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激光转速传感器用于电机螺旋桨测试台架

发布时间: 作者:上海路阳仪器 技术文档组 点击次数:
本篇摘要

激光转速传感器用于电机螺旋桨测试台架:非接触测量电机转速,与升力、扭矩、电流同步采集,覆盖起降、爬升、平飞等不同姿态,ROLS-5PW 可远距离测量并支持 OEM 集成。

核心要点

  • 螺旋桨台架必须先测准转速,才能把升力、扭矩、功率对应到具体工况点

  • 激光非接触测量不改变桨叶气动外形,也不增加旋转部件负载

  • eVTOL 与无人机台架常在不同高度、姿态下测试,传感器需适应远距离与振动

  • ROLS-5PW 输出 TTL 脉冲,可直接进台架数采,支持 OEM 集成

纯电飞行器的电机、电调与螺旋桨在上机之前,都要在台架上把性能跑一遍:不同转速下的升力、扭矩、电流、效率,必须一一对应。转速是这条数据链的基准——转速测不准,后面的升力系数、功率曲线全都失去意义。

近年来纯电动飞行器得到大力发展,在纯电动飞行器的组成部件中,对电机、电机控制器和螺旋桨的各项要求非常严格,这关乎到整个飞行器能否正常飞行。因此电机、电机控制器和螺旋桨在装载之前需要通过台架对其性能进行检测。由于纯电飞行器具有起降、爬升、平飞等不同姿态的飞行状态,需要对不同高度、不同姿态进行测试。

螺旋桨是一种靠桨叶在空气中旋转将发动机转动功率转化为推进力或升力的装置。它由多个桨叶和中央的桨毂组成,螺旋桨旋转时,桨叶不断把大量空气向后(或向下)推去,利用空气对其的反作用力,在桨叶上产生一向前(或向上)的力,即推进力。螺旋桨广泛应用于亚音速飞机的活塞式和涡轮螺旋桨发动机、以及直升机的旋翼和尾桨。为了提高螺旋桨的启动效率和收折能力,以及在实践中发现新的设计方式,往往需要对螺旋桨的缩比模型进行测试与研究,因此需要对螺旋桨进行固定并采集参数。

激光转速传感器用于电机螺旋桨测试台架(pic1)

激光转速传感器是螺旋桨测试台架必不可少的传感器,测试台架要通过激光转速传感器检测电机转速,从而测量不同转速下螺旋桨产生的向上(或向前)的升力。激光转速传感器的准确性直接影响到螺旋桨的测试参数。美国路阳生产研发的ROLS-5PW激光转速传感器,满足螺旋桨测试台架的要求,能够非接触、远距离、高精度准确测量螺旋桨的转速,并把转速信号传输给螺旋桨测试台架的数据采集卡。

路阳仪器上海公司能够为螺旋桨测试台架的企业提供激光转速传感器OEM服务,提供样机免费试用,如果有意请按照网页底部联系方式微信或电话沟通。

台架为什么必须精确测转速

螺旋桨的升力与功率大致随转速的平方、立方增长,转速偏差 1%,升力就差 2%,功率差 3%。做缩比模型试验、做桨叶改型对比时,这种偏差足以掩盖设计差异。

台架测试还要覆盖起降、爬升、平飞等不同姿态,以及不同高度下的空气密度变化。每个工况点都要记录"转速—升力—扭矩—电流"四元组,转速作为自变量,必须独立、准确、实时。

激光测量的三个好处

不干扰气动:光学传感器不接触桨叶,不会改变桨叶外形与流场,也不增加旋转部件的质量与惯量。

远距离:台架运行时桨叶高速旋转,人不能靠近。激光可测数米外的目标,传感器固定在台架外侧即可。

抗干扰:窄带滤光只识别调制激光,台架车间的强光、电机火花、变频器干扰都不会造成误计数。

安装与同步采集

常见做法是在桨毂或电机输出轴上贴一小片反光贴纸,传感器固定在台架支架上,光斑对准贴纸旋转圆周;输出 TTL 脉冲接到数采的转速通道,与升力传感器、扭矩传感器、功率分析仪共用同一时基。

  • 贴纸尽量靠近轴心,减少高速下的离心脱落风险;

  • 传感器支架要有足够刚度,避免台架振动导致光斑漂移;

  • 多旋翼台架可对每个电机各装一只,分别记录转速差;

  • 采样率至少为转速脉冲频率上限的 5–10 倍,避免丢脉冲。

常见问题

桨叶是黑色塑料,能测吗?

可以,但需要在桨毂或轴上贴反光贴纸。黑色桨叶吸光,直接照射反射信号很弱;贴纸贴在旋转件上即可稳定出脉冲。

为什么不用电机编码器或电调信号代替?

电调输出的是换相频率,乘以极对数才能换算转速,低速与动态过程中误差较大;编码器则受安装空间限制。光学测转速是独立于驱动系统的第三方基准,更适合做校准。

能做多旋翼整机台架吗?

可以。每个电机装一只传感器分别测速,配合整机六分力天平,就能分析不同转速分配下的姿态控制效果。

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引用本文

上海路阳仪器有限公司. 《激光转速传感器用于电机螺旋桨测试台架》[EB/OL]. 上海路阳仪器有限公司, 2025-06-12. https://www.luyor.net/case/314.html.

上海路阳仪器有限公司

成立于 2008 年,专注紫外光源、荧光检测与紫外辐照设备的研发制造,产品覆盖荧光渗透/磁粉探伤灯、荧光检漏套装、生物膜检测灯、细胞光毒性辐照仪、荧光蛋白激发光源与转速测量仪器,服务无损检测、轨道交通、食品药品、化妆品与生命科学研究等领域。本文由路阳技术文档组依据产品实测数据与行业标准编写。

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