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回転数計測実験
パルス
rpm
回転をパルスで数えて、rpmに換算してみよう
ロータリーエンコーダー風センサーで、回転円盤のマークをパルスとして数えます。 1回転あたりのパルス数 PPR と、パルスを数える時間から、回転数 rpm を求めます。
1センサー・仕様確認
ロータリーエンコーダー風
測定対象に目印やスリットを付け、それをセンサーで読み取ってパルスとして数える実験モデルです。
| 出力 | 回転に応じたパルス |
|---|---|
| PPR | 1回転あたりに検出されるパルス数 |
| 測定対象 | ファン、モーター、スリット円盤など |
| 換算式 | rpm = パルス数 ÷ PPR ÷ パルスを数える時間 × 60 |
| 見たいこと | パルスを数える時間やPPRで、回転数の安定しやすさが変わること |
2条件設定・測定操作
回転体の本当の回転数として扱います
測定対象と検出方法に合わせてPPRが決まります
1回の測定で、この時間だけパルスを数えます
自動測定で次の行を追加するまでの間隔です
パルス周波数-- Hz
直近パルス数--
測定rpm-- rpm
3回転体とセンサー
目印1か所 / 1 PPR
光センサー
パルス検出
パルス検出
計測器
-- rpm
4グラフ
パルス波形イメージ
測定rpmグラフは、このパルスを一定時間数えた結果です。
6測定後の整理
同じ回転数でパルスを数える時間を変えた表、同じ条件で検出方法・PPRを変えた表などに分けると、 パルス数の数え方と回転数の安定しやすさを考察しやすくなります。
1
CSVを保存
測定表をCSVで出力します。
2
rpmを計算
パルス数、検出方法のPPR、数えた時間から回転数を求めます。
3
グラフ作成
時間と測定rpmの関係をグラフ化します。
4
レポート化
測定条件とグラフ、考察をまとめます。
コラム
回転を数えると、量が分かる？
回転を数えるしくみは、速さを調べるだけでなく、どれだけの量が通ったかを知るためにも使われます。 たとえば水道メーターでは、水の流れで内部の羽根車が回り、その回転から使った水の量を求めます。
1回転あたりに通る水の量が分かっていれば、回転回数を数えることで総量が分かります。 また、1秒あたりの回転数を見れば、今どれくらいの勢いで流れているか、つまり流量も考えられます。
水量 = 1回転あたりの水量 × 回転回数
流量 = 1回転あたりの水量 × 1秒あたりの回転数
この実験では「回転をパルスに変える」部分を体験します。 同じ考え方は、水道メーター、自転車の速度計、工場の流量計などにもつながります。
