Как да определя диетата на; колело, което се върти много бързо Отговори тук
Да кажем, че имам двигател, който работи наистина бързо. Наистина искам да знам ъгловата скорост на двигателя. Използването на хронометър определено няма да работи, защото никой не може да отчита толкова бързи завъртания. И така, как бих могъл да намеря честотата на въртене в такъв случай?
Отговори
Има много интересен начин да намерите ъгловата скорост на колело, което се върти толкова бързо, че не можете да измервате с хронометър. Ще използваме стробоскоп (светлина, която се включва и изключва многократно) и много интересна концепция, известна като ефект на колелото на вагона в условия на стробоскоп.
Малко за концепцията:
Ефектът на колелото на вагона е феномен, при който въртящото се колело може да изглежда неподвижно под стробоскоп. Причината, поради която това се случва, е съвсем проста, честотата на въртене на въртящото се колело е цяло число, кратно на честотата за включване и изключване на стробоскопа. Следователно, всеки път, когато светлината на стробоскопа мига, колелото ще се връща в същото положение, както преди. Това създава илюзията, че колелото е било неподвижно.
Но как ще използваме тази концепция, за да намерим скоростта на въртящото се колело? Нека разберем.
Опитът:
Ще ви трябва само стробоскоп (можете да изтеглите приложения за стробоскоп за Android и вероятно и за iOS) и вашето въртящо се колело. В този отговор ще използвам въртящо устройство за демонстрация.
Поддържайте стаята възможно най-тъмна и пуснете колелото си в движение. Включете стробоскопа и започнете с висока скорост на светкавица и постепенно намалявайте скоростта, докато видите, че колелото спира. Правим това, защото не искаме други целократни кратни на честотата да съответстват на въртящото се колело.
Обърнете внимание на честотата на стробоскопа ν "role =" prezentacija "style =" position: relative; "> ν ν" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> ν "style =" presentation "style = "position: relative;"> ν. В моя случай въртящият се въртящ механизъм изглежда неподвижен на честота 13.3 Hz. Както споменахме по-рано, колелото изглежда неподвижно само когато честотите съвпадат. Честотата на стробоскопа е ротационната честота на колелото. Така че мога да кажа, че моят въртящ се въртящ механизъм прави 13.3 оборота в секунда. И разбира се оборотите в минута ще бъдат 798.
Надявам се, че ви е харесало това забавно преживяване. Ако имате някакви въпроси, моля, пуснете ги в коментарите. Ако имате по-добър начин да намерите ъглова скорост, не се колебайте да напишете отговор.
Някой някъде
Лазерен оборотомер:
Направете марка в някакъв момент на двигателя, след което го завъртете. Насочете оборотомера към него. Чрез осветяване на лазер върху повърхността и измерване на промените в върнатата светлина при преминаване на знака, той може да определи RPM.
Една идея за подход може да бъде да се запише звукът, произведен от двигателя и след това да се трансформира този сигнал от Фурие. Предполага се, че честотата, която търсите, ще бъде ясно видима в спектъра на този сигнал. Разбира се, не е ясно дали тази честота е толкова лесно разпознаваема, колкото изглежда.
Отпечатайте диск, който изглежда така:
Прикрепете го към въртящия се обект, след това го наблюдавайте със светлинна светлина от 60 Hz. Като определите кои пръстени изглеждат спрени от стробоскоп от 60 Hz, можете да заключите за RPM на обекта.
Както можете да видите, вътрешният пръстен има 8 сегмента (4 бели, 4 черни), следващият пръстен има 10 сегмента и т.н. Ако завъртите диска на 90 градуса, шарката на вътрешния пръстен няма да се промени. Ако завъртите диска на 72 градуса, моделът на следващия пръстен няма да се промени. Така че, с 60Hz строб, можете да намерите кой пръстен изглежда неподвижен. Извикайте броя на сегментите в този пръстен N, тогава дискът трябваше да се премести 720/N градуса за 1/60 от секундата. това е 2/N обороти за 1/60 от секундата, така че 7200/N RPM.
Потърсете в мрежата „Strobe RPMs за печат“ за подробности.
Случих точно този експеримент през уикенда - подробно описание по-долу. По принцип това беше лазерен показалец, фотодиод, два резистора, транзистор и Arduino. Настройте Arduino таймера да работи на 10 kHz и изходът на фотодиода (във входа за прекъсване на Arduino) задейства „четене“ на таймера. Когато изтече поне една секунда, отпечатвате отчета, нулирате броячите и започвате отначало. Работи наистина добре в широк спектър от обороти в минута. Всъщност го използвах за измерване на времето на въртене на въртящ се въртящ механизъм - за да покажа, че процесът е нелинеен, доказвайки, че въздушното съпротивление играе роля.