logo1

logoT

 

Механический спидометр


Механический и электронный спидометр. Устройство и принцип работы

Больше интересных новостей на наших страницах в социальных сетях

  


В статье:

  • Устройство и работа механического спидометра
  • В чем отличие электромеханического прибора
  • Особенности электронного спидометра
  • Откуда берется погрешность показаний
  • Что такое одометр

Спидометр не случайно находится на самом видном месте приборной панели автомобиля. Ведь это устройство показывает, насколько быстро вы едете, и позволяет контролировать соблюдение допустимого скоростного режима, от чего напрямую зависит безопасность дорожного движения. Не забудем также о штрафах за превышение скорости, которых можно избежать, если периодически поглядывать на спидометр. Кроме того, на загородных трассах с помощью данного прибора можно экономить горючее, если поддерживать оптимальную скорость, при которой расход топлива минимален.

Устройство и работа механического спидометра

Механический измеритель скорости был изобретен более ста лет назад и до сих пор широко применяется в транспортных средствах. Датчиком здесь обычно служит шестерня, имеющая зацепление со специальной шестеренкой на вторичном валу коробки передач. В машинах с передним приводом датчик может располагаться на оси ведущих колес, а в полноприводных — в раздаточной коробке.

В качестве указателя скорости (6) на приборной панели используется стрелочный прибор, работа которого основана на принципе магнитной индукции.
Передача вращения от датчика (1) на указатель скорости (собственно спидометр) производится с помощью гибкого вала (тросика) (2) из нескольких витых стальных нитей с четырехгранным наконечником на обоих концах. Тросик свободно вращается вокруг своей оси в специальной пластиковой защитной оболочке.
Исполнительный механизм состоит из постоянного магнита (3), который насажен на приводной тросик и вращается вместе с ним, и алюминиевого цилиндра или диска (4), на оси которого закреплена стрелка спидометра. Металлический экран защищает конструкцию от воздействия внешних магнитных полей, которые могли бы исказить показания прибора.
Вращение магнита вызывает вихревые токи в немагнитном материале (алюминии). Взаимодействие с магнитным полем вращающегося магнита заставляет вращаться и алюминиевый диск. Однако наличие возвратной пружины (5) приводит к тому, что диск, а вместе с ним и стрелка указателя, лишь поворачиваются на некоторый угол, пропорциональный скорости движения автомобиля.
Одно время некоторые производители пробовали применять в механических спидометрах указатели ленточного и барабанного типа, однако они оказались не слишком удобными, и от них в конце концов отказались.

Несмотря на простоту и надежность механических спидометров с гибким валом в качестве привода, такая конструкция часто дает довольно большую погрешность, а сам тросик является в ней наиболее проблемным элементом. Поэтому чисто механические спидометры постепенно уходят в прошлое, уступая место электромеханическим и электронным устройствам.

В чем отличие электромеханического прибора

В электромеханическом спидометре также используется гибкий приводной вал, но магнитоиндукционный скоростной узел в приборе устроен иначе. Вместо алюминиевого цилиндра здесь установлена катушка индуктивности, в которой под воздействием изменяющегося магнитного поля генерируется электрический ток. Чем выше скорость вращения постоянного магнита, тем больше ток, протекающий через катушку. К выводам катушки подключен стрелочный миллиамперметр, который используется в качестве индикатора скорости. Такое устройство позволяет повысить точность показаний по сравнению с механическим спидометром.

Особенности электронного спидометра

В электронном спидометре отсутствует механическая связь между датчиком скорости и устройством в приборной доске.
В скоростном узле прибора имеется электронная схема, которая обрабатывает электрический импульсный сигнал, получаемый от датчика скорости по проводам, и выдает на свой выход соответствующее напряжение. Это напряжение подается на стрелочный миллиамперметр, который служит индикатором скорости. В более современных приборах стрелочным указателем управляет шаговый двигатель.
В качестве датчика скорости применяются различные устройства, вырабатывающие импульсный электрический сигнал. Таким устройством может быть, например, импульсный индукционный датчик или оптическая пара (светоизлучающий диод + фототранзистор), в которой формирование импульсов происходит за счет прерывания световой связи при вращении насаженного на вал диска с прорезями.

Но, пожалуй, наибольшее распространение получили датчики скорости, принцип действия которых основан на эффекте Холла. Если поместить проводник, по которому протекает постоянный ток, в магнитное поле, то в нем возникает поперечная разность потенциалов. При изменении магнитного поля изменяется и величина разности потенциалов. Если в магнитном поле вращается задающий диск с прорезью или выступом, то получим импульсное изменение поперечной разности потенциалов. Частота импульсов будет пропорциональна скорости вращения задающего диска.

