刘林　卓微科技

一、前言

转速（Rotational Speed或Rev）是做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数。

转速通常以每分钟多少转来表示，单位表示为RPM，RPM是Revolutions Per minute的缩写，是：转/每分钟。

转速是性能测试中的一个重要的特征参量，动力机械的许多特性参数确定都离不开与转速相关的函数关系，所以转速测量是工业生产各个领域的要点。在旋转机械的状态监测与故障诊断中，转速也具有非常重要的地位，是振动信号分析故障诊断的重要参数。

在机械振动状态监测中，转速测量往往是和振动相位相关联的，其测量有一定的特殊性。

二、与转速相关的几个概念

1.传感器

传感器（transducer、sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。通常现代传感器是把要测量的物理量转化为电量（电压，电流，电阻，电容，电感等），这样就可以利用各种电路进行后续的处理。传感器种类繁多，通常根据传感器测量的物理量进行分类，如热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等。

也有根据功能来分类的，比如常会用到的转速传感器、振动传感器等。

图示各种传感器

在现代生产、生活各个方面，传感器无处不在，种类原理外型不一而足。

对各种物理参量的测量都要用到传感器，对旋转机械的转速测量，毫无例外的要用到各种转速传感器，掌握这些转速传感器的原理是了解这些转速测量方法的关键。

2.额定转速和最大转速

额定转速是指额定功率条件下的最大转速，通常出厂时，作为产品的主要参数，标注在产品的明显部位。如电动机的额定转速通常刻在铭牌上：

上图中的Speed和转速就是额定转速。通常，真实的转速会接近但不完全等于额定转速。因此，在很多情况下要实时的测量真实的转速，特别是在一些变转速的运行情况下（比如风力发电机组，风大的时候转速大，风小的时候转速小，完全无法控制或预测转速，只能通过测量得到真实转速）。

最大转速是在特定条件下，转速所能达到的最大值。通常机械设备不允许超过最大转速运行，否则可能导致灾难性的事故。

比如，风力发电机组在风过大的时候，转速会变的很大，机组会通过调浆和偏航装置来改变受力大小来调节转速到合适工作范围。但风速大过一定值的时候无法调节，需要锁止机组防止转速太大损坏机组。很多重要机组（比如汽轮发电机组）都有超速保护机构，在转速过大时自动联锁停机，防止发生重大事故。

3.转速、角速度、线速度

在机械测量中还经常用到角速度和线速度的概念，它们和转速有着简单的数学关系。

角速度ω：连接运动质点和圆心的半径在单位时间内转过的弧度叫做角速度。它是描述物体转动或一质点绕另一质点转动的快慢和转动方向的物理量。一个以弧度为单位的圆（一个圆周为2π，即：360度=2π）,在单位时间内所走的弧度即为角速度。公式为：ω=Ч/t（Ч为所走过弧度，t为时间）。ω的单位为：弧度每秒。

均匀运动中，转速RPM与角速度的关系：RPM=30ω/π；线速度V：物体上任一点对定轴作圆周运动时的速度称为“线速度”（linearvelocity）。它的一般定义是质点（或物体上各点）作曲线运动（包括圆周运动）时所具有的即时速度。它的方向沿运动轨道的切线方向，故又称切向速度。它是描述作曲线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲线运动时所具有的即时速度，其方向沿运动轨道的切线方向。对转子这类圆周运动的物体也说，简单的说就是：物体任一点对圆心作圆周运动的速度；匀速圆周运动中，线速度的大小不改变，但它的方向时刻在改变，始终为切线方向（和点到圆心的连线垂直）。通常我们关心的是转子表面的线速度，它和角速度及转速的关系是V=ω*r=RPM*π*r/30，r是转子的半径。