介绍 小型飞机通过螺旋桨获得大部分前向推力。螺旋桨由内燃机或电动机驱动。螺旋桨旋转的角速度或速度通常以每分钟转数 - RPM为单位测量 - 飞机的推力与螺旋桨的RPM成正比。 通常使用转速计测量模型飞机的RPM。该实验显示了如何使用DrDAQ 数据记录器测量RPM 。
所需设备
DrDAQ数据记录器
PicoScope示波器软件
模型飞机
小手电筒/手电筒
实验设置
对于该实验，使用具有两个螺旋桨的小型飞机，每个螺旋桨具有两个叶片。我们的想法是使用DrDAQ的光传感器来测量旋转螺旋桨的频率。简单的手电筒用作光源。由于螺旋桨由两个叶片组成，每次旋转螺旋桨时，来自手电筒的光束将被中断两次。
DrDAQ用于测量光束的频率（f），以赫兹（每秒周期数）为单位，从中可以计算出RPM：
螺旋桨的转速=（螺旋桨叶片的频率/数量）*一分钟内的秒数=（f / 2）* 60
PicoScope中的仪表功能可以以赫兹显示频率，也可以通过测量显示的波形手动计算。在这种情况下，频率将是：
频率=（1 / T）* 1,000,000 - 其中T是波形的一个完整周期以μs为单位的时间。
为了测量RPM，模型飞机以垂直位置系在椅子上，使螺旋桨朝下（如图1所示）。手电筒固定在顶部，而DrDAQ数据记录器保持在底部。DrDAQ的距离通过将其放在几本书上进行调整，小心不要将它放在离螺旋桨太近的地方。
在上面的图片中，手电筒非常靠近螺旋桨，仅用于演示目的。在实际操作中，手电筒应保持较高并调整，以便形成螺旋桨的干净阴影。为防止任何可能造成测量误差的干扰，应关闭所有附近的人造灯，如管灯，灯等。 当设备正确定位时，打开光源并调整PicoScope中的垂直刻度以显示清晰的线条。然后，使用飞机的遥控器启动螺旋桨。短时间后，显示的波形应稳定下来。在此阶段，可以停止波形和仪表并记录结果。
进一步研究 这个实验可以扩展到全面研究螺旋桨的直径，以及叶片的数量，叶片的桨距和转速如何影响飞机的推力。 或者，该实验的变型可以是使用小型DC电动机并且研究电动机的RPM如何与流过电动机电枢的电流相关。
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