Для отображения скорости вместо стрелочного указателя иногда используют цифровой дисплей. Однако постоянно меняющиеся цифры на спидометре несколько хуже воспринимаются водителем, нежели плавное движение стрелки. Если же ввести задержку, то мгновенная скорость может отображаться не совсем точно, особенно во время разгона или торможения. Поэтому аналоговые стрелочные указатели по-прежнему преобладают в спидометрах.

Откуда берется погрешность показаний

Несмотря на постоянный технологический прогресс в автомобильном производстве многие отмечают, что точность показаний спидометров остается не слишком высокой. И это не плод разыгравшегося воображения отдельных водителей. Небольшая погрешность намеренно закладывается производителями уже при изготовлении приборов. Причем эта погрешность всегда в большую сторону, чтобы исключить ситуации, когда под воздействием различных факторов показания спидометра окажутся ниже реальной скорости движения автомобиля. Это делается для того, чтобы водитель случайно не превысил скорость, ориентируясь по неправильным значениям на приборе. Кроме обеспечения безопасности производители преследуют и собственный интерес — они стремятся исключить судебные иски от недовольных автомобилистов, которые получили штраф или попали в ДТП из-за ложных показаний спидометра.
Погрешность спидометров, как правило, нелинейная. Она близка к нулю на скорости около 60 км/час и постепенно повышается с ростом скорости. На скорости 200 км/час погрешность может доходить до 10 процентов.
На точность показаний влияют и другие факторы, например, связанные с датчиками скорости. Особенно это касается механических спидометров, у которых постепенно изнашиваются шестерни.
Нередко дополнительную погрешность вносят и сами владельцы машин, устанавливая шины, размер которых отличается от номинального. Дело в том, что датчик считает обороты вторичного вала КПП, которые пропорциональны оборотам колес. Но при уменьшенном диаметре шин машина за один оборот колеса проделает меньший путь, чем с шинами номинального размера. А это означает, что спидометр покажет завышенную на 2...3 процента скорость по сравнению с реальной. К такому же эффекту приведет и езда на недокачанных шинах. Установка шин увеличенного диаметра, наоборот, вызовет занижение показаний спидометра.
Погрешность может оказаться и вовсе недопустимой, если взамен штатного установить спидометр, который не рассчитан на работу в данной конкретной модели автомобиля. Это нужно учитывать, если возникнет необходимость заменить неисправный прибор.

Что такое одометр

Одометр служит для отсчета пройденного расстояния. Не следует путать его со спидометром. На самом деле это два разных прибора, которые часто совмещают в одном корпусе. Объясняется это тем, что оба прибора, как правило, используют один и тот же датчик.
В случае использования гибкого вала в качестве привода передача вращения на входной вал одометра производится через редуктор с большим передаточным числом — от 600 до 1700. Ранее применялась червячная передача, с помощью которой вращались зубчатые колесики с цифрами. В современных аналоговых одометрах вращением колесиков управляют шаговые электромоторчики.

Все чаще можно встретить приборы, в которых пробег автомобиля отображается в цифровом виде на жидкокристаллическом дисплее. При этом информация о пройденном расстоянии дублируется в блоке управления двигателем, а иногда и в электронном ключе автомобиля. Если смотать цифровой одометр программным способом, подлог можно достаточно просто обнаружить посредством компьютерной диагностики.

Если со спидометром возникли неполадки, их ни в коем случае нельзя игнорировать, их нужно устранять незамедлительно. Ведь речь идет о безопасности — вашей и других участников дорожного движения. А если причина кроется в неисправном датчике, то могут возникнуть еще и проблемы с мотором, поскольку блок управления двигателем будет регулировать режим работы агрегата на основе неправильных данных о скорости.
 


Механический и электронный спидометр. Устройство и принцип работы

Спидометр не случайно находится на самом видном месте приборной панели автомобиля. Ведь это устройство показывает, насколько быстро вы едете, и позволяет контролировать соблюдение допустимого скоростного режима, от чего напрямую зависит безопасность дорожного движения. Не забудем также о штрафах за превышение скорости, которых можно избежать, если периодически поглядывать на спидометр. Кроме того, на загородных трассах с помощью данного прибора можно экономить горючее, если поддерживать оптимальную скорость, при которой расход топлива минимален.

