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回転してるコマの角速度を知る方法の簡単な原理(理論式等)を教えてください。

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A 回答 (3件)

原理は既に出ていますが、実際の製品例をご紹介します。

これらは
ラジコン飛行機・ヘリのプロペラ・ローター回転の計測に使われます。
どちらも光学式で非接触です。

一つは単位時間当たりの明滅の回数をカウントするもので、プロペラ用です。
http://www.sekido-rc.com/?pid=45070435
プロペラブレードが横切ると、2枚(2葉)のプロペラなら1回転すると
2回透過する光が遮られます。これを分当りに換算してrpm表示します。
この回転計は屋内電灯光の下では50Hz地域なら 50回x60秒=3000rpmを
表示します。これを使って、コマの横でも上でも明暗がはっきりした
部分を作り、明滅しない電灯光か太陽光で反射光を計測出来れば回転
計測可能です。

もう一つはラジコンヘリコプターのローター用回転計で、
http://www.rcnavi.com/cgi-bin/item.cgi?item_id=K …
http://ks.jp.org/maruhi/tacho/index.html
発光するストロボスコープと同原理(歴史的にはスリットを使う
こちらの方が先にストロボスコープと呼ばれたそうですが。)で、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%88% …  
スリットを持つ円盤が目の前で回転し、この回転円盤速度を加減
してローターが停止して見えるところを探します。暗い環境で
ストロボを当てるのは、日中太陽光で飛行するヘリコプターには
使えないのでこの方法を取ります。これも明暗を作ったコマでも
同様に計測可能です。

実際には、これらの製品では数千~数万rpmで回るプロペラ・ローターの
実用回転域しか計れないので、コマのような低回転にそのまま適用できない
とは思います。あくまで原理的なことです。

他に機体につけるエンジン回転計測・ガバナー用の磁石式の非接触
センサーでこの磁石通過の回数カウントを行う方法がありますが、
http://www.jrpropo.co.jp/jpn/products/propo/deta …
これは対象物に磁石を埋め込む必要があり、回転する物体の質量が
変わってしまうのと、非接触ながらセンサーはミリ単位の一定距離を
保たなくてはならないので動き回るコマには適用出来ないとは思います。
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こんにちは。



非接触式の「タコメーター」を利用すると独楽(コマ)の回転数は瞬時に測れます。

接触式のタコメーターでは、独楽に機械的な負荷を掛けてしまいますが、独楽の外周部の一部に薄く軽いアルミ箔テープを小さく貼り、タコメーターのLED発光をアルミ箔に反射させてタコメーター内蔵のフォトトランジスターで回転数を読み取れば、独楽に物理的な負荷を全く掛けることなく瞬時にRPM値が表示されます。
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ストロボスコープを使うと良いです。


西日本なら60Hz、東日本なら50Hzの蛍光灯などのフリッカーを利用すると簡便でしょう。

この回答への補足

ストロボスコープを使うとして、どう測定したらいいですか?

補足日時:2013/07/30 19:32
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目標の回転数になったら切り離す…かな。
回転軸はスプリングクラッチで繋いでおけば、簡単に独楽とモータの回転軸を切り離すことができる。
それに切り離した後も非接触のタコメータで回転数をモニタし続ければ良いデータを得られるだろう。
(半端な費用ではないので、学生さんには現実的な方法ではない)

学生さんという事なので、紐を引く速度を工夫しよう。
または「同じ初期速度」は諦めて「一定の力で回転させたとき」を考えてみてはどうか。
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あと、時間経過で回転速度が減衰することも考慮しながら考えよう。
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