NKSメールマガジン No.21

回転数を求めるには

突然ですが物体の回転数を求めるにはどうしたら良いでしょうか。

物体の回転数は、一か所に目印を付けて、それが一定時間にどれだけ回転したかが確認すれば分かります。

1秒間に1周程度の回転速度であれば、目で追って確認出来ますが、高速回転になると肉眼では追えず、目印が複数個に見えたり、見えなくなったりしますね。

ストロボスコープの出番です

ストロボスコープはその目印を分かりやすく見せてくれる測定器です。

ストロボスコープは、光を一定間隔で発光させる装置であり、回転体へ光源を当てたときに、光が点滅する周期と回転体の回転周期が一致したときに回転体が静止したように見えます。

以下の写真はストロボスコープ、セパレート型の「 発光部（箱型反射鏡タイプ） 」と同じものです。写真が無いのですが、専用の「 電源部 」に接続してセットで使用します。

周期が一致していないときはどう見える？

目印がどのように見えるときが、どういう状態であるのかは以下の表のようになります。

目印の見え方とその状態の関係

目印 ● の見え方	その時の状態
目印が静止して見える	回転体とストロボスコープの発光周期が一致した状態です。
目印がランダムに見えバラバラ	回転体とストロボスコープの発光周期が一致していない状態です。
目印が回転方向に動いて見える	回転体よりストロボスコープの発光周期が遅い状態です。
目印が反回転方向に動いて見える	回転体よりストロボスコープの発光周期が早い状態です。
目印が複数個止まって見える	回転体よりストロボスコープの発光周期が早く、その周期が回転体の周期と比べてちょうど整数倍の状態です。2倍なら目印が2個（左上図）、3倍なら目印が3個（左下図）に見えます。

ちょうど「 整数分の1 」回転数にはご注意を

回転体よりストロボの発光周期が遅く、その周期が回転体の周期と比べてちょうど「 整数分の1 」のときは、目印が停止して見えます。このときの誤認を防ぐためには、「 発光回数の高い方から下げていくと良い 」でしょう。
また、回転数がある程度判明している場合は、実際の回転数がちょうど「 1/2 」、「 1/3 」などとなっていることは考えにくいので誤認することはまずないと考えられます。

瞬間的には街を走っている車のタイヤが止まって見えたり、ヘリコプターのプロペラが逆回転しているように見えたりすることもあると思います。そう言った原理を利用した測定器ってなんだか面白いですね。