Устройство и работа механического спидометра

Механический измеритель скорости был изобретен более ста лет назад и до сих пор широко применяется в транспортных средствах. Датчиком здесь обычно служит шестерня, имеющая зацепление со специальной шестеренкой на вторичном валу коробки передач. В машинах с передним приводом датчик может располагаться на оси ведущих колес, а в полноприводных — в раздаточной коробке.

В качестве указателя скорости (6) на приборной панели используется стрелочный прибор, работа которого основана на принципе магнитной индукции.
Передача вращения от датчика (1) на указатель скорости (собственно спидометр) производится с помощью гибкого вала (тросика) (2) из нескольких витых стальных нитей с четырехгранным наконечником на обоих концах. Тросик свободно вращается вокруг своей оси в специальной пластиковой защитной оболочке.
Исполнительный механизм состоит из постоянного магнита (3), который насажен на приводной тросик и вращается вместе с ним, и алюминиевого цилиндра или диска (4), на оси которого закреплена стрелка спидометра. Металлический экран защищает конструкцию от воздействия внешних магнитных полей, которые могли бы исказить показания прибора.
Вращение магнита вызывает вихревые токи в немагнитном материале (алюминии). Взаимодействие с магнитным полем вращающегося магнита заставляет вращаться и алюминиевый диск. Однако наличие возвратной пружины (5) приводит к тому, что диск, а вместе с ним и стрелка указателя, лишь поворачиваются на некоторый угол, пропорциональный скорости движения автомобиля.
Одно время некоторые производители пробовали применять в механических спидометрах указатели ленточного и барабанного типа, однако они оказались не слишком удобными, и от них в конце концов отказались.

Несмотря на простоту и надежность механических спидометров с гибким валом в качестве привода, такая конструкция часто дает довольно большую погрешность, а сам тросик является в ней наиболее проблемным элементом. Поэтому чисто механические спидометры постепенно уходят в прошлое, уступая место электромеханическим и электронным устройствам.

В чем отличие электромеханического прибора

В электромеханическом спидометре также используется гибкий приводной вал, но магнитоиндукционный скоростной узел в приборе устроен иначе. Вместо алюминиевого цилиндра здесь установлена катушка индуктивности, в которой под воздействием изменяющегося магнитного поля генерируется электрический ток. Чем выше скорость вращения постоянного магнита, тем больше ток, протекающий через катушку. К выводам катушки подключен стрелочный миллиамперметр, который используется в качестве индикатора скорости. Такое устройство позволяет повысить точность показаний по сравнению с механическим спидометром.

Особенности электронного спидометра

В электронном спидометре отсутствует механическая связь между датчиком скорости и устройством в приборной доске.
В скоростном узле прибора имеется электронная схема, которая обрабатывает электрический импульсный сигнал, получаемый от датчика скорости по проводам, и выдает на свой выход соответствующее напряжение. Это напряжение подается на стрелочный миллиамперметр, который служит индикатором скорости. В более современных приборах стрелочным указателем управляет шаговый двигатель.
В качестве датчика скорости применяются различные устройства, вырабатывающие импульсный электрический сигнал. Таким устройством может быть, например, импульсный индукционный датчик или оптическая пара (светоизлучающий диод + фототранзистор), в которой формирование импульсов происходит за счет прерывания световой связи при вращении насаженного на вал диска с прорезями.

Но, пожалуй, наибольшее распространение получили датчики скорости, принцип действия которых основан на эффекте Холла. Если поместить проводник, по которому протекает постоянный ток, в магнитное поле, то в нем возникает поперечная разность потенциалов. При изменении магнитного поля изменяется и величина разности потенциалов. Если в магнитном поле вращается задающий диск с прорезью или выступом, то получим импульсное изменение поперечной разности потенциалов. Частота импульсов будет пропорциональна скорости вращения задающего диска.

Для отображения скорости вместо стрелочного указателя иногда используют цифровой дисплей. Однако постоянно меняющиеся цифры на спидометре несколько хуже воспринимаются водителем, нежели плавное движение стрелки. Если же ввести задержку, то мгновенная скорость может отображаться не совсем точно, особенно во время разгона или торможения. Поэтому аналоговые стрелочные указатели по-прежнему преобладают в спидометрах.

