Mekaaninen ja elektroninen nopeusmittari. Laite ja toimintaperiaate

Ei ole sattumaa, että nopeusmittari sijaitsee auton kojelaudan näkyvimmällä paikalla. Loppujen lopuksi tämä laite näyttää kuinka nopeasti ajat, ja voit valvoa sallitun nopeusrajoituksen noudattamista, mikä vaikuttaa suoraan liikenneturvallisuuteen. Älkäämme unohtako ylinopeusmaksuja, jotka voidaan välttää katsomalla säännöllisesti nopeusmittaria. Lisäksi maanteillä tämän laitteen avulla voit säästää polttoainetta, jos ylläpidät optimaalista nopeutta, jolla polttoaineenkulutus on minimaalinen.

Mekaaninen nopeusmittari keksittiin yli sata vuotta sitten, ja sitä käytetään edelleen laajalti ajoneuvoissa. Tässä anturi on yleensä hammaspyörä, joka kytkeytyy toisioakselin erikoisvaihteeseen. Etuvetoisissa ajoneuvoissa anturi voi sijaita vetopyörien akselilla ja nelivetoisissa ajoneuvoissa vaihteistokotelossa.



Kojelaudan nopeusmittarina (6) käytetään osoitinlaitetta, jonka toiminta perustuu magneettisen induktion periaatteeseen.

Pyörimisen siirto anturista (1) nopeusmittariin (itse asiassa nopeusmittariin) tapahtuu joustavalla akselilla (kaapelilla) (2) useista kierretyistä teräslangoista, joiden molemmissa päissä on tetraederinen kärki. Kaapeli pyörii vapaasti akselinsa ympäri erityisessä muovisessa suojavaipassa.

Toimilaite koostuu käyttökaapeliin kiinnitetystä ja sen mukana pyörivästä kestomagneetista (3) sekä alumiinisylinteristä tai -kiekkosta (4), jonka akseliin on kiinnitetty nopeusmittarin neula. Metallinen näyttö suojaa rakennetta ulkoisten magneettikenttien vaikutuksilta, jotka voivat vääristää laitteen lukemia.

Magneetin pyöriminen indusoi pyörrevirtoja ei-magneettisessa materiaalissa (alumiinissa). Vuorovaikutus pyörivän magneetin magneettikentän kanssa saa myös alumiinilevyn pyörimään. Palautusjousen (5) olemassaolo johtaa kuitenkin siihen, että kiekko ja sen mukana osoitinnuoli pyörivät vain tietyn kulman läpi, joka on verrannollinen ajoneuvon nopeuteen.

Kerran jotkut valmistajat yrittivät käyttää teippi- ja rumputyyppisiä osoittimia mekaanisissa nopeusmittareissa, mutta ne eivät osoittautuneet kovin käteviksi, ja ne lopulta hylättiin.



Huolimatta mekaanisten nopeusmittareiden yksinkertaisuudesta ja laadusta, joissa on taipuisa akseli käyttövoimana, tämä rakenne antaa usein melko suuren virheen, ja itse kaapeli on sen ongelmallisin elementti. Siksi puhtaasti mekaanisista nopeusmittareista on vähitellen tulossa menneisyyttä, ja ne väistyvät sähkömekaanisille ja elektronisille laitteille.

Sähkömekaanisessa nopeusmittarissa on myös joustava käyttöakseli, mutta laitteen magneettisen induktion nopeuskokoonpano on järjestetty eri tavalla. Alumiinisylinterin sijasta tähän asennetaan kela, jossa sähkövirtaa syntyy muuttuvan magneettikentän vaikutuksesta. Mitä suurempi kestomagneetin pyörimisnopeus on, sitä suurempi on kelan läpi kulkeva virta. Kelan liittimiin on kytketty osoitinmilliammetri, jota käytetään nopeusmittarina. Tällaisen laitteen avulla voit lisätä lukemien tarkkuutta verrattuna mekaaniseen nopeusmittariin.

Elektronisessa nopeusmittarissa nopeusanturin ja kojelaudassa olevan laitteen välillä ei ole mekaanista yhteyttä.

Laitteen nopeassa yksikössä on elektroninen piiri, joka käsittelee nopeusanturilta johtojen kautta vastaanotetun sähköisen pulssisignaalin ja lähettää vastaavan jännitteen lähtöönsä. Tämä jännite syötetään kello-milliammetriin, joka toimii nopeuden osoittimena. Nykyaikaisemmissa laitteissa stepper ICE ohjaa osoitinta.

Nopeusanturina käytetään erilaisia ​​laitteita, jotka tuottavat pulssisignaalin. Tällainen laite voi olla esimerkiksi pulssi-induktiivinen anturi tai optinen pari (valodiodi + fototransistori), jossa pulssien muodostuminen tapahtuu valoviestinnän katkeamisen vuoksi akselille asennetun uritetun levyn pyöriessä.

