在實(shí)際的校準(zhǔn)過程中，轉(zhuǎn)速表和轉(zhuǎn)速傳感器從概念、信號輸出的類型等看都不同，故原先的轉(zhuǎn)速表檢定規(guī)程從檢定項(xiàng)目、檢定設(shè)備等都不能完全滿足傳感器的檢定要求。

1.概念

轉(zhuǎn)速表:測量各種旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速的儀器儀表稱為轉(zhuǎn)速表。

轉(zhuǎn)速傳感器:感受物體的移動(dòng)，并將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為與其成相應(yīng)關(guān)系的電信號輸出的傳感器。

2.信號輸出

轉(zhuǎn)速表按照工作原理可分為六類:離心式、定時(shí)式、磁感應(yīng)式、電動(dòng)式、頻閃式和電子計(jì)數(shù)式。一般可通過指針或數(shù)顯直接讀取測得轉(zhuǎn)速或頻率值。

轉(zhuǎn)速傳感器是測量轉(zhuǎn)速最核心和基本的部分，按其原理可以分為:磁電式、電渦流式、電容式、光電式、霍爾式、測速發(fā)電機(jī)等，以霍爾式和電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)用最為廣泛。轉(zhuǎn)速傳感器一般輸出脈沖信號，需要用測量儀器讀取頻率值或轉(zhuǎn)速值。

故二者區(qū)別主要在于轉(zhuǎn)速傳感器沒有可直接讀取轉(zhuǎn)速值的二次顯示儀表。轉(zhuǎn)速傳感器的輸出為模擬信號或數(shù)字信號，可通過數(shù)字多用表等儀器測量。

3.檢定或性能評定的方法

(1)轉(zhuǎn)速表

轉(zhuǎn)速表的檢定依據(jù)是JJG105-2000，該規(guī)程的適用范圍為轉(zhuǎn)速表，轉(zhuǎn)速表是機(jī)械行業(yè)必備的儀器之一，用來測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速、線速度或頻率，可直接讀取測得轉(zhuǎn)速或頻率值。轉(zhuǎn)速表的檢定項(xiàng)目主要包括外觀及附件檢查、示值誤差、示值變動(dòng)性、回程誤差、擺幅率等。

(2)轉(zhuǎn)速傳感器

目前沒有專門針對轉(zhuǎn)速傳感器的檢定或校準(zhǔn)方面的規(guī)程或規(guī)范，僅在早些年編制了行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JB/T814-1995《頻率信號輸出型轉(zhuǎn)速傳感器性能的評定方法》。它規(guī)定了頻率信號輸出型轉(zhuǎn)速傳感器性能評定用的實(shí)驗(yàn)方法和評定報(bào)告的內(nèi)容，不能用于傳感器的檢定或校準(zhǔn)依據(jù)。

三、轉(zhuǎn)速傳感器測量和校準(zhǔn)方法的討論

1.轉(zhuǎn)速傳感器的測量方法

轉(zhuǎn)速傳感器雖然按照原理不同有很多分類，但其大多都輸出脈沖信號(近似正弦波或矩形波)，針對脈沖信號測轉(zhuǎn)速的方法有:

(1)頻率積分法

其基本方法為F/V轉(zhuǎn)換法，該方法輸出為電壓或電流，只要通過頻率和電流的轉(zhuǎn)換(集成電路)就能與電流或電壓輸入型的指針表和數(shù)字表匹配。

目前，常用的集成電路其轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度可優(yōu)于1%，但在低頻測量時(shí)該方法便無能為力，此時(shí)可采用單片機(jī)或FPGA，做F/D和D/A轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度在0.05%～0.5%之間，量程從0～2Hz到0～20kHz。

(2)頻率運(yùn)算法

其直接結(jié)果是數(shù)字，在顯示準(zhǔn)確度、可靠性、成本和使用靈活性上有一定要求時(shí)，就可直接采用脈沖頻率運(yùn)算型轉(zhuǎn)速儀。在頻率運(yùn)算方法中，有定時(shí)計(jì)數(shù)法(測頻法)、定數(shù)計(jì)時(shí)法(測周法)和同步計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)法。

定時(shí)計(jì)數(shù)法(測頻法)在測量上有±1的誤差，低速時(shí)誤差較大；定數(shù)計(jì)時(shí)法(測周法)也有±1個(gè)時(shí)間單位的誤差，在高速時(shí)，誤差也很大。同步計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)法綜合了上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在整個(gè)測量范圍都達(dá)到了很高的準(zhǔn)確度，萬分之五以上的轉(zhuǎn)速測量儀表基本都采用這種方法。

2.轉(zhuǎn)速傳感器的校準(zhǔn)方法

目前針對各類型傳感器的校準(zhǔn)項(xiàng)目，主要從傳感器的非線性、重復(fù)性、遲滯性等角度進(jìn)行計(jì)量，通常是對傳感器輸出的直流量進(jìn)行分析。由于轉(zhuǎn)速傳感器輸出一般為脈沖信號，故不能采取上述校準(zhǔn)項(xiàng)目。

由于沒有專門針對轉(zhuǎn)速傳感器的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，為應(yīng)對當(dāng)前傳感器的校準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)室采取轉(zhuǎn)速表檢定規(guī)程中的部分檢定項(xiàng)目，具體校準(zhǔn)和誤差計(jì)算方法仍依據(jù)原規(guī)程，建議針對傳感器的校準(zhǔn)項(xiàng)目如下:(1)基本誤差；(2)示值變動(dòng)性；(3)回程誤差。

3.實(shí)例與數(shù)據(jù)

針對轉(zhuǎn)速傳感器的校準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)室采用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)為轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置，測量不確定度為Ur=5×10-5(k=3)，校準(zhǔn)系統(tǒng)框圖如圖1所示，被校傳感器為美國本特利公司生產(chǎn)的電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器，型號為330105-02-12-10-02-05/330130-080-01-05/330180-90-05。

將傳感器固定在安裝夾具上，傳感器測頭與齒輪盤間隙約為1mm，或者觀察輸出電壓約-9V，以上下行程為1個(gè)循環(huán)，一共測量3個(gè)循環(huán)，上下行程為電機(jī)正反轉(zhuǎn)的切換。測量數(shù)據(jù)如表1所示。