Откуда берется погрешность показаний

Несмотря на постоянный технологический прогресс в автомобильном производстве многие отмечают, что точность показаний спидометров остается не слишком высокой. И это не плод разыгравшегося воображения отдельных водителей. Небольшая погрешность намеренно закладывается производителями уже при изготовлении приборов. Причем эта погрешность всегда в большую сторону, чтобы исключить ситуации, когда под воздействием различных факторов показания спидометра окажутся ниже реальной скорости движения автомобиля. Это делается для того, чтобы водитель случайно не превысил скорость, ориентируясь по неправильным значениям на приборе. Кроме обеспечения безопасности производители преследуют и собственный интерес — они стремятся исключить судебные иски от недовольных автомобилистов, которые получили штраф или попали в ДТП из-за ложных показаний спидометра.
Погрешность спидометров, как правило, нелинейная. Она близка к нулю на скорости около 60 км/час и постепенно повышается с ростом скорости. На скорости 200 км/час погрешность может доходить до 10 процентов.
На точность показаний влияют и другие факторы, например, связанные с датчиками скорости. Особенно это касается механических спидометров, у которых постепенно изнашиваются шестерни.
Нередко дополнительную погрешность вносят и сами владельцы машин, устанавливая шины, размер которых отличается от номинального. Дело в том, что датчик считает обороты вторичного вала КПП, которые пропорциональны оборотам колес. Но при уменьшенном диаметре шин машина за один оборот колеса проделает меньший путь, чем с шинами номинального размера. А это означает, что спидометр покажет завышенную на 2...3 процента скорость по сравнению с реальной. К такому же эффекту приведет и езда на недокачанных шинах. Установка шин увеличенного диаметра, наоборот, вызовет занижение показаний спидометра.
Погрешность может оказаться и вовсе недопустимой, если взамен штатного установить спидометр, который не рассчитан на работу в данной конкретной модели автомобиля. Это нужно учитывать, если возникнет необходимость заменить неисправный прибор.

Что такое одометр

Одометр служит для отсчета пройденного расстояния. Не следует путать его со спидометром. На самом деле это два разных прибора, которые часто совмещают в одном корпусе. Объясняется это тем, что оба прибора, как правило, используют один и тот же датчик.
В случае использования гибкого вала в качестве привода передача вращения на входной вал одометра производится через редуктор с большим передаточным числом — от 600 до 1700. Ранее применялась червячная передача, с помощью которой вращались зубчатые колесики с цифрами. В современных аналоговых одометрах вращением колесиков управляют шаговые электромоторчики.

Все чаще можно встретить приборы, в которых пробег автомобиля отображается в цифровом виде на жидкокристаллическом дисплее. При этом информация о пройденном расстоянии дублируется в блоке управления двигателем, а иногда и в электронном ключе автомобиля. Если смотать цифровой одометр программным способом, подлог можно достаточно просто обнаружить посредством компьютерной диагностики.

Если со спидометром возникли неполадки, их ни в коем случае нельзя игнорировать, их нужно устранять незамедлительно. Ведь речь идет о безопасности — вашей и других участников дорожного движения. А если причина кроется в неисправном датчике, то могут возникнуть еще и проблемы с мотором, поскольку блок управления двигателем будет регулировать режим работы агрегата на основе неправильных данных о скорости.

Источник

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Ключевые теги: устройство автомобиля

Хромированный механический спидометр 3-3/8 дюйма, км/ч

Количество:

Привлекательный, прочный и доступный по цене Equus 7000 Classic с механическим спидометром на 3-3/8 дюйма, установленным на приборной панели, со скоростью 190 км/ч, имеет элегантный черный циферблат с контрастным белым изображением и стрелкой, отделанной хромированной рамкой из нержавеющей стали. Функция одометра на миллион километров со сбрасываемым счетчиком пробега на тысячу километров. Настроен на передаточное число 1:1 (1000 об/мин при скорости 96,5 км/ч). Подходит для крепления кабеля с резьбой 5/8 x 18 и квадратным хвостовиком 2,64 мм. Включает крепеж для крепления на приборную панель и подсветку с подсветкой, а также иглу для работы в ночное время. Дополнительные кабельные адаптеры продаются отдельно.

  • Показывает максимальную скорость до 190 км/ч
  • Подсветка Back-Lit™ для ночного использования. В комплекте красная и зеленая крышки для лампочек.
  • Аналоговая игла на 270 градусов обеспечивает улучшенную видимость и разрешение.
  • Одометр в один миллион километров с обнуляемым счетчиком пройденного пути в тысячу километров.
  • Сконфигурирован для передаточного отношения 1:1 (1000 об/мин кабеля при 96,5 км/ч)
  • Точка крепления с наружной резьбой 5/8 x 18 для тросов спидометра с квадратным хвостовиком 2,64 мм. Дополнительные адаптеры продаются отдельно.