Mutta ehkä yleisimmin käytetyt nopeusanturit, joiden toimintaperiaate perustuu Hall-ilmiöön. Jos asetat johtimen, jonka läpi tasavirta kulkee magneettikentässä, siinä syntyy poikittainen potentiaaliero. Kun magneettikenttä muuttuu, myös potentiaalieron suuruus muuttuu. Jos uralla tai reunalla varustettu käyttölevy pyörii magneettikentässä, saamme impulssin muutoksen poikittaispotentiaalieroon. Pulssien taajuus on verrannollinen isäntälevyn pyörimisnopeuteen.



Nopeuden näyttäminen osoittimen sijaan Sattuu, että käytetään digitaalista näyttöä. Kuljettaja näkee kuitenkin nopeusmittarin jatkuvasti muuttuvat numerot huonommin kuin nuolen sujuvan liikkeen. Jos syötät viiveen, hetkellinen nopeus ei välttämättä näy oikein tarkasti, etenkään kiihdytyksen tai hidastuksen aikana. Siksi analogiset osoittimet ovat edelleen vallitsevia nopeusmittareissa.

Huolimatta autoteollisuuden jatkuvasta teknisestä kehityksestä monet huomauttavat, että nopeusmittarin lukemien tarkkuus ei ole kovin korkea. Ja tämä ei ole yksittäisten kuljettajien yliaktiivisen mielikuvituksen hedelmää. Valmistajat ovat tietoisesti tehneet pienen virheen jo laitteiden valmistuksessa. Lisäksi tämä virhe on aina isoon suuntaan, jotta voidaan sulkea pois tilanteet, joissa eri tekijöiden vaikutuksesta nopeusmittarin lukemat ovat alhaisemmat kuin auton mahdollinen nopeus. Tämä tehdään siten, että kuljettaja ei vahingossa ylitä nopeutta laitteen virheellisten arvojen ohjaamana. Turvallisuuden varmistamisen lisäksi valmistajat ajavat myös omaa etuaan - he pyrkivät sulkemaan pois tyytymättömien kuljettajien oikeusjutut, jotka ovat saaneet sakon tai joutuneet onnettomuuteen väärien nopeusmittarin lukemien takia.

Nopeusmittareiden virhe on pääsääntöisesti epälineaarinen. Se on lähellä nollaa noin 60 km/h nopeudella ja kasvaa vähitellen nopeuden kasvaessa. Nopeudella 200 km/h virhe voi nousta jopa 10 prosenttiin.

Myös muut tekijät vaikuttavat lukemien tarkkuuteen, kuten nopeusantureisiin liittyvät. Tämä koskee erityisesti mekaanisia nopeusmittareita, joissa vaihteet kuluvat vähitellen.

Usein autojen omistajat itse aiheuttavat lisävirheen asettamalla koon, joka poikkeaa nimelliskokosta. Tosiasia on, että anturi laskee vaihteiston ulostuloakselin kierrokset, jotka ovat verrannollisia pyörien kierroksiin. Mutta pienemmällä renkaan halkaisijalla auto ajaa lyhyemmän matkan yhdellä pyörän kierroksella kuin nimelliskokoisilla renkailla. Ja tämä tarkoittaa, että nopeusmittari näyttää nopeuden, joka on yliarvioitu 2 ... 3 prosenttia mahdolliseen verrattuna. Alipaineisilla renkailla ajaminen vaikuttaa samaan. Suuremman halkaisijan omaavien renkaiden asentaminen päinvastoin aiheuttaa nopeusmittarin lukemien aliarvioinnin.

Virhe voi osoittautua täysin mahdottomaksi, jos asennat tavallisen sijasta nopeusmittarin, jota ei ole suunniteltu toimimaan tässä automallissa. Tämä on otettava huomioon, jos viallinen laite on vaihdettava.

Matkamittaria käytetään ajetun matkan mittaamiseen. Sitä ei pidä sekoittaa nopeusmittariin. Itse asiassa nämä ovat kaksi eri laitetta, jotka yhdistetään usein yhteen tapaukseen. Tämä selittyy sillä, että molemmat laitteet käyttävät pääsääntöisesti samaa anturia.

Jos käytetään taipuisaa akselia käyttövoimana, pyörimisen siirto matkamittarin tuloakselille tapahtuu vaihteiston kautta, jolla on suuri välityssuhde - 600 - 1700. Aikaisemmin käytettiin kierukkavaihdetta, jonka kanssa vaihteet numeroilla kierrettyinä. Nykyaikaisissa analogisissa matkamittareissa pyörien pyörimistä ohjataan askelmoottoreilla.



Yhä useammin löydät laitteita, joissa auton ajokilometrit näkyvät digitaalisesti nestekidenäytöllä. Tässä tapauksessa tiedot ajetusta matkasta kopioidaan moottorin ohjausyksikössä, ja se tapahtuu auton elektronisessa avaimessa. Jos kelatat digitaalisen matkamittarin ohjelmoidusti, väärennös voidaan yksinkertaisesti havaita tietokonediagnostiikan avulla.

Jos nopeusmittarissa on ongelmia, niitä ei missään tapauksessa saa jättää huomiotta, ne on korjattava välittömästi. Kyse on sinun ja muiden tienkäyttäjien turvallisuudesta. Ja jos syy on viallisessa anturissa, voi myös syntyä ongelmia, koska moottorin ohjausyksikkö säätelee yksikön toimintaa virheellisten nopeustietojen perusteella.