在工業(yè)測量領域，日本小野測器（ONO SOKKI）以其高精度和可靠性著稱。其柴油發(fā)動機轉速計的測量技術，體現了該公司在信號處理方面的深厚功底。下面將從原理基礎、技術演進、核心技術與優(yōu)勢三個方面進行加長詳解。

一、 原理基礎：柴油機轉速測量的物理途徑

柴油發(fā)動機轉速的測量，本質上是捕捉與曲軸旋轉嚴格同步的周期性物理現象。小野測器主要基于以下三種物理途徑，開發(fā)了相應的轉速計：

1. 磁電原理：交流發(fā)電機測速法（以GE-2500為代表）

• 核心機制：利用法拉第電磁感應定律。柴油動力車輛或設備上通常自帶一個為電瓶充電的交流發(fā)電機，其轉子轉速與發(fā)動機曲軸轉速通過皮帶構成一個固定的比例關系（如1:1.5, 1:2等）。

• 信號生成：小野的專用傳感器（如OM-1500）靠近發(fā)電機殼體時，能非接觸地檢測到轉子旋轉造成的漏磁通變化。這種變化的磁場會在傳感器內部線圈中感應出交流電壓信號。

• 信號處理：轉速計內部電路對交流信號進行放大、整形，將其轉換為規(guī)整的方波脈沖。通過計算單位時間內的脈沖數，并結合預設的傳動比，即可精確反推出發(fā)動機的實時轉速。

• 應用場景：這是便捷的在線監(jiān)測方法，尤其適用于車輛路試、日常維護和移動設備監(jiān)控。

2. 壓電原理：燃油管脈動檢測法（以GE-1400為代表）

• 核心機制：利用壓電材料的正壓電效應。柴油機工作時，噴油泵會以高的壓力向各缸周期性噴射燃油，在高壓油管上產生清晰的壓力波動。

• 信號生成：小野的CP-044等型號的夾持式傳感器，其內部的壓電陶瓷元件能敏感地捕捉到這種微小的機械壓力脈動，并將其轉換為電荷信號（后轉為電壓信號）。每一次噴油對應一個脈沖峰值。

• 信號處理：轉速計需要識別出有效的噴油脈沖序列。對于四沖程柴油機，曲軸每轉兩圈，各缸噴油一次。因此，儀器通過計算脈沖頻率，并乘以氣缸數等參數，即可算出轉速。其手持式設計內置了數據處理和存儲單元，便于現場工程師使用。

• 應用場景：專為現場快速診斷和調試設計，無需對發(fā)動機進行任何改裝。

3. 電磁/光電原理：軸轉速直接測量法

• 雖然上述表格未明確列出，但小野測器也提供通過測量曲軸本身旋轉來測速的方案。

• 磁電式：在飛輪附近安裝磁性傳感器，檢測飛輪齒圈上的齒經過時引起的磁場變化，每個齒產生一個脈沖。

• 光電式：在曲軸端部粘貼反光標記，使用光電傳感器檢測標記的反射光，曲軸每轉一周產生一個或數個脈沖。

• 這種方法最為直接，精度也最高，常見于發(fā)動機臺架測試和研發(fā)階段。

二、 技術演進：從通用測量到智能診斷

小野測器的技術并非一成不變，其型號（如CT-6700系列）體現了從簡單頻率計數到智能信號分析的演進。

核心突破：應對非等間隔曲軸信號

現代高性能柴油機（尤其用于共軌系統(tǒng)）的曲軸信號盤（Target Wheel）的齒位設計并非均勻分布，通常會缺兩個或更多的齒作為上止點（TDC）的參考基準。這種非等間隔脈沖信號對于傳統(tǒng)的、僅計算頻率的轉速計來說是巨大的挑戰(zhàn)，容易導致讀數混亂或跳變。

小野的CT-6700等型號通過以下方式解決：

1. 信號學習與模式識別：設備具備"學習模式"，可以首先錄制一段完整的發(fā)動機循環(huán)信號。

2. 建立齒位模型：內部處理器會分析并記憶下該發(fā)動機獨特的齒位分布規(guī)律（即哪個位置缺齒，齒與齒之間的間隔角度）。

3. 智能跟蹤與預測：在正式測量時，儀器不僅能數脈沖，更能通過比對實時信號與存儲的齒位模型，智能地識別當前正處于哪個齒的位置，從而即使在不穩(wěn)定的工況下（如急加速/減速），也能實現無滑移的精確跟蹤。

三、 核心技術解析與優(yōu)勢總結

小野測器轉速計的成功，離不開其在以下幾個方面的技術深耕：

1. 高抗干擾性與信號調理技術：

• 發(fā)動機艙內電磁環(huán)境極其惡劣。小野的傳感器和主機內部都有出色的電磁屏蔽設計和濾波電路，能從強噪聲背景中提取出微弱的有效信號，確保測量的穩(wěn)定性。

2. 寬量程與高響應速度：

• 柴油機轉速范圍寬，從怠速的數百RPM到高速區(qū)的數千RPM。小野轉速計能覆蓋從極低到高的全程范圍，并且響應延遲極短（毫秒級），能真實反映發(fā)動機的瞬態(tài)工況變化。

3. 多功能輸出與系統(tǒng)集成：

• 小野轉速計通常不僅顯示轉速，還提供模擬電壓/電流輸出、脈沖輸出和通信接口（如RS-232, USB），可以輕松連接到數據采集系統(tǒng)、PLC或上位機軟件，構成完整的測試或控制系統(tǒng)。

4. 人性化設計與可靠性：

• 從手持設備的便攜性、背光顯示到傳感器的堅固耐用和耐油污設計，都體現了其產品在嚴苛工業(yè)環(huán)境下的高可靠性和易用性。

結論

SOKKI小野測器的柴油發(fā)動機轉速計并非采用單一技術，而是提供了一個完整的技術解決方案庫。從基于磁電和壓電原理的便捷式現場檢測，到直接讀取并智能解析ECU曲軸信號的精密測量，其工作原理的核心在于精準捕捉與曲軸旋轉同步的周期性物理量，并通過先進的電子和軟件技術將其轉換為高可靠性的轉速數據。選擇哪種原理的轉速計，最終取決于用戶在測量精度、便捷性、成本以及具體應用場景之間的綜合權衡。