АТРИБУТЫ:
Тип: Спидометр
Аналоговый или цифровой: Аналог
Калибр (дюймы): 3,375
Измерительная глубина (дюймы): 3,25
Диапазон: 0 - 190 км/ч
Шкала: миль в час
Развертка: Полный
Электрический или механический: Механический
Монтажное оборудование: Да
Тип освещения: Белая лампа накаливания
Руководство: Скачать руководство

БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА НА Заказы на сумму более 99 долларов США

БЕСПЛАТНЫЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫ хромированные безельные датчики с 90º (электрический) и 270º (механический) развертки, а также соответствующие тахометры для покупателей послепродажного обслуживания автомобилей. Повышенная производительность и точность этой серии достигается за счет оригинального часового механизма Electric Aircore или механического измерительного механизма с трубкой Бурдона из твердой латуни. Все они оснащены подсветкой Back-Lit™ и снабжены легко читаемыми инструкциями по установке на английском, французском и испанском языках.

Повышенная производительность и точность этой серии достигается за счет оригинального механизма электрического счетчика Aircore или механического механизма с трубкой Бурдона из твердой латуни. Все они оснащены подсветкой Back-Lit™ и снабжены легко читаемыми инструкциями по установке на английском, французском и испанском языках.

КРЕПЛЕНИЕ НА КОЛЬЦЕ, ПОВОРОТНОЕ

Все наши комплекты с одинарным и тройным калибром включают крепление на заднее кольцо, что значительно упрощает установку.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли сбросить показания счетчика пройденного пути?

Для сброса счетчика пройденного пути вам необходимо повернуть ручку сброса счетчика пройденного пути против часовой стрелки, пока счетчик пройденного пути не покажет «0000».

Какое передаточное отношение установлено для спидометра?

Спидометр рассчитан на передаточное отношение 1:1 при скорости 60 миль в час.

Напишите свой отзыв

Вы пишете отзыв: 3-3/8" Хромированный механический спидометр в километрах в час

Псевдоним

Резюме

Обзор

Поиск дилера

Найдите авторизованного местного или онлайн-дилера продукции Equus с помощью приведенного ниже средства поиска дилеров.

Радиус поискаРадиус поиска - 1 миляРадиус поиска - 3 милиРадиус поиска - 5 мильРадиус поиска - 10 мильРадиус поиска - 15 мильРадиус поиска - 25 мильРадиус поиска - 50 мильРадиус поиска - 100 мильРадиус поиска - 500 миль

Как работают спидометры? - Объясните, что Stuff

Как работают спидометры? - Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Инструменты, инструменты и измерения > Спидометры

  • Дом
  • индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Извините, сэр, вы хоть представляете, как быстро вы ехали? Это вопрос, которого боится задавать каждый автомобилист полицейский. сторона дороги. Если бы вы смотрели прямо перед собой, не глядя за приборной панелью у вас может быть лишь смутное представление о том, что сказать. Если вы смотрели на спидометр, с другой стороны, вы будете знать точный ответ, возможно, с точностью до одного-двух километров или миль в час. Вы когда-нибудь задумывались над тем, как на самом деле работает спидометр? работает? Это действительно гениальное использование электромагнетизма!

Фото: Спидометры могут выглядеть как счетчики с подвижной катушкой (вольтметры, амперметры и т. д.), но работают они совершенно по-другому.

Содержимое

  1. Как измерить скорость
  2. Спидометры механические (вихретоковые)
  3. Как работают спидометры — подробнее
  4. Прочие механические спидометры
  5. Электронные спидометры
  6. Узнать больше

Как измерить скорость

Если вы читали нашу статью о движении, то знаете, что скорость определяется очень просто: это расстояние, которое вы проходите, деленное на к тому времени, когда вы принимаете. Итак, если вы проедете 200 километров, и вам понадобится четыре часа, ваша средняя скорость 50 километров в час. Измерение вашей средней скорости после того, как вы путешествовали, на самом деле не такая большая помощь, особенно если вас спрашивает полицейский вопросов. Как быстро вы ехали, сэр? Эм, потяни меня снова в пару часов, когда я доберусь до места назначения... и я поделю расстояние, которое я прошел к тому времени, когда это заняло ... и тогда я должен быть в состоянии дать вам какой-то ответ. Хорошо?

