Das Zeitmessgerät berechnet die Geschwindigkeit durch Messung des Zeitintervalls zwischen den eingehenden Impulsen, während das Frequenzmessgerät die Geschwindigkeit durch Messung der Frequenz der eingehenden Impulse berechnet. Zeitmessende Tachometer sind ideal für Messungen bei niedrigen Geschwindigkeiten und frequenzmessende Tachometer sind ideal für Messungen bei hohen Geschwindigkeiten.

Arbeitsprinzip

Das Funktionsprinzip eines elektronischen Tachometers ist recht einfach. Die Zündanlage löst einen Spannungsimpuls am Ausgang des elektromechanischen Teils des Tachometers aus, sobald die Zündkerze zündet. Der elektromechanische Teil reagiert auf die durchschnittliche Spannung der Impulsreihe und zeigt an, dass die durchschnittliche Spannung der Impulsfolge proportional zur Motordrehzahl ist. Das Signal vom Messkopf wird über ein standardmäßiges, doppelt geschirmtes Kabel an das Anzeigegerät übertragen.

Die Drehzahlmesser sind temperaturkompensiert, um den Betrieb in einem Umgebungstemperaturbereich von – 20 bis +70°C (-4 bis +158°F) zu ermöglichen.

Der Drehzahlmesser in einem Fahrzeug ermöglicht es dem Fahrer, die für die Fahrbedingungen geeigneten Drosselklappen- und Gangeinstellungen zu wählen, da ein längerer Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten zu unzureichender Schmierung führen kann, was den Motor beeinträchtigt. Er ermöglicht es dem Fahrer, die Überschreitung der Drehzahlfähigkeit von Unterteilen wie z. B. federgezogenen Ventilen des Motors und die Überhitzung zu verhindern, was zu unnötigem Verschleiß oder dauerhaften Schäden und sogar zum Ausfall von Motoren führt.

Anwendungen

Nachfolgend sind die wichtigsten Anwendungsbereiche von Drehzahlmessern aufgeführt:

• Automobile, Flugzeuge, Lastwagen, Traktoren, Züge und Straßenbahnen
• Laserinstrumente
• Medizinische Anwendungen
• Analoge Tonaufzeichnung
• Zahlreiche Arten von Maschinen und Zugmaschinen
• Zur Abschätzung von Verkehrsgeschwindigkeit und -volumen.