Работа: чтобы найти среднюю скорость от точки А до точки Б, разделите расстояние между ними на время, которое вам потребовалось. Но это ничего не говорит вам о вашей скорости в пути, потому что вы могли путешествовать по другим маршрутам или делать паузы в пути. Только спидометр может сказать вам вашу реальную скорость в любой момент.

Здесь мы говорим о средней скорости; что тебе нужно знаете, как автомобилист, это ваша мгновенная скорость: скорость вы собираетесь в любой момент. Разобраться с этим намного сложнее чем вы думаете. Если вы видели гаишников (или камеры контроля скорости) возле обочине дороги, вы, наверное, знаете, что они используют радар лучи для проверки скорости. Радарная пушка (ручная или установленная внутри скоростного камера) стреляет невидимым электромагнитным лучом в вашу машину скорость света. Ваш автомобиль снова отражает луч, изменяя это очень незначительно. Пистолет выясняет, как был луч влияет и, исходя из этого, вычисляет вашу скорость. Теперь в теории мы могли бы у всех быть радарные пушки, установленные в наших машинах, стреляющие лучами в фонарные столбы и здания и ждут отражения назад - но это ужасно много хлопот! Нет ли более простого способа выяснить, как быстро мы идем?

Фото: Измерение скорости с помощью радара. Некоторые скоростные пушки используют LIDAR (отраженный лазерный свет) вместо радара (который использует отраженные радиоволны). Фото Лека Матео предоставлено ВВС США.

Что нам действительно нужно, так это выяснить, насколько быстро машина колеса крутятся. Если мы знаем, насколько велики колеса, мы можем тогда вычислить скорость довольно легко. Но как измерить колесо скорость вращения? Даже эта проблема непростая. Представьте, сколько труднее это должно было казаться на заре автомобилестроения, еще в 1902 года, когда немецкий инженер Отто Шульце изобрел первый практическое решение: вихретоковый спидометр.

Рекламные ссылки

Механические (вихретоковые) спидометры

Вот что мы хотим от нашего спидометра. У нас есть машина колеса, вращающиеся с определенной скоростью, и мы хотим знать, с помощью простого указатель и циферблат, что это за скорость. Итак, нам нужно подключить вращая колеса к указателю каким-то хитрым способом. Даже это довольно сложно: колеса мчатся, но указатель, какой-то расстояние, просто щелкает вперед и назад. Как мы конвертируем непрерывное, вращающееся движение в прерывистое, мерцающее, указатель движение? Ответ заключается в использовании электромагнетизма!

Вал, вращающий колеса автомобиля, соединен с спидометр длинным гибким тросом из скрученных проводов. кабель немного похож на мини-карданный вал: если один конец кабеля вращается, как и другой, хотя кабель длинный и гнущийся. Верхним концом тросик входит в заднюю часть спидометра. Когда он вращается, он поворачивает магнит внутри корпуса спидометра на одинаковая скорость. Магнит вращается внутри полой металлической чашки, известной как чашка скорости, которая также может свободно вращаться, хотя и ограничена тонкая спираль из проволоки, известная как спираль. Однако магнит и чашки скорости не соединены вместе: они разделены воздухом. Чашка скорости прикреплена к стрелке, которая перемещается вверх и вниз по циферблату спидометра.

Работа: примерно до 1960-х годов практически во всех спидометрах использовалась комбинация механической энергии и электромагнетизма. Небольшое колесо (красное), приводимое в движение диском (оранжевым), прикрепленным к одному из передних колес автомобиля (серое), крутило трос (зеленый), который змеился к спидометру (синий). В этом очень раннем экземпляре, датируемом 1904 годом, для перемещения иглы использовался «центробежный» механизм; более поздние конструкции перешли на электромагнетизм. Работа из патента США 765 841: Спидометр Джозефа В. Джонса, 26 июля 1919 г.04, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета добавлены для ясности).

Как все это работает? При вращении троса спидометра он поворачивается магнит с той же скоростью. Вращающийся магнит создает флуктуирующее магнитное поле внутри скоростного стакана и по законам электромагнетизм, то есть электрические токи текут внутри чашки, как хорошо. По сути, чашка скорости превращается в своего рода электричество. генератор. Но, в отличие от нормального генератора (тот, который производит электричество для вашего дома в электростанции), токи в Кубку скорости некуда деваться: не на чем нести их силу прочь. Так что потоки просто бесполезно плавают в завихрениях вихри — мы называем их вихревыми токами именно по этой причине. С это электрические токи, и они движутся в электрическом проводник внутри магнитного поля, другой закон электромагнетизма говорит, что они будут создавать движение. Как? Токи на самом деле заставляют чашку вращаться таким образом, что она пытается догнать вращающийся магнит. Но пружинка останавливает чашку от вращается очень далеко, так что вместо этого он просто немного поворачивается, вытягивая указатель вверх по циферблату, как он это делает. Чем быстрее едет машина, тем чем быстрее вращается кабель, чем быстрее вращается магнит, тем больше вихревые токи он генерирует, тем больше сила на чашке скорости, и тем больше он способен тянуть стрелку вверх по циферблату. Если вы не можете представить себе все это ясно, взгляните на небольшую анимацию ниже.

Как работают спидометры — более подробно

  1. Когда двигатель проворачивается, карданный вал вращается, заставляя колеса вращаться.
  2. Трос спидометра, приводимый в действие карданным валом, также вращается.
  3. Трос вращает магнит с той же скоростью внутри чашки скорости. Магнит постоянно вращается в одном направлении (в данном случае против часовой стрелки).
  4. Вращающийся магнит создает вихревые токи в чашке скорости.
  5. Вихревые токи заставляют чашку скорости вращаться против часовой стрелки, пытаясь догнать магнит. Помните, что магнит и чашка скорости никак не соединены друг с другом — между ними находится воздух.
  6. Волосяная пружина сжимается, удерживая чашу скорости, так что она может лишь немного повернуться.
  7. Когда чашка скорости поворачивается, она поворачивает стрелку вверх по циферблату, указывая скорость автомобиля.

Другие механические спидометры

Фото: Центробежный регулятор, используемый в некоторых устаревших механических спидометрах и оборудовании для регулирования скорости.

Помимо вихревых токов и крутящихся тросов, изобретатели конца 19-го и начала 20-го века пробовали несколько других способов измерения скорости, используя изобретательные механические методы. Например, были регуляторы спидометра, которые работали примерно так. центробежные регуляторы (ограничители скорости) в паровых машинах с грузами, которые поднимаются выше по мере того, как ось вращается быстрее. Грузы были соединены с рычагом, который перемещал иглу вверх и вниз по циферблату, чтобы указать скорость. В 1916, компания под названием Waltham запатентовал механизм воздушной чашки, аналогичный вихретоковой конструкции, но с парой заполненных воздухом чашек, обращенных друг к другу. Когда одна чашка вращалась, вращающийся внутри нее воздух притягивал воздух во второй соседней чашке, соединенной со стрелкой и волосяной пружиной, как в вихретоковом спидометре. Эта идея была разработана никем иным, как великим пионером в области электротехники и плодовитым изобретателем Николой Теслой.

Электронные спидометры

Фото: Существует довольно много приложений для спидометров для смартфонов, которые рассчитывают вашу скорость с помощью сигналов GPS (спутниковое позиционирование) (или другого местоположения телефона) (пройденное расстояние) и времени. Это полный спидометр для iPhone от Дэниела Дж. Переса. Приложения для Android включают GPS-спидометр, одометр и SpeedView.

Практически все спидометры, произведенные до 1980-х годов, работали с использованием вихретокового и тросового механизма — во многом подобно оригинальной запатентованной конструкции Шульце. Но есть недостатки. Во-первых, есть много механических деталей, которые изнашиваются (что делает их неточными). или внезапно потерпеть неудачу. Если тросик спидометра оборвется, вся штуковина моментально придет в негодность — и на это потребуется механик, чтобы сделать ремонт. Длинные тросы спидометра особенно непрактично, что всегда было проблемой для больших коммерческих транспортных средств, таких как грузовики и автобусы. Вихретоковые спидометры также далеко не идеальны для велосипедов, не в последнюю очередь потому, что они на руль большой спидометр не поместишь! И проблема не только в кабеле: может быть трудно прочитать обычный циферблат спидометра, если вы мчаться по автостраде, особенно ночью: вы действительно хотите оторвать взгляд от дороги, чтобы понять где стрелка на циферблате? Некоторые люди предпочитают видеть их скорость как простое число на хорошо освещенном цифровом дисплее.

Иллюстрация: Как работает электронный спидометр: 1) Магнит, подключенный к одному из колес (или, что более вероятно, к карданному валу, прикрепленному к одному из колес), вращается с высокой скоростью. 2) Каждый раз, когда он делает один полный оборот, он проходит мимо датчика Холла (или другого магнитного), и поле от магнита запускает датчик. 3) Схема усиливает сигналы датчика и преобразует их в мгновенную скорость и пройденное расстояние. 4) Цифровой дисплей на приборной панели действует как спидометр и одометр, одновременно отображая скорость и расстояние.

Электронные спидометры работают совершенно по-другому. Небольшой магниты, прикрепленные к вращающемуся приводному валу автомобиля, проносятся мимо крошечных магнитные датчики (герконы или Датчики Холла) расположен рядом. Каждый раз, когда магниты проходят мимо датчиков, они генерируют кратковременный импульс электрического тока. Электронная схема подсчитывает, как быстро приходят импульсы, и преобразует это в скорость, отображается в электронном виде на ЖК-дисплее. Поскольку схема измеряет количество оборотов колеса, она также может вести подсчет того, как далеко вы путешествовали, удваивая как одометр (дальномер). Электронные спидометры также могут отображать скорость с помощью аналоговых указателей и циферблатов. традиционные вихретоковые спидометры: в этом случае электронный схема приводит в действие хорошо управляемый электродвигатель (называемый шаговым двигателем), который поворачивает указатель на соответствующий угол. Электронные спидометры более надежны и компактны, чем механические. датчики движения могут находиться на любом расстоянии от дисплея, который показывает вашу скорость, что делает подходят для любого вида транспорта от велосипеда до 40-тонного грузовика!

"Как быстро вы ехали, сэр?"
"Боюсь, офицер, но я довольно хорошо представляю, как моя машина это вычисляет. Это считается?".

Узнать больше

На этом сайте

  • Вихретоковые тормоза (электромагнитные тормоза)
  • Датчики Холла
  • Законы движения
  • Магнетизм
  • Герконы
  • Пружины

На других объектах

Исторический интерес
  • Как работает спидометр: Popular Science, август 1959 г. Вот альтернативное объяснение из всегда превосходного журнала Popular Science, с изображением механизма спидометра лучше, чем то, что сделал я. Это также объясняет, как работают спидометры с подвижной полосой.
  • Что вы должны знать о спидометре Шайлер Ван Дайн. Popular Science, сентябрь 1941 г. Еще одна классическая статья с отличным рисунком спидометра в разрезе. Также несколько исторических фотографий того, как спидометры собирались на заводах. Наверное, сейчас все делают роботы!

Патенты

  • Патент США 3,477,022: Схема управления электронным спидометром и одометром Пола Д. Ле Мастерса и др., General Motors Corporation. Выпущено 4 ноября 1969 г. Описывает современный спидометр и одометр на эффекте Холла.
  • Патент США 1 209 359: Индикатор скорости Николы Теслы, Waltham Watch, Co., 29 мая 1914 г. Вихретоковый спидометр или спидометр с воздушным сопротивлением, запатентованный одним из пионеров электромагнетизма.
  • Патент США 1 038 016: Магнитный спидометр Джона К. Стюарта, 10 сентября 19 г.12. Типичный вихретоковый спидометр.
  • Патент США 765841: Спидометр Джозефа У. Джонса, 26 июля 1904 г. Простой механический спидометр начала 20 века.
  • Патент США 765,841: Электрический одометр и индикатор скорости от WA Phillips. 19 апреля 1892 г. Одометр и спидометр на основе центробежного регулятора.

Товары

  • Стоит ли использовать телефон вместо велокомпьютера? Мишель Артурс-Бреннан. Еженедельник велоспорта, 9 октября, 2018. Каковы плюсы и минусы использования телефона в качестве спидометра и одометра?
  • Одометр помогает или мешает велопрогулке? Никола Брэди. The Guardian, 30 сентября 2011 г. Спидометры могут разочаровывать и демотивировать серьезных велосипедистов.
  • GM превращает все ваше лобовое стекло в проекционный дисплей Тони Борроза. Wired, 17 марта 2010 г. Сколько времени пройдет, прежде чем спидометры будут регулярно проецироваться на наши ветровые стекла?
  • Спидометры в метро: ухабистая жизнь, Ричард Перес-Пена. Нью-Йорк Таймс, 21 августа 1919 г.95. Как нью-йоркское метро для большей безопасности перешло с механических спидометров на радарные. Интересная статья из архива Times.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.


Learn more

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf