История создания спидометра

Статья опубликована 24.06.2014 13:28

Последняя правка произведена 20.08.2016 11:39

Предыстория.

спидометр

В большинстве автомобилей на передней панели можно увидеть набор контрольно-измерительных приборов, который состоит из тахометра, датчика температуры двигателя, уровня заправки топливного бака и других. В ходе поездки чаще всего водитель обращает внимание на спидометр, показывающий мгновенную скорость движения автомобиля, которая выражается в милях или в километрах в час. Его стандартный вариант, который состоит из перемещающейся по шкале стрелки, актуален до сих пор.

История изобретения спидометра насчитывает порядка сотни лет, впервые прибор для измерения скорости появился в 1901 году на автомобилях «Oldsmobile». Вплоть до 1910 года спидометр считался диковинной вещью и устанавливался лишь в качестве опции, только потом автозаводы стали включать его в обязательную комплектацию. Модель от 1916 года, которая была изобретена Николой Тесла, дошла до нынешних дней, почти не претерпев изменений.

«Последствия» изобретения спидометра.

С развитием автомобилестроения растет количество машин на дорогах, мощность двигателей и, соответственно, развиваемая ими скорость (к началу 20 века она приблизилась к 30 милям в час). Скорость той же «Самобеглой коляски» значительно выше, чем конного экипажа, поэтому на дорогах участились случаи транспортных происшествий. Изобретение спидометра позволило автомобилистам следить за скоростью движения, тем самым, делая перемещение на транспорте более безопасным.

Появление спидометров позволило вводить скоростные ограничения, что обусловило образование первой дорожной полиции. Машины того времени оборудовались двумя спидометрами: один маленький для водителя, а другой большой, для того чтобы полицейский смог считать показания скорости на расстоянии.

выставка спидометров

Классификация спидометров.

По способу измерения:

• Центробежный – плечо регулятора, которое удерживается пружиной, вращается совместно со шпинделем и откидывается в стороны центробежной силой так, смещение прямо пропорционально скорости.

• Хронометрический – комбинация часового механизма с одометром.

• Индукционный — система постоянных магнитов, вращающихся вместе с приводным шпинделем, генерирует вихревые токи в диске из меди или алюминия, помещённом в магнитное поле. Диск, таким образом, втягивается в круговое движение, но его вращение замедляется ограничительной пружиной. Диск соединен со стрелкой, показывающей скорость.

• Электромагнитный — скорость определяется по ЭДС, вырабатываемой тахогенератором, подключённым к шпинделю.

• Вибрационный – применим для быстровращающихся машин. Механический резонанс колебаний подшипников или рамы машины вызывает колебания градуированных язычков с частотой, соответствующей числу оборотов машины.

• По системе спутникового позиционирования — скорость определяется по системе спутникового позиционирования GPS электронным путём как пройденное расстояние, делённое на время пути.

• Электронные — оптический, магнитный или механический датчик вырабатывает импульс тока за каждый оборот шпинделя. Импульсы обрабатываются электронной схемой и скорость выводятся на индикатор.

По типу индикатора:

Аналоговые:

салон Газ-24 • Ленточный – скорость показывает лента, проходящая через деления на неподвижной шкале. Использовался на многих американских и некоторых японских и европейских моделях, а также на ГАЗ-24 до начала 1975 года.

• Барабанный — деления нанесены на вращающийся барабанчик и при его вращении появляются в окошке, показывая текущую скорость. Применялся на многих довоенных автомобилях, некоторых американских автомобилях шестидесятых, а также – относительно современных моделях «Ситроена».

• Стрелочный – наиболее распространённый вариант спидометра, скорость указывает вращающаяся вокруг оси стрелка.

Цифровые.

Цифровой спидометр был разработан совсем недавно, в 1993 году.

Индикатором цифрового спидометра служит жидкокристаллический или аналоговый дисплей, который отображает скорость в цифровом формате.

цифровой спидометр

Во втором случае (аналоговый дисплей) есть проблема задержки показаний: при отсутствии задержки отображения значений скорости или слишком малой задержки водитель не способен корректно воспринимать непрерывно «бегающие» перед глазами цифры; если ввести существенную задержку, то индикатор начинает некорректно отображать данные о мгновенной скорости торможении и разгоне.

В связи с этим, аналоговые индикаторы нашли широкое распространение, а цифровые используются на относительно небольшом числе моделей; пик популярности пришелся на 1970-80е года в США, откуда эту моду подхватили японские производители, но впоследствии на большинстве моделей их решили сменить на традиционный стрелочный вариант.

Устройство и принцип работы спидометра:

Механический.

Скорость движения автомобиля определяют скоростью вращения его колес. Именно этот показатель фиксируют измерительные приборы.

Один из самых популярных способов измерения скорости – это спидометр магнитоиндукционного типа, имеющий привод от гибкого вала. Он содержит пару функциональных узлов (счетный и скоростной), заключенных в одном корпусе и объединенных общим приводом.

Скоростной узел состоит из постоянного магнита, закрепленного на приводном валике, и катушки, которая установлена на оси. Стрелка, которая показывает скорость, находится на верхнем конце оси. В средней части оси напрессована втулка со спиральной пружиной, внутренний конец которой закреплен на ней. Наружный конец крепится на пластине, предназначенной для изменения натяжения пружины регулировкой скоростного узла. Экран, расположенный вокруг катушки, увеличивает магнитный поток, проходящий через катушку. Возникающие при вращении магнита вихревые потоки, порождают магнитное поле катушки.

При взаимодействии магнитных полей магнита и катушки создается крутящий момент, который стремится развернуть катушку в том же направлении, куда вращается магнит. Возвратная пружина при закручивании препятствует повороту оси, поэтому одновременно возникает и противодействующий момент. В результате, ось стрелки и катушка поворачиваются на определенный угол, который пропорционален частоте вращения валика спидометра и соответствует скорости движения автомобиля.

Электронный.

Показания скорости считываются специальным датчиком VSS (Vehicle Speed Sensor), который расположен в трансмиссии. Датчик посылает импульсы напряжения, которые действуют с частотой, пропорциональной скорости автомобиля. Импульсы поступают в мультиплексер, проходя через блок формирования, а далее – во временные «ворота», пребывающие в открытом состоянии только на определенное время. Затем счетчик подсчитывает количество, прошедших через «ворота» импульсов. Информация со счетчика поступает на микропроцессор, где и происходит конвертирование в скорость. На цифровой дисплей данные поступают от демультиплексера и декодера.

После считывания и обработки счетчик обнуляется, и происходит принятие следующего пакета импульсов. Электронный спидометр позволяет получать более точные данные, нежели механический.

Еще больше интересных автомобильных фактов, а также советы женщине за рулем, которые могут быть полезны и мужчинам, читайте на этом сайте.

Создание спидометра

Спидометр – одно из самых важных устройств на панели приборов автомобиля. С помощью него можно определить скорость движения во время поездки, и сегодня естественно считать это немаловажной функцией.Первый спидометр был установлен на “Oldsmobile” в 1901 году. Принадлежало изобретение гению энергетики Никола Тесла. Он же занимался совершенствованием прибора в течение нескольких лет, и, впоследствии спидометр практически не изменялся, вплоть до наших дней.

Массовым производством спидометров занялась компания «Otto Schulze Autometer». С 1902 года изобретатель Отто Шульц стремился ввести в обращение прибор для измерения скорости автомобиля.Установка спидометра на автомобили был связана исключительно с увеличением скорости. Как только скорость самобеглого транспорта стала увеличиваться, сразу же обозначилась связанная с этим проблема  – дорожно – траспортные происшествия.

Появление спидометра тесно связано с появлением правил дорожного движения и дорожной полиции. Прибор служил для ограничения скорости и для ее контроля. В то время на автомобилях устанавливалось два спидометра – один, маленький для водителя, и другой, большой, для полицейских. Увеличенный размер нужен был для возможности контроля скорости с большого расстояния.

С развитием автомобильной отрасли появлялись и разные виды спидометров. Наиболее известные из них – центробежный, электромагнитный,  индукционный, вибрационный и электронный.

Механические спидометры фиксируют скорость вращения колес автомобиля. Самый распространенный спидометр такого типа – магнитно-индукционный. Принцип работы этого устройства основан на взаимодействии магнитных полей.

Электронный спидометр считывает импульсы напряжения. Для этого в трансмиссии устанавливается специальный датчик. Спидометр этого типа более совершенный, и фиксирует скорость максимально точно.

По типу индикатора наиболее популярным стал  стрелочный спидометр. В истории существовало еще два типа прибора – ленточный и барабанный, но после войны они практически вышли из обращения.  В 80-е годы японские производители пытались усовершенствовать систему, заменив стрелочный прибор цифровым. Однако инновация не прижилась, так как бегающие цифры на жидкокристаллическом дисплее было слишком сложно воспринимать. В результате, на большинстве современных автомобилей, как и много лет назад, установлены стрелочные спидометры.

Спидометр. Виды и устройство. Погрешность и особенности

Спидометр – это устройство, измеряющее и отображающее скорость транспортного средства. Его можно встретить в автомобиле, самолете, мотоцикле и даже в электросамокатах. Человечество сильно привязалось к этому прибору, на нем основываются многие тесты и эксперименты.

Благодаря этому измерительному прибору люди узнают скорость различных объектов и используют полученные данные для научных открытий и обеспечения безопасности людей.

История создания

Впервые спидометр появился более ста лет назад, в 1901 году в машине «Oldsmobile», хотя сейчас есть подтверждения того, что русский изобретатель создал аналог этого механизма еще в 1801 году и показал его Александру I, но в тоже время и был забыт более чем на век. Первоначально прибор добавлялся в машину как дополнительная, но необязательная опция вплоть до 1910 года.

Только после 1910 года заводы-производители стали добавлять его в обязательном порядке. «Otto Schulze Autometer» стали массово производить спидометры для автомобилей. Самой популярной и актуальной стала модель 1916 года от гения энергетики Николы Тесла. С того времени принцип работы практически не изменился и схема действия, созданная сто лет назад, до сих пор используется в современных автомобилях.

Первыми появились стрелочные и барабанные спидометры в 1908 – 1915 году соответственно. Позже появились ленточные и цифровые приборы, но в наши дни самым популярным и используемым остается стрелочный тип спидометров из-за его простоты и надежности.

Ленточные спидометры использовались с середины XX до донца XX века, но позже были вытеснены стрелочными и более современными цифровыми аналогами. В то же время появились и барабанные варианты измерительных приборов, но они также плохо были приняты из-за низкой эффективности и неточности, что создавало опасные ситуации на дороге.

Цифровой спидометр был создан в 80-е годы японцами в качестве альтернативы устаревшим механическим приборам. Однако новшество не смогло ужиться из-за того, что воспринимать информацию на жидком дисплее было крайне неудобно. Поэтому чаще всего такие виды спидометров используются на спортивных мотоциклах. А в машинах изредка применяются электронные одометры.

Типы и особенности спидометров

За более чем сто лет спидометр подвергался разнообразным изменениям не только внешней структуры, но и внутреннего механизма.

Механические

Это наиболее распространенный и простой тип спидометров. Из названия ясно, что в механизме таких спидометров задействованы только механические детали. Измерителем скорости служит магнитный скоростной узел со стрелкой в качестве указателя. Стрелка показывает на шкале данные которые зависят от частоты вращения магнита (3), который приводится  в действие от вала. Алюминиевый барабан (2), начинает вращаться под действием магнитного поля магнита (3), на оси которого закреплена стрелка указателя скорости и возвратная пружина (3). Чем быстрее вращается магнит, тем более отклоняется стрелка спидометра.

Передача крутящего момента на сам магнит (3) происходит от датчика скорости посредством гибкого вала. Этот способ выбран для того, чтобы от крутящего момента колеса получать скорость автомобиля. Но в этом случае стоит отметить много погрешностей, которые так или иначе относятся к колесу. Диаметр и ширина колеса может сыграть огромную роль в числовых показателях спидометра.

Для отображения пройденного расстояния используется червячный привод (5) с барабанным счетчиком (4).

Электромеханические

Подобные устройства, отвечающие за измерение скорости, работают за счет электромеханических датчиков. Индикатором является либо улучшенная механическая версия, либо миллиамперметр.

Электромеханические спидометры имеют схожие основные части с устройствами механического типа действия, так как состоят из скоростного узла, датчика и счетного узла. Отличия заключаются в виде датчиков (традиционный, импульсный, индукционный, комбинированный) и скоростных узлов.

Электронный спидометр

Усовершенствованная версия электромеханического аналога, основным отличием которого является одометр, который становится полностью цифровым. Также есть версии с цифровым индикатором скорости, но они менее распространенные. В подобных типах спидометров нет связи механического характера между приборной панелью и вторичным валом.

Существует два главных вида датчиков скорости:

1. Оптоэлектронный.
2. Бестросовый.

Бестросовый датчик работает за счет многополюсного магнита, который вращается вместе с ведущим валом. Во время этого возникающие изменения магнитного поля влияют на сопротивление магнитно-резистивного элемента, которые преобразовываются в импульсы.

В оптоэлектронном спидометре имеется часть с тросиком и фотопрерыватель. Частота импульсов фотопрерывателя пропорциональна скорости вращения троса, по этим данным высчитывается действительная скорость транспортного средства.

Ложные показания

Спидометр и одометр показывают неверные данные почти в каждой машине и это какая-то ошибка. Раньше, в XX веке погрешность приборов в автомобиле, который только что вышел с завода, могла составлять 10%. Тогда не было технологий, позволяющих точно измерять скорость машины на разных дорожных покрытиях. Часто погрешность прибора приводила к необоснованным штрафам и даже ДТП.

Автопроизводителям срочно нужно было, что-то сделать с погрешностью в автомобильных приборах, из-за которых к ним возникали претензии со стороны покупателей. Было решено завысить показатели для того, чтобы успокоить водителя и настроить его на более медленный темп езды.

В тридцатых годах прошлого века скорость машины измерялась на основе вращения выходного вала. Это привело к большой погрешности из-за многих факторов, которая была равна 4-5%. Все, что оставалось инженерам, это заложить в прибор запас в 5% от общей скорости. Таким образом, скорость в 114 км/ч на спидометре отображалась как 120 км/ч.

В XXI веке для расчета скорости все еще используется вращение вала, как отправная точка для расчетов скорости. Давление в шинах, тип дороги и ее влажность влияют на показатели спидометров. Поэтому и по сей день прибор превышает реальные показатели на 5%.

Сегодня в машинах используется плавающая погрешность, которая с возрастанием скорости повышает и процент погрешности. Так в городе она падает практически до нуля, но при скорости 140 км/ч составит более 10%.

Одометр дает показания относительно вала, а значит, тоже имеет погрешность. Так при увеличении диаметра колес на один дюйм пройденный путь увеличится примерно на 6-8%. Увеличение шины тоже дает погрешность. К примеру, если сменить 185/60R14 на 195/55R15 то искажение будет примерно 3%. Это сделано для того, чтобы автовладелец не забыл о своевременном ТО и продлил ресурс своего автомобиля.

Ответы на популярные вопросы

Почему дергается стрелка спидометра? Такая проблема довольно-таки распространена, поэтому не затронуть ее нельзя. Со временем каждая деталь автомобиля устаревает. Это не обходит стороной и спидометр. Чаще всего, если дергается стрелка спидометра, это говорит о неисправности проводки или растяжении тросика. Зависит все от года производства автомобиля и принципа работы спидометра.

Почему стрелка замирает при ДТП? Данный факт свидетельствует только лишь о резкой потере связи с источником питания. В обычном режиме работы, при выключении двигателя, блок управления опускает стрелку спидометра до нуля. При сильном ДТП он может быть поврежден, как и сам механизм спидометра. Стрелка замирает в последнем положении.

Какой вид является лучшим? Принцип работы каждого спидометра почти не отличается, поэтому лучшего не существует. Самым популярным является стрелочный тип за счет своей простоты. Остальные не уступают ему в практичности и надежности.

Механизм за сто лет перенес множество изменений, но принцип остается неизменным и спустя такое долгое время. На сегодняшний день существует множество разновидностей. Каждый спидометр имеет свои плюсы и минусы.  Чаще всего отличие заключается в удобстве их применения. С этим измерительным прибором проводилось множество экспериментов, но разработки не прижились и остались на заре своего времени.

Даже на сегодняшний день нет технологии, которая позволит убрать погрешность спидометра, что является краеугольным камнем во множестве дорожных вопросах. Многие водители уже приняли этот факт и воспринимают его как должное.

Технология измерения скорости всегда остается актуальной.  Создание более совершенных, точных и удобных приборов не прекратится еще долгое время. Возможно, уже скоро настанет тот день, когда столетний механизм будет заменен на более продвинутый и современный аналог.

Похожие темы:

Шумахер первым в истории «Ф-1» потребовал спидометр в болид. Инженеры смеялись, но Михаэль использовал его для изучения пилотажа — Ностальгия и модерн — Блоги

Ему поставили сразу три штуки!

Каждый автомобилист точно настолько привык к спидометру, что вряд ли когда-нибудь вообще задумывался о нужности или ненужности девайса – по нему контролируют скорость (что полезно при въезде в зону ограничения), да и вообще он дает полезное знание. Конечно, теоретически можно ездить и без него – но с ним как-то комфортное.

Однако привычное для нас устройство совсем не было таковым для болидов «Формулы-1»: до начала 90-х спидометры в гоночные машины для Гран-при просто не ставили! Пилоты не чувствовали в них необходимости: они контролировали темп и проверяли, насколько быстро едут, с помощью тахометра – измерителя оборотов мотора. Все просто: чем больше оборотов – тем выше скорость.

Именно поэтому инженеров «Бенеттона» в начале 90-х очень удивила просьба новичка Михаэля Шумахера поставить сразу три таких на его болид «Ф-1». Об этом рассказал бывший работник команды (а потом еще «Феррари», «БАР-Хонды» и «Заубера») Виллем Тоет.

«Спидометр – одна из первых вещей, которую он попросил, еще в 1991-м – написал нынешний профессор аэродинамики на странице в Linkedin. – Cперва мы даже посмеялись над запросом – тогда гонщики использовали только тахометры, и им хватало.

Он объяснил свою позицию: тахометры, безусловно, были очень полезными, но он хотел знать, что лучше помогает при разгоне – преодоление поворота на третьей передаче или на второй. К примеру, помогает ли дополнительное ускорение со второй передачи достигать большей максимальной скорости, или эффект теряется из-за необходимости переключения?

Но главный аргумент заключался даже не в этом. Он звучал как «Если вдруг я поменяю передаточные числа в коробке, то все мои точки отсчета пропадут – хотя обороты останутся прежними».

Так что инженерам «Бенеттона» пришлось взяться еще и за спидометр – чтобы Шумахер смог экспериментировать с пилотажным стилем.

Первый вариант выглядел так.

Но он не подошел.

«Он говорил: «В середине поворота, когда я концентрируюсь на апексе, очень сложно обращать внимание еще и на скорость. Все меняется слишком быстро, чтобы смотреть на спидометр и искать на нем низший показатель.

Также трудно вылавливать и максимальную скорость в конце прямой, поскольку нужно искать точку торможения».

Отсюда и родилось решение в виде трех спидометров. Его предложил Шумахер.

 

«В момент, когда он это предложит, подозреваю, мы выглядели малость озадаченными и полными недоумения, – написал Тоет. – Ему пришлось объяснять нам свою идею.

«Скорость в реальном времени пусть показывает спидометр в середине, – пояснил Михаэль. – спидометр слева пусть показывает минимальную скорость в повороте. Она должна быть там вплоть до того момента, пока я снова нажму на тормоз. После этого там должна записаться новая минимальная скорость.

Справа пусть будет максимальная скорость – и она должна сохраняться вплоть до того момента, пока я не выжму полностью газ на секунду-другую. Так я успею увидеть показатели с предыдущей прямой».

В итоге мы сделали все, как он хотел, и он взялся за эксперименты с передаточными числами, пилотажными стилями, траекториями и различными настройками. Через несколько лет Михаэль решил, что теперь лучше знает, как пилотировать болид, и больше в спидометрах не нуждался, но на первых порах они помогли ему приловчиться к «Формуле-1».

И, между прочим, именно эти самые спидометры помогли ему занять второе место на великом Гран-при Испании 1994 года – том самом, когда трансмиссию «Бенеттона» заклинило на пятой передаче!

«Нам еще повезло, что коробку заело на пятой, – написал Тоет. – На шестой машина выезжала бы из медленных поворотов слишком неспешно, а на четвертой ее бы не хватало на прямых до нормальной скорости и конкурентоспособных времен на круге.

Михаэль быстро осознал нехватку мощности для эффективного разгона после медленных поворотов и изменил траектории, чтобы въезжать на апексы с большими скоростями – обычно это не лучший способ пилотирования болида «Ф-1». У меня нет ни малейших сомнений, что именно данные с дисплеев позволили ему выжать максимум из машины.

В итоге он проехал 60 процентов всей дистанции с заклинившей коробкой и все равно оказался одним из быстрейших – уступил победителю Хиллу лишь 5 лишних секунд».

Вот что значит «уметь работать над недостатками»!

Все знают, что Шумахер – великий, но не все знают почему. Объясняем по пунктам

«По чистой скорости Хаккинен быстрее Шумахера». Общий напарник Мики и Михаэля в «Ф-1» сравнил легенд

Последний победный обгон Михаэля Шумахера в «Формуле-1» – очень рискованный: с двумя колесами на траве в повороте

Источник: Linkedin

Фото: globallookpress.com/www.imago-images.de, imago sportfotodienst

бывает ли погрешность, когда показывает скорость, фото и видео об устройстве

Показатели спидометра автомобиля необходимы, чтоб определять и контролировать скорость транспортного средства соответственно ограничениям, действующим на территории той или иной страны. Он входит в список обязательной комплектации автомашин.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Для чего нужен спидометр?

Автомобильный спидометр (АС) — прибор, который определяет модуль мгновенной скорости движения транспортного средства.

Ориентируясь на показатели «девайса» водитель может:

• узнать интенсивность движения автомобиля в реальном времени;
• вычислить расход топлива при каждой конкретной скорости.

Скомплектованный со спидометром автомобиля одометр — прибор для измерения пройденного пробега. Иногда эти «девайсы» не разделяют и говорят про спидометр-одометр.

С помощью одометра можно определить, когда необходимо менять:

• автомобильные масла;
• фильтры;
• ремни (генератора и ГРМ).

Виды спидометров

Есть большое разнообразие АС, всех их классифицируют на виды по:

• методу измерения;
• типу индикатора.

По способу измерения

Классификация спидометров автомобилей по принципу работы:

Вид АС	Принцип работы
Хронометрический	Гибрид одометра и часов – пройденное расстояние разделяется на затраченное время. В результате получается скорость движения транспортного средства.
Центробежный	Плечо регулятора, удерживаемое пружиной, вращается вместе со шпинделем и отбрасывается в стороны центробежной силой. При этом расстояние смещения пропорционально скорости.
Вибрационный	Прибор данного типа используется для транспортных средств, которые быстро вращаются. Механический резонанс колебаний рамы или подшипников машины приводит к вибрации градуированных язычков с частотой, соответствующей числу оборотов транспортного средства.
Индукционный	Состоит из системы постоянных магнитов, вовлечённых во вращательное движение вместе с приводным шпинделем. Он производит вихревые токи в установленном в магнитном поле диске. Происходит привлечение во вращательное движение диска, которое ограничивается специальной пружиной. Скорость указывает стрелка, соединённая с ним.
Электромагнитный	Датчик быстроты движения подаёт электросигналы, а сам привод «девайса» перемещается в соответствии с количеством сигналов.
Электронный	Датчик вырабатывает импульс тока за каждый оборот шпинделя. Сигналы поступают на счетчик, который подсчитывает их за фиксированный промежуток времени. Далее информацию обрабатывает микропроцессор, где происходит ее конвертирование в показания скорости, которая визуализируется на панели управления автомобиля.

По типу индикатора

По способу визуализации данных спидометры делятся на:

• аналоговые, или механические;
• цифровые.

Аналоговый

Схема работы универсального аналогового АС:

• стрелка спидометра связана с валом редуктора;
• последний в свою очередь получает привод от вращающихся колёс.

Интенсивность движения вала редуктора пропорциональна быстроте вращения колес. Поэтому именно этот узел наиболее достоверно отображает скорость автомобиля.

В таблице представлены разные аналоговые спидометры:

Тип	Описание
Стрелочный	Скорость указывает стрелка, которая движется на полукруглом циферблате.
Ленточный	Интенсивность хода автомобиля показывает лента, проходящая мимо делений на горизонтально размеченной шкале.
Барабанный	Деления прибора находятся на барабане – при его вращении цифры появляются в окошке, отображая скорость.

Из всех типов аналоговых спидометров в современных автомобилях используется только стрелочный.

Цифровой

Особенности цифрового АС:

• имеет наивысшие показатели точности;
• индикатор – дисплей, отображающий скорость в цифровом эквиваленте;
• на экране водитель может посмотреть суточный и суммарный пробег;
• имеет сигнализацию, которая срабатывает при превышении установленного предела скорости движения транспортного средства.

Основным недостатком цифрового автомобильного спидометра является задержка показаний. В результате некорректно отображаются данные при смене скорости.

Наглядно, как работает цифровой автомобильный спидометр с использованием IPHONE 4 можно посмотреть на видео, снятым каналом videoSPBLIFE.

Фотогалерея

На фото представлены разные виды АС:

Принцип работы спидометра на переднеприводных и заднеприводных авто

Есть особенности в принципах работы АС на передне- и заднеприводных автомобилях. На авто, приводящихся в движение задними колёсами, спидометр контролирует вращение вторичного вала коробки передач и по нему рассчитывается скорость.

На переднеприводных машинах оборудование измеряет интенсивность движения автомобиля с помощью привода левого колеса. Погрешность АС в этом случае большая, поскольку передние шины поворачивают авто и прибавляется эффект от закругления дороги. При поворотах влево «фиксированная скорость» чуть меньше, чем при прямолинейном движении, а вправо – немного больше.

Погрешность спидометра

Всем АС, как и любым другим техническим устройствам свойственна неточность показаний.

Причины неточного измерения:

• заводская калибровка приборов, которую точно на 100% невозможно выполнить;
• высота и диаметр шин – влияют на расстояние, которое пройдёт машина за 1 оборот приводного вала;
• «эффект поворота» на спидометрах переднеприводных автомобилей.

Правило автопроизводителей – погрешность АС конструктивно должна быть в сторону увеличения показаний, против фактической скорости движения.

Видео

На видео от пользователя Виктора Хабибулина сравниваются цифровые спидометры с GPS и аналоговые.

Автомобильный спидометр — что это такое и почему он «врёт»

Спидометр определяет скорость машины, ведь глаз водителя «замыливается» – и немалые 100 км/ч кажутся черепашьим шагом. Расскажем что это такое, почему «врут» его показания и указывают большую скорость, чем на самом деле.

Что это такое

Автомобильный спидометр — это измерительный прибор для определения мгновенной скорости движения автомобиля. Показания выводятся в километрах в час (км/ч), или, как в Америке, — мили в час. В основном, бывают двух видов: аналоговые (или механические) и цифровые приборы.

На некоторых современных машинах вместо традиционного стрелочного указателя появился цифровой. Числа считываются удобнее, но всё же цифровой спидометр обладает некоторой инертностью. Например, сложно при езде по трассе со скоростью 120 км/ч быстро сбросить до разрешенных 79 км/ч.

Что показывает

На заднеприводных автомобилях спидометр контролирует вращение вторичного вала коробки передач и по нему рассчитывается скорость. Значит, показания зависят от размера шин, передаточного числа редуктора заднего моста и собственной погрешности. Спидометры переднеприводных авто измеряют скорость с помощью привода левого колеса. Значит, к погрешности и влиянию размера шины прибавляется эффект от закругления дороги: на поворотах влево значения будут чуть меньше, чем посередине, а вправо – чуть больше.

Почему «врёт»

Нетрудно догадаться, почему «преувеличивает» и показывает большую скорость. Во-первых, у водителя будет меньше шансов нарушить скоростной режим и получить штраф. Во-вторых, если бы спидометр занижал настоящую скорость, водители затаскали бы автопроизводителей по судам, доказывая, что аварии и штрафы случились из-за неверных показаний.

Почему спидометр обязательно должен «врать»? Дело в том, что ему труднее быть точным, чем многим другим приборам. Ведь скорость движения обычно определяется по вращению колеса и зависит от диаметра колеса, а это — параметр нестабильный.

Среднее значение погрешности у современных спидометров — 10% на скорости в 200 км/ч. Причем зависимость нелинейная. Это значит, что на 110 км/ч разница с реальной скоростью может составлять 5-10 км/ч. До 60 км/ч погрешности почти нет или она минимальная. Как сказываются шины нештатного размера на показания спидометра. Замена покрышек 185/60R14 на 195/50R15 или наоборот меняет показания на 2,5%. Немного? Например, при 90 км/ч реальная скорость машины составит 92,78 км/ч. Т.е. реальные данные не совпадают. Когда есть допуск плюс 20км/ч, за которым следует штраф — это не столько существенно. А когда сменили колёса наоборот, с низких на высокие — значения будут меньше настоящей скорости авто.

Вопрос — как эта ошибка сложится с погрешностью самого прибора, скажется ли износ шин, давление в них (повышенное или пониженное). Низкое давление в колёсах также искажает значение в большую сторону.

Если спидометр автомобиля показывает скорость в милях в час, то как перевести в километры в час? Это касается машин из Америки, где изначально приборы калибруются в непривычных числах. Считайте, что 1 миля равна 1,6 км. Значит, если спидометр показывает скорость 90 миль/ч, то это 144 км/ч (90 х 1,6 = 144 км/ч). Обратный подсчет из км/ч в миль/ч производиться путем деления на 1,6.

Госреестр 32209-12: Спидометры электронные 1323

Применение

Спидометры электронные 1323 (далее по тексту — спидометры) предназначены для измерения скорости движения и пройденного пути автотранспортного средства. Спидометры применяются на автотранспортных средствах.

Подробное описание

Принцип действия спидометра основан на обработке микропроцессором по заданной программе числа электрических импульсов прямо пропорциональных пройденному пути. Электрические импульсы поступают в спидометр с импульсного датчика, установленного в линии передачи вращения от коробки передач к спидометру автомобиля и обеспечивающего выходной сигнал в виде импульсов прямоугольной формы. Электронный блок спидометра вычисляет скорость и пройденный путь по числу импульсов, поступивших за время движения.

Полученная информация выводится на лицевую панель спидометра, имеющую стрелочный указатель скорости и цифровые жидкокристаллические индикаторы счетчика пройденного пути и счетчика суточного пройденного пути. На лицевой панели спидометра имеется кнопка, с помощью которой можно переключать индикатор счетчика суточного пройденного пути в режим часов с указанием текущего времени. Этой же кнопкой проводится сброс показаний счетчика пройденного пути и установка точного времени в режиме работы часов.

Характеристика спидометра (количество импульсов на 1 км пути) зависит от автотранспортного средства и ее значение вводится в память спидометра при его установке на автотранспортное средство.

Конструктивно спидометр выполнен в одном блоке. Лицевая панель спидометра по заказу изготавливается круглой или прямоугольной формы. Место пломбировки спидометра для предотвращения несанкционированной настройки и вмешательства расположено на винте обратной стороны корпуса.

Рис.2 Место пломбирования спидометра электронного 1323 Метрологические и технические характеристики

Таблица 1

№ п.п.	Наименование характеристики	Значение характеристики
1	Диапазон измерения скорости, км/ч	2 о 2
2	Емкость итогового счетчика пройденного пути, км	999999,9
3	Емкость счетчика суточного пройденного пути, км	999,9
4	Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения скорости, км/ч	0…+ 3
5	Пределы допускаемой относительной погрешности измерения пройденного пути, %	± 1
6	Цена наименьшего разряда счетчиков пройденного пути, км	0,1
7	Диапазон количества импульсов на 1 км пути	4000.25000
8	Напряжение питания, В	10,8.15,0 21,6.30,2
9	Потребляемая мощность, Вт, не более	0,66 (для 12 В) 1,4 (для 24 В)
10	Условия эксплуатации: —    диапазон рабочих температур, °С —    температура окружающей среды при транспортировании и хранении, °С —    относительная влажность при температуре (40 ± 2) °С, % —    вибрация с ускорением до 50 м/с2, Гц —    ударопрочность, м/с2	—    40.+ 70 —    50.+ 85 95 ± 3 50.250 100
11	Г абаритные размеры, мм, не более	92 х 0 150
12	Масса, кг, не более	0,47

Утвержденный тип

Знак утверждения типа СИ наносится на титульный лист эксплуатационной документации методом печати и на фирменную табличку на корпусе спидометра фотохимическим способом.

Комплект

Наименование	Обозначение	Количество
1. Спидометр (24 В) Спидометр (12 В)	1323.020100050123 1323.020100050023	1 шт.

Наименование	Обозначение	Количество
2. Держатель	1318.9003.1000	2 шт.
3. Г айка	1305.9006.1300	2 шт.
4. Руководство по эксплуатации		1 экз.
5. Упаковка		1 шт.

Информация о поверке

осуществляется по документу ГОСТ Р 8. 724 — 2010 ГСИ Приборы показывающие автомобильных и мотоциклетных спидометров. Методика поверки.

Основными средствами поверки являются:

—    генератор импульсов с характеристиками: диапазон частот от 0,01 до 1000 кГц; длительность импульсов от 0,1 до 1000 мкс; основная погрешность не более ± 0,01 %;

—    электронно-счетный частотомер с характеристиками: диапазон частот от 0,01 до 1000 кГц; диапазон амплитуды входного напряжения от 0,3 до 100 В; основная погрешность измерения не более ± 0,001 %.

Спидометры подлежат первичной поверке.

Методы измерений

Сведения о методиках измерений приведены в руководстве по эксплуатации на спидометр электронный 1323.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к спидометрам электронным 1323

ГОСТ 12936-82 Спидометры автомобильные с электроприводом. Общие технические условия.

ТУ 4573-008-43820854-2012 Спидометры электронные 1323.

Рекомендации

—    при выполнении измерений, предусмотренных законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.

хорватских изобретений: первый в мире электрический спидометр

• по croatiaweek
• 27 марта 2017 г.
• в Последние

Электрический спидометр был изобретен хорватом Йосипом Белушичем в 1888 году.

хорваты приложили руку к ряду полезных изобретений в этом мире.

В следующий раз, когда вы будете в машине и будете проверять, не превышаете ли вы ограничение скорости, просто помните, что в его изобретении участвовал хорват.

Электрический спидометр был изобретен хорватом Йосипом Белушичем в 1888 году и первоначально назывался велосиметром.

Белушич, который родился недалеко от Лабина в Истрии, учился в Пазине в Истрии, прежде чем продолжить учебу в Вене.

Белушич позже жил в Жупаничах, а также работал профессором в Копере.

В 1888 году Йосип Белушич изобрел и сконструировал первый в мире электрический спидометр, который измерял и отображал скорость. Это изобретение было запатентовано в Вене под названием «велосиметр.”

Йосип Белушич

Он взял свое изобретение и выставил его на Вселенской выставке 1889 года в Париже, позже переименовав его в Controllore Automatico per Vetture.

В 1889 году муниципалитет Парижа объявил тендер, на участие в котором было зарегистрировано более 120 патентов. Его конструкция была признана самой точной и надежной и была принята в июне 1890 года.

Работая от электрического тока, его устройство измеряло скорость транспортного средства, а также расстояние, которое оно проехало.

Теперь они универсально подходят для автомобилей, они стали доступны в качестве опций в 1900-х годах и в качестве стандартного оборудования примерно с 1910 года по сегодняшний день.

Современные электронные спидометры оснащены магнитами и датчиками поля на приводном валу для регистрации скорости автомобиля и отображения информации водителю автомобиля. Они были важны для большинства видов транспорта.

Чарльзу Бэббиджу приписывают создание первого типа спидометра, который обычно устанавливали на локомотивы, но именно Белушичу приписывают первый электрический спидометр.

Оригинальный патент Белушича хранится в Государственном архиве в Вене. Копию его спидометра можно найти в Музее полиции в Загребе.

Согласно журналу Auto Start, нет никаких записей о том, что случилось с Белушичем после 1900 года, поэтому невозможно подтвердить, как, когда и где он умер.

Подпишитесь на рассылку новостей Croatia Week

Спидометр | Encyclopedia.com

Предпосылки

Спидометр — это устройство, используемое для измерения скорости движения транспортного средства, обычно с целью поддержания разумного темпа.Его развитие и, в конечном итоге, статус стандартной функции для автомобилей привели к введению в действие законодательных ограничений скорости — понятие, которое применялось на практике с момента появления безлошадных экипажей, но в значительной степени игнорировалось широкой общественностью. Сегодня ни один автомобиль не оборудован без исправного спидометра; он прикреплен к кабине транспортного средства и обычно находится в одном корпусе с одометром, который представляет собой механизм, используемый для регистрации общего пройденного расстояния. В настоящее время производятся два основных типа автомобильных спидометров: механический и электронный.

История

Концепция записи данных о поездках почти такая же старая, как концепция транспортных средств. Ранние римляне отмечали колеса своих колесниц и подсчитывали количество оборотов, оценивая пройденное расстояние и среднюю дневную скорость. В одиннадцатом веке китайские изобретатели изобрели механизм, включающий зубчатую передачу и движущийся рычаг, который ударял по барабану через определенное расстояние. Данные о морской скорости были записаны в 1500-х годах с помощью изобретения, названного чип-логом, линией, завязанной через равные промежутки времени и взвешенной для волочения в воде.Количество узлов, выпущенных за установленный промежуток времени, будет определять скорость корабля, поэтому морской термин «узлы» все еще применяется сегодня.

Первый патент на индикатор скорости вращающегося вала был выдан в 1916 году изобретателю Николе Тесла. Однако на тот момент спидометры выпускались уже несколько лет. Разработку первого спидометра для автомобилей часто приписывают А. П. Уорнеру, основателю компании Warner Electric. На рубеже веков он изобрел механизм, называемый измерителем резания, который использовался для измерения скорости промышленных режущих инструментов.Понимая, что измеритель для резки может быть адаптирован к автомобилю, он модифицировал устройство и начал большую рекламную кампанию, чтобы представить свой спидометр широкой публике. В то время конкурирующие источники представили несколько концепций индикаторов скорости, но дизайн Warner пользовался значительным успехом. К концу Первой мировой войны компания Warner Instrument Company производила девять из каждых 10 спидометров, используемых в автомобилях.

Oldsmobile Curved Dash Runabout, выпущенный в 1901 году, был первой автомобильной линией, оснащенной механическим спидометром.Вскоре последовали Cadillac и Overland, и спидометры стали регулярно появляться в качестве заводской опции в новых автомобилях. Спидометры в то время было трудно читать при дневном свете, а без лампы в корпусе они практически не читались ночью. В ранних моделях приводной трос крепился либо к передним колесам, либо к задней части трансмиссии, но интеграции приводного троса в корпус трансмиссии не произойдет в ближайшие 20 лет. После того, как это улучшение было сделано, основная техническая конструкция спидометра останется нетронутой до появления электронного спидометра в начале 1980-х годов.

Сырье

Материалы, используемые при производстве спидометров, различаются в зависимости от типа манометра и предполагаемого применения. Старые механические модели полностью состояли из стали и другие металлические сплавы, но в более поздние годы около 40% деталей механического спидометра были отлиты из различных пластмассовых полимеров. Новые электронные модели почти полностью сделаны из пластика, и инженеры-конструкторы постоянно модернизируют используемые полимеры. Например, корпус основного узла спидометра обычно изготавливается из нейлона, но некоторые производители теперь используют более водостойкий полиэстер полибутилентерефталата (PBT).Червячный привод и вал магнита также изготовлены из нейлона, как и зубчатая передача и шпиндели спидометра. Стеклянные линзы дисплея недавнего прошлого теперь изготавливаются из прозрачного поликарбоната, прочного, гибкого пластика, устойчивого к нагреванию, влаге и ударам.

Конструкция

В механическом спидометре вращающийся трос присоединен к набору шестерен трансмиссии автомобиля. Этот кабель непосредственно прикреплен к постоянному магниту в узле спидометра, который вращается со скоростью, пропорциональной скорости автомобиля.Во время вращения магнит манипулирует алюминиевым кольцом, притягивая его в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле; однако движению кольца противодействует спиральная пружина. К алюминиевому кольцу прикреплен указатель, который показывает скорость автомобиля, отмечая баланс между этими двумя силами. Когда автомобиль замедляется, магнитная сила на алюминиевом кольце уменьшается, и пружина переводит стрелку спидометра обратно на ноль.

Электронные спидометры почти повсеместно присутствуют в автомобилях последних моделей.В манометрах этого типа установленный в трансмиссии генератор импульсов (или тахогенератор) измеряет скорость автомобиля. Он передает это с помощью электрических или магнитных импульсных сигналов, которые либо преобразуются в электронные показания, либо используются для управления традиционным узлом магнитного датчика.

Производство

Процесс

Стальные компоненты

• 1 Для образования жидкой стали железная руда плавится с коксом, богатым углеродом веществом, образующимся при нагревании угля в вакууме.В зависимости от сплава также могут быть введены другие металлы, такие как алюминий, марганец, титан и цирконий. После охлаждения сталь формуют в листы между роликами высокого давления и распределяют по производственному предприятию. Здесь отдельные детали могут быть отлиты в формы или прессованы и сформированы из прутков на больших прокатных станках.

Пластмассовые компоненты

• 2 Различные пластмассы, которые поступают на станцию ​​по производству инструментов, сначала были созданы из органических химических соединений, полученных из нефти.Эти полимеры распространяются в форме гранул для использования в процессе литья под давлением. Для изготовления мелких деталей для сборки спидометра эти гранулы загружаются в бункер формовочной машины и расплавляются. Гидравлический винт проталкивает пластик через сопло в сборную форму, где пластику дают остыть и затвердеть. Затем детали собираются и отправляются на сборочные станции.

Сборка

• 3 От качества спидометра зависит способ сборки и степень взаимодействия с человеком.Некоторые недорогие системы спидометров сделаны «одноразовыми», что означает, что приборы не предназначены для легкой разборки или ремонта. В этом случае крепеж крепится с помощью процесса, называемого клепкой, при котором стержень с головкой вставляется и затупляется на другом конце, образуя постоянное крепление. Системы спидометров верхнего уровня состоят из двух основных узлов, прикрепленных винтами; Преимущество состоит в том, что внутреннее оборудование датчика доступно для ремонта и повторной калибровки.
• 4 Затем внутренний вал и спидометр в сборе соединяются с помощью заклепок или винтов.Постоянные магниты, используемые в механических спидометрах, сжимаются и формуются перед доставкой на завод, поэтому их необходимо установить только на червячный привод. В случае электронных спидометров, схемы из стекловолокна и меди также производятся поставщиками и требуют программирования перед тем, как ввинтить их в более крупную систему. Эти более крупные компоненты транспортируются на отдельную станцию ​​сборки, где они устанавливаются в корпус с помощью пластмассовых разъемов с резьбовыми или плоскими клеммами.Помимо своего основного В качестве защитного футляра корпус также служит платформой для крепления внешних элементов, таких как циферблат, стрелка и окошко дисплея. Опять же, эти процессы требуют автоматизации из-за большого объема производства, но на каждом этапе необходимы человеческие усилия для проверки и обеспечения согласованности продукта.

Калибровка

• 5 Калибровка — это процесс определения истинного значения пробелов в любом градуированном приборе. Это особенно важный процесс при производстве спидометров, потому что безопасность водителя зависит от точных показаний.В механическом манометре магнитные силы создают крутящий момент, который отклоняет стрелку индикатора. При калибровке манометра этого типа электромагнит используется для регулировки силы постоянного магнита, установленного в спидометре, до тех пор, пока стрелка не будет соответствовать входному сигналу вращающегося троса. При калибровке электронного манометра настройки выполняются, когда калибровочные коэффициенты записываются в память прибора. Затем система может изменить баланс между входом от передачи и выходом иглы.Теперь доступны новые автоматизированные системы для калибровки как механических, так и электронных спидометров, что позволяет сэкономить огромное количество человеко-часов, обычно требуемых для этого процесса.

Контроль качества

Вероятно, самый прямой метод контроля качества — это процесс калибровки. Производители автозапчастей работают в соответствии со стандартами измерений, разработанными Международной организацией по стандартизации (ISO), что гарантирует использование универсальных рекомендаций для производителей приборов.Внутренние группы по обеспечению качества разрабатывают спецификации для каждого нового продукта перед тем, как он поступает на сборочную линию, и те же команды позже сообщают, соблюдаются ли эти рекомендации на заводе. Постепенная сборка также включает осмотр заводским персоналом, чтобы убедиться, что автоматика работает без сбоев.

Побочные продукты / отходы

При производстве манометров побочные продукты не образуются. Отходы включают металлолом и пластмассы, некоторые из которых могут быть повторно использованы в более поздних производственных циклах.Поскольку используемое сырье готовится вне фабрики, при производстве не возникает значительного количества опасных промышленных отходов. Выбросы от заводской автоматизации регулируются государством и исследуются группами по охране окружающей среды.

Будущее

Дизайнерские фирмы в настоящее время экспериментируют с улучшением показаний спидометра, стремясь устранить момент отвлечения внимания, необходимый водителю, чтобы посмотреть вниз и измерить свою скорость. Цифровые индикаторы, проецируемые на лобовое стекло, по-видимому, являются следующим шагом в развитии.Некоторые прототипы поскольку эти спидометры фактически заставляют показания казаться плавающими над капотом двигателя. Поскольку этот тип дисплея выглядит так, как будто он находится на расстоянии нескольких футов от рулевого колеса, водители смогут постоянно отслеживать скорость, не отрывая глаз от дороги. Зеркала и проекционные устройства, используемые в этой системе, также можно отрегулировать в соответствии с положением водителя, почти так же, как это делает зеркало заднего вида. Кроме того, проекционные системы спидометров в конечном итоге будут интегрированы с навигационными инструментами, что позволит отображать информацию о направлении вместе с показаниями датчиков.

Где узнать больше

Другое

Деварадж, Ганеш и др. «Автоматическая калибровка спидометра». Веб-страница Evaluation Engineering. , декабрь 2001 г. .

«Как работает тахометр / спидометр с использованием магнитного датчика». Руководство по эксплуатации. Стюарт-Уорнер Ко., Апрель 2001 г.

«Как собирается электрический манометр». Руководство по эксплуатации. Stewart-Warner Co., апрель 2001 г.

«Как работают одометры.» Marshall Brain’s How Stuff Works. декабрь 2001 г. .

» Ускорение времени «. Электронная газета Transport Topics. ноябрь 1998 г. декабрь 2001 г. .

«Спидометр» Полная веб-страница компьютерного программного обеспечения. декабрь 2001 г. .

«Плавающий спидометр». Веб-страница Siemens.com. декабрь 2001 г. .

Kate Kretschmann

Как работают спидометры? — Объясните, что Stuff

Как работают спидометры? — Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 23 мая 2021 г.

Простите, сэр, вы хоть представляете, как быстро вы двигались? Это вопрос, которого боится каждый автомобилист, когда его задаст полицейский в обочина дороги.Если бы вы смотрели прямо перед собой, не глядя на приборной панели вы можете иметь лишь смутное представление, что сказать. Если вы смотрели на спидометр, с другой стороны, вы будете знать ответ точно, возможно, с точностью до одного-двух километров или миль в час. Вы когда-нибудь задумывались, как на самом деле спидометр работает? Это действительно гениальное использование электромагнетизма!

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

Как измерить скорость

Если вы читали нашу статью о движении, вы знаете, что скорость определяется очень просто: это расстояние, которое вы путешествуете, разделенное к тому времени, когда вы возьмете. Итак, если вы проехали 200 километров, и вы четыре часа на это, ваша средняя скорость — 50 километров в час. Измерение средней скорости после поездки на самом деле не так. такая большая помощь, особенно если вас спрашивает полицейский вопросов. Как быстро вы двигались, сэр? Э-э, потяни меня снова в пару часов, когда доберусь до места назначения… и я разделю расстояние, которое я прошел за то время, которое потребовалось … и тогда я смогу чтобы дать вам какой-то ответ. Хорошо?

Изображение: чтобы найти свою среднюю скорость от точки A до B, вы можете разделить 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 приостановить свое путешествие. Только спидометр может сказать вам вашу фактическую скорость в любой момент.

Здесь мы говорим о средней скорости; что тебе нужно как автомобилист знает вашу мгновенную скорость: скорость вы собираетесь в любой момент.Понять это намного сложнее чем вы думаете. Если вы видели гаишников (или камеры контроля скорости) у стороне дороги, вы, вероятно, знаете, что они используют радар лучи для проверки скорости. Радар (переносной или установленный внутри Speed камеру) направляет невидимый электромагнитный луч на вашу машину на скорость света. Ваша машина снова отражает луч, изменяя это совсем чуть-чуть. Пистолет выясняет, как луч был влияет и, исходя из этого, вычисляет вашу скорость. Теперь теоретически мы у всех могли быть установлены радары в наших машинах, стреляющие лучами в фонарные столбы и здания и ждут, когда придут отражения назад — но это ужасно беспокоит! Нет более простого способа узнать, как быстро мы идем?

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

Что нам действительно нужно, так это способ выяснить, насколько быстро машина колеса вращаются. Если мы знаем, насколько велики колеса, мы можем вычислить скорость довольно легко. Но как измерить колесо? скорость вращения? Даже эта проблема не из простых. Представляете, сколько должно было казаться труднее в первые дни автомобилестроения, в 1902 г., когда немецкий инженер Отто Шульце изобрел первый Практическое решение: вихретоковый спидометр.

Рекламные ссылки

Спидометры механические (вихретоковые)

Вот что мы хотим от спидометра. У нас есть машина колеса вращаются с определенной скоростью, и мы хотим знать, с помощью простого указатель и циферблат, что это за скорость. Итак, нам нужно подключить каким-то умным способом прялка к указателю. Даже это довольно сложно: колеса крутятся вокруг, но указатель, некоторые на расстоянии, просто щелкает вперед и назад. Как мы конвертируем непрерывное, вращающееся движение в прерывистое, мерцающее, указатель движение? Ответ — использовать электромагнетизм!

Вал, поворачивающий колеса автомобиля, соединен с спидометр длинным гибким тросом из скрученных проводов.В кабель немного похож на мини карданный вал: если один конец кабеля вращается, как и другой — даже несмотря на то, что кабель длинный и изогнутый. На верхнем конце трос входит в заднюю часть спидометра. Когда он вращается, он поворачивает магнит внутри корпуса спидометра на такая же скорость. Магнит вращается внутри полой металлической чашки, известной как скоростной стакан, который также может вращаться, хотя и ограничен тонкая катушка проволоки, известная как спираль. Однако магнит и чашки скорости не связаны между собой: они разделены воздухом.Чашка скорости прикреплена к стрелке, которая перемещается вверх и вниз по шкале спидометра.

Artwork: Примерно до 1960-х годов практически все спидометры использовали комбинацию механической силы и электромагнетизма. Маленькое колесо (красное), приводимое в движение диском (оранжевый), прикрепленным к одному из передних колес автомобиля (серое), закручивало трос (зеленый), который тянулся к спидометру (синий). В этом очень раннем примере, датируемом 1904 годом, для перемещения иглы использовался «центробежный» механизм; более поздние конструкции переключились на электромагнетизм.Иллюстрация из патента США 765 841: спидометр, Джозеф У. Джонс, 26 июля 1904 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (с добавленными цветами для ясности).

Как это все работает? Когда трос спидометра вращается, он поворачивается магнит с той же скоростью. Вращающийся магнит создает колеблющееся магнитное поле внутри скоростной чашки и по законам электромагнетизм, что означает, что электрические токи протекают внутри чашки как хорошо. По сути, скоростной стакан превращается в своего рода электричество. генератор.Но, в отличие от обычного генератора (такой, который производит электричество для вашего дома в электростанции), токи в скоростному кубку деваться некуда: нечего нести их мощь далеко. Так что течения бесполезно плавают в клубах водовороты — именно по этой причине мы называем их вихревыми токами. С они электрические токи, и они движутся в электрическом проводник внутри магнитного поля, другой закон электромагнетизма гласит, что они будут создавать движение. Как? Токи на самом деле заставляют чашку скорости вращаться таким образом, что она пытается догнать вращающийся магнит.Но пружина не дает чаше вращается очень далеко, поэтому вместо этого он просто немного поворачивается, вытягивая при этом наведите указатель мыши на циферблат. Чем быстрее едет машина, тем чем быстрее вращается кабель, чем быстрее вращается магнит, тем больше вихревые токи, которые он создает, тем больше сила на чашке скорости, и тем более он способен подтянуть указатель вверх по циферблату. Если вы не можете представить все это ясно, взгляните на небольшую анимацию ниже.

Как работают спидометры — подробнее

1. Когда двигатель переворачивается, карданный вал вращается, заставляя колеса вращаться.
2. Трос спидометра, питаемый от карданного вала, также вращается.
3. Кабель вращает магнит с той же скоростью внутри скоростной чашки. Магнит постоянно вращается в одном и том же направлении. (в данном случае против часовой стрелки).
4. Вращающийся магнит создает в чашке скорости вихревые токи.
5. Вихревые токи заставляют чашку скорости вращаться против часовой стрелки, пытаясь догнать магнит. Помни это магнит и чашка скорости никоим образом не соединены друг с другом — между ними есть воздух.
6. Волосная пружина сжимается, удерживая скоростной стакан, так что он может поворачиваться только немного.
7. По мере того как чашка скорости вращается, она поворачивает указатель вверх по шкале, показывая скорость автомобиля.

Спидометры механические прочие

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

Помимо вихревых токов и прядения кабелей, изобретатели конца 19-го и начала 20-го века попробовали еще несколько способов измерения скорости, используя гениальные механические методы.Например, были регуляторы спидометра, которые работали немного как центробежные регуляторы (ограничители скорости) в паровых двигателях, с весом, который поднимается выше по мере того, как ось проходит быстрее. Гири были связаны с рычагом, который толкал иглу вверх и вниз по шкале, чтобы указать скорость. В 1916 году компания Waltham запатентовал механизм воздушной чашки, аналогичный вихретоковой конструкции, но с парой наполненных воздухом чашек, обращенных друг к другу. Когда одна чашка вращалась, вращающийся воздух внутри нее тянул воздух во второй соседней чашке, соединенной с указателем и пружиной, точно так же, как в вихретоковом спидометре.Эта идея была изобретена не кем иным, как великим пионером в области электротехники и плодовитым изобретателем Никола Тесла.

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) (сколько вы проехали) и времени. Это спидометр в комплекте для iPhone, автор: Даниэль Перес. Приложения для Android включают GPS-спидометр, одометр и SpeedView.

Практически все спидометры, выпускавшиеся до 1980-х годов, работали с использованием вихретокового и тросового механизма — во многом аналогично оригинальной запатентованной конструкции Шульце. Но есть недостатки. Во-первых, необходимо изнашивать множество механических деталей (что делает их неточными). или внезапно потерпят неудачу. Если трос спидометра обрывается, вся хитрость мгновенно становится бесполезной — и требуется слесарь сделать ремонт. Длинные тросы спидометра особенно непрактично, что всегда было проблемой для больших коммерческих автомобилей, таких как грузовики и автобусы.Вихретоковые спидометры также не идеальны для велосипедов, не в последнюю очередь потому, что там на самом деле не место для установки большого спидометра на руле! И проблема возникает не только из-за кабеля: на обычном циферблате спидометра могут быть затруднены считывание показаний, если вы мчаться по автостраде, особенно ночью: вы действительно хотите оторвать взгляд от дороги, чтобы понять где игла на циферблате? Некоторые люди предпочитают видеть свои скорость в виде простого числа на хорошо освещенном цифровом дисплее.

Иллюстрация: Как работает электронный спидометр: 1) Магнит, соединенный с одним из колес (или, что более вероятно, с карданным валом, прикрепленным к одному из колес), вращается с высокой скоростью. 2) Каждый раз, когда он делает один полный оборот, он проходит через датчик Холла (или другой магнитный), и поле магнита запускает датчик. 3) Схема усиливает сигналы от датчика и преобразует их в вашу 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 через датчики, они генерировать короткий 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 может также вести подсчет того, как далеко вы прошли, удваивая как одометр (дальномер).Электронные спидометры также могут отображать скорость с помощью аналоговых указателей и циферблатов, как и традиционные вихретоковые спидометры: в этом случае электронные схема управляет управляемым электродвигателем (называемый шаговым двигателем), который поворачивает указатель на соответствующий угол. Электронные спидометры надежнее и компактнее механических, а датчики движения могут быть на любом расстоянии от дисплея, который показывает вашу скорость, делая они подходят для любого вида транспорта от велосипеда до 40-тонного грузовика!

«Есть идеи, как быстро вы двигались, сэр?»
«Не пугайтесь, офицер, но я довольно хорошо представляю, как моя машина это понимает.Это считается? «.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Исторический интерес

• Как работает спидометр: Popular Science, август 1959 года. Вот альтернативное объяснение из неизменно превосходного журнала Popular Science, с изображением механизма спидометра лучше, чем тот, что я сделал. Он также объясняет, как работают спидометры с подвижной полосой.
• Что вы должны знать о своем спидометре от Schuyler Van Duyne.Popular Science, сентябрь 1941 года. Еще одна классическая статья с большим вырезом спидометра. Также несколько исторических фотографий того, как спидометры собирали на заводах. Наверное, сейчас все сделано роботами!

Патенты

• Патент США 3477022: Электронный спидометр и схема управления одометром, автор Пол Д. Ле Мастерс и др., General Motors Corporation. Выпущено 4 ноября 1969 года. Описывает современный спидометр и одометр с эффектом Холла.
• Патент США 1209359: Индикатор скорости Николы Тесла, Waltham Watch, Co., 29 мая 1914 г. Вихретоковый или аэродинамический спидометр, запатентованный одним из пионеров электромагнетизма.
• Патент США 1 038 016: Магнитный спидометр Джона К. Стюарта, 10 сентября 1912 г. Типичный вихретоковый спидометр.
• Патент США 765 841: Спидометр Джозефа У. Джонса, 26 июля 1904 г. Простой механический спидометр начала 20 века.
• Патент США 765841: Электрический одометр и индикатор скорости от W.A. Phillips. 19 апреля 1892 г. Одометр и спидометр на основе центробежного регулятора.

Статьи

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

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

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Спидометры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-speedometer-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают спидометры? — Объясните, что Stuff

Как работают спидометры? — Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 23 мая 2021 г.

Простите, сэр, вы хоть представляете, как быстро вы двигались? Это вопрос, которого боится каждый автомобилист, когда его задаст полицейский в обочина дороги. Если бы вы смотрели прямо перед собой, не глядя на приборной панели вы можете иметь лишь смутное представление, что сказать. Если вы смотрели на спидометр, с другой стороны, вы будете знать ответ точно, возможно, с точностью до одного-двух километров или миль в час. Вы когда-нибудь задумывались, как на самом деле спидометр работает? Это действительно гениальное использование электромагнетизма!

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

Как измерить скорость

Если вы читали нашу статью о движении, вы знаете, что скорость определяется очень просто: это расстояние, которое вы путешествуете, разделенное к тому времени, когда вы возьмете. Итак, если вы проехали 200 километров, и вы четыре часа на это, ваша средняя скорость — 50 километров в час. Измерение средней скорости после поездки на самом деле не так. такая большая помощь, особенно если вас спрашивает полицейский вопросов. Как быстро вы двигались, сэр? Э-э, потяни меня снова в пару часов, когда доберусь до места назначения… и я разделю расстояние, которое я прошел за то время, которое потребовалось … и тогда я смогу чтобы дать вам какой-то ответ. Хорошо?

Изображение: чтобы найти свою среднюю скорость от точки A до B, вы можете разделить 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 приостановить свое путешествие. Только спидометр может сказать вам вашу фактическую скорость в любой момент.

Здесь мы говорим о средней скорости; что тебе нужно как автомобилист знает вашу мгновенную скорость: скорость вы собираетесь в любой момент.Понять это намного сложнее чем вы думаете. Если вы видели гаишников (или камеры контроля скорости) у стороне дороги, вы, вероятно, знаете, что они используют радар лучи для проверки скорости. Радар (переносной или установленный внутри Speed камеру) направляет невидимый электромагнитный луч на вашу машину на скорость света. Ваша машина снова отражает луч, изменяя это совсем чуть-чуть. Пистолет выясняет, как луч был влияет и, исходя из этого, вычисляет вашу скорость. Теперь теоретически мы у всех могли быть установлены радары в наших машинах, стреляющие лучами в фонарные столбы и здания и ждут, когда придут отражения назад — но это ужасно беспокоит! Нет более простого способа узнать, как быстро мы идем?

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

Что нам действительно нужно, так это способ выяснить, насколько быстро машина колеса вращаются. Если мы знаем, насколько велики колеса, мы можем вычислить скорость довольно легко. Но как измерить колесо? скорость вращения? Даже эта проблема не из простых. Представляете, сколько должно было казаться труднее в первые дни автомобилестроения, в 1902 г., когда немецкий инженер Отто Шульце изобрел первый Практическое решение: вихретоковый спидометр.

Рекламные ссылки

Спидометры механические (вихретоковые)

Вот что мы хотим от спидометра. У нас есть машина колеса вращаются с определенной скоростью, и мы хотим знать, с помощью простого указатель и циферблат, что это за скорость. Итак, нам нужно подключить каким-то умным способом прялка к указателю. Даже это довольно сложно: колеса крутятся вокруг, но указатель, некоторые на расстоянии, просто щелкает вперед и назад. Как мы конвертируем непрерывное, вращающееся движение в прерывистое, мерцающее, указатель движение? Ответ — использовать электромагнетизм!

Вал, поворачивающий колеса автомобиля, соединен с спидометр длинным гибким тросом из скрученных проводов.В кабель немного похож на мини карданный вал: если один конец кабеля вращается, как и другой — даже несмотря на то, что кабель длинный и изогнутый. На верхнем конце трос входит в заднюю часть спидометра. Когда он вращается, он поворачивает магнит внутри корпуса спидометра на такая же скорость. Магнит вращается внутри полой металлической чашки, известной как скоростной стакан, который также может вращаться, хотя и ограничен тонкая катушка проволоки, известная как спираль. Однако магнит и чашки скорости не связаны между собой: они разделены воздухом.Чашка скорости прикреплена к стрелке, которая перемещается вверх и вниз по шкале спидометра.

Artwork: Примерно до 1960-х годов практически все спидометры использовали комбинацию механической силы и электромагнетизма. Маленькое колесо (красное), приводимое в движение диском (оранжевый), прикрепленным к одному из передних колес автомобиля (серое), закручивало трос (зеленый), который тянулся к спидометру (синий). В этом очень раннем примере, датируемом 1904 годом, для перемещения иглы использовался «центробежный» механизм; более поздние конструкции переключились на электромагнетизм.Иллюстрация из патента США 765 841: спидометр, Джозеф У. Джонс, 26 июля 1904 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (с добавленными цветами для ясности).

Как это все работает? Когда трос спидометра вращается, он поворачивается магнит с той же скоростью. Вращающийся магнит создает колеблющееся магнитное поле внутри скоростной чашки и по законам электромагнетизм, что означает, что электрические токи протекают внутри чашки как хорошо. По сути, скоростной стакан превращается в своего рода электричество. генератор.Но, в отличие от обычного генератора (такой, который производит электричество для вашего дома в электростанции), токи в скоростному кубку деваться некуда: нечего нести их мощь далеко. Так что течения бесполезно плавают в клубах водовороты — именно по этой причине мы называем их вихревыми токами. С они электрические токи, и они движутся в электрическом проводник внутри магнитного поля, другой закон электромагнетизма гласит, что они будут создавать движение. Как? Токи на самом деле заставляют чашку скорости вращаться таким образом, что она пытается догнать вращающийся магнит.Но пружина не дает чаше вращается очень далеко, поэтому вместо этого он просто немного поворачивается, вытягивая при этом наведите указатель мыши на циферблат. Чем быстрее едет машина, тем чем быстрее вращается кабель, чем быстрее вращается магнит, тем больше вихревые токи, которые он создает, тем больше сила на чашке скорости, и тем более он способен подтянуть указатель вверх по циферблату. Если вы не можете представить все это ясно, взгляните на небольшую анимацию ниже.

Как работают спидометры — подробнее

1. Когда двигатель переворачивается, карданный вал вращается, заставляя колеса вращаться.
2. Трос спидометра, питаемый от карданного вала, также вращается.
3. Кабель вращает магнит с той же скоростью внутри скоростной чашки. Магнит постоянно вращается в одном и том же направлении. (в данном случае против часовой стрелки).
4. Вращающийся магнит создает в чашке скорости вихревые токи.
5. Вихревые токи заставляют чашку скорости вращаться против часовой стрелки, пытаясь догнать магнит. Помни это магнит и чашка скорости никоим образом не соединены друг с другом — между ними есть воздух.
6. Волосная пружина сжимается, удерживая скоростной стакан, так что он может поворачиваться только немного.
7. По мере того как чашка скорости вращается, она поворачивает указатель вверх по шкале, показывая скорость автомобиля.

Спидометры механические прочие

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

Помимо вихревых токов и прядения кабелей, изобретатели конца 19-го и начала 20-го века попробовали еще несколько способов измерения скорости, используя гениальные механические методы.Например, были регуляторы спидометра, которые работали немного как центробежные регуляторы (ограничители скорости) в паровых двигателях, с весом, который поднимается выше по мере того, как ось проходит быстрее. Гири были связаны с рычагом, который толкал иглу вверх и вниз по шкале, чтобы указать скорость. В 1916 году компания Waltham запатентовал механизм воздушной чашки, аналогичный вихретоковой конструкции, но с парой наполненных воздухом чашек, обращенных друг к другу. Когда одна чашка вращалась, вращающийся воздух внутри нее тянул воздух во второй соседней чашке, соединенной с указателем и пружиной, точно так же, как в вихретоковом спидометре.Эта идея была изобретена не кем иным, как великим пионером в области электротехники и плодовитым изобретателем Никола Тесла.

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) (сколько вы проехали) и времени. Это спидометр в комплекте для iPhone, автор: Даниэль Перес. Приложения для Android включают GPS-спидометр, одометр и SpeedView.

Практически все спидометры, выпускавшиеся до 1980-х годов, работали с использованием вихретокового и тросового механизма — во многом аналогично оригинальной запатентованной конструкции Шульце. Но есть недостатки. Во-первых, необходимо изнашивать множество механических деталей (что делает их неточными). или внезапно потерпят неудачу. Если трос спидометра обрывается, вся хитрость мгновенно становится бесполезной — и требуется слесарь сделать ремонт. Длинные тросы спидометра особенно непрактично, что всегда было проблемой для больших коммерческих автомобилей, таких как грузовики и автобусы.Вихретоковые спидометры также не идеальны для велосипедов, не в последнюю очередь потому, что там на самом деле не место для установки большого спидометра на руле! И проблема возникает не только из-за кабеля: на обычном циферблате спидометра могут быть затруднены считывание показаний, если вы мчаться по автостраде, особенно ночью: вы действительно хотите оторвать взгляд от дороги, чтобы понять где игла на циферблате? Некоторые люди предпочитают видеть свои скорость в виде простого числа на хорошо освещенном цифровом дисплее.

Иллюстрация: Как работает электронный спидометр: 1) Магнит, соединенный с одним из колес (или, что более вероятно, с карданным валом, прикрепленным к одному из колес), вращается с высокой скоростью. 2) Каждый раз, когда он делает один полный оборот, он проходит через датчик Холла (или другой магнитный), и поле магнита запускает датчик. 3) Схема усиливает сигналы от датчика и преобразует их в вашу 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 через датчики, они генерировать короткий 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 может также вести подсчет того, как далеко вы прошли, удваивая как одометр (дальномер).Электронные спидометры также могут отображать скорость с помощью аналоговых указателей и циферблатов, как и традиционные вихретоковые спидометры: в этом случае электронные схема управляет управляемым электродвигателем (называемый шаговым двигателем), который поворачивает указатель на соответствующий угол. Электронные спидометры надежнее и компактнее механических, а датчики движения могут быть на любом расстоянии от дисплея, который показывает вашу скорость, делая они подходят для любого вида транспорта от велосипеда до 40-тонного грузовика!

«Есть идеи, как быстро вы двигались, сэр?»
«Не пугайтесь, офицер, но я довольно хорошо представляю, как моя машина это понимает.Это считается? «.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Исторический интерес

• Как работает спидометр: Popular Science, август 1959 года. Вот альтернативное объяснение из неизменно превосходного журнала Popular Science, с изображением механизма спидометра лучше, чем тот, что я сделал. Он также объясняет, как работают спидометры с подвижной полосой.
• Что вы должны знать о своем спидометре от Schuyler Van Duyne.Popular Science, сентябрь 1941 года. Еще одна классическая статья с большим вырезом спидометра. Также несколько исторических фотографий того, как спидометры собирали на заводах. Наверное, сейчас все сделано роботами!

Патенты

• Патент США 3477022: Электронный спидометр и схема управления одометром, автор Пол Д. Ле Мастерс и др., General Motors Corporation. Выпущено 4 ноября 1969 года. Описывает современный спидометр и одометр с эффектом Холла.
• Патент США 1209359: Индикатор скорости Николы Тесла, Waltham Watch, Co., 29 мая 1914 г. Вихретоковый или аэродинамический спидометр, запатентованный одним из пионеров электромагнетизма.
• Патент США 1 038 016: Магнитный спидометр Джона К. Стюарта, 10 сентября 1912 г. Типичный вихретоковый спидометр.
• Патент США 765 841: Спидометр Джозефа У. Джонса, 26 июля 1904 г. Простой механический спидометр начала 20 века.
• Патент США 765841: Электрический одометр и индикатор скорости от W.A. Phillips. 19 апреля 1892 г. Одометр и спидометр на основе центробежного регулятора.

Статьи

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

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

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Спидометры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-speedometer-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают спидометры? — Объясните, что Stuff

Как работают спидометры? — Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 23 мая 2021 г.

Простите, сэр, вы хоть представляете, как быстро вы двигались? Это вопрос, которого боится каждый автомобилист, когда его задаст полицейский в обочина дороги. Если бы вы смотрели прямо перед собой, не глядя на приборной панели вы можете иметь лишь смутное представление, что сказать. Если вы смотрели на спидометр, с другой стороны, вы будете знать ответ точно, возможно, с точностью до одного-двух километров или миль в час. Вы когда-нибудь задумывались, как на самом деле спидометр работает? Это действительно гениальное использование электромагнетизма!

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

Как измерить скорость

Если вы читали нашу статью о движении, вы знаете, что скорость определяется очень просто: это расстояние, которое вы путешествуете, разделенное к тому времени, когда вы возьмете. Итак, если вы проехали 200 километров, и вы четыре часа на это, ваша средняя скорость — 50 километров в час. Измерение средней скорости после поездки на самом деле не так. такая большая помощь, особенно если вас спрашивает полицейский вопросов. Как быстро вы двигались, сэр? Э-э, потяни меня снова в пару часов, когда доберусь до места назначения… и я разделю расстояние, которое я прошел за то время, которое потребовалось … и тогда я смогу чтобы дать вам какой-то ответ. Хорошо?

Изображение: чтобы найти свою среднюю скорость от точки A до B, вы можете разделить 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 приостановить свое путешествие. Только спидометр может сказать вам вашу фактическую скорость в любой момент.

Здесь мы говорим о средней скорости; что тебе нужно как автомобилист знает вашу мгновенную скорость: скорость вы собираетесь в любой момент.Понять это намного сложнее чем вы думаете. Если вы видели гаишников (или камеры контроля скорости) у стороне дороги, вы, вероятно, знаете, что они используют радар лучи для проверки скорости. Радар (переносной или установленный внутри Speed камеру) направляет невидимый электромагнитный луч на вашу машину на скорость света. Ваша машина снова отражает луч, изменяя это совсем чуть-чуть. Пистолет выясняет, как луч был влияет и, исходя из этого, вычисляет вашу скорость. Теперь теоретически мы у всех могли быть установлены радары в наших машинах, стреляющие лучами в фонарные столбы и здания и ждут, когда придут отражения назад — но это ужасно беспокоит! Нет более простого способа узнать, как быстро мы идем?

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

Что нам действительно нужно, так это способ выяснить, насколько быстро машина колеса вращаются. Если мы знаем, насколько велики колеса, мы можем вычислить скорость довольно легко. Но как измерить колесо? скорость вращения? Даже эта проблема не из простых. Представляете, сколько должно было казаться труднее в первые дни автомобилестроения, в 1902 г., когда немецкий инженер Отто Шульце изобрел первый Практическое решение: вихретоковый спидометр.

Рекламные ссылки

Спидометры механические (вихретоковые)

Вот что мы хотим от спидометра. У нас есть машина колеса вращаются с определенной скоростью, и мы хотим знать, с помощью простого указатель и циферблат, что это за скорость. Итак, нам нужно подключить каким-то умным способом прялка к указателю. Даже это довольно сложно: колеса крутятся вокруг, но указатель, некоторые на расстоянии, просто щелкает вперед и назад. Как мы конвертируем непрерывное, вращающееся движение в прерывистое, мерцающее, указатель движение? Ответ — использовать электромагнетизм!

Вал, поворачивающий колеса автомобиля, соединен с спидометр длинным гибким тросом из скрученных проводов.В кабель немного похож на мини карданный вал: если один конец кабеля вращается, как и другой — даже несмотря на то, что кабель длинный и изогнутый. На верхнем конце трос входит в заднюю часть спидометра. Когда он вращается, он поворачивает магнит внутри корпуса спидометра на такая же скорость. Магнит вращается внутри полой металлической чашки, известной как скоростной стакан, который также может вращаться, хотя и ограничен тонкая катушка проволоки, известная как спираль. Однако магнит и чашки скорости не связаны между собой: они разделены воздухом.Чашка скорости прикреплена к стрелке, которая перемещается вверх и вниз по шкале спидометра.

Artwork: Примерно до 1960-х годов практически все спидометры использовали комбинацию механической силы и электромагнетизма. Маленькое колесо (красное), приводимое в движение диском (оранжевый), прикрепленным к одному из передних колес автомобиля (серое), закручивало трос (зеленый), который тянулся к спидометру (синий). В этом очень раннем примере, датируемом 1904 годом, для перемещения иглы использовался «центробежный» механизм; более поздние конструкции переключились на электромагнетизм.Иллюстрация из патента США 765 841: спидометр, Джозеф У. Джонс, 26 июля 1904 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (с добавленными цветами для ясности).

Как это все работает? Когда трос спидометра вращается, он поворачивается магнит с той же скоростью. Вращающийся магнит создает колеблющееся магнитное поле внутри скоростной чашки и по законам электромагнетизм, что означает, что электрические токи протекают внутри чашки как хорошо. По сути, скоростной стакан превращается в своего рода электричество. генератор.Но, в отличие от обычного генератора (такой, который производит электричество для вашего дома в электростанции), токи в скоростному кубку деваться некуда: нечего нести их мощь далеко. Так что течения бесполезно плавают в клубах водовороты — именно по этой причине мы называем их вихревыми токами. С они электрические токи, и они движутся в электрическом проводник внутри магнитного поля, другой закон электромагнетизма гласит, что они будут создавать движение. Как? Токи на самом деле заставляют чашку скорости вращаться таким образом, что она пытается догнать вращающийся магнит.Но пружина не дает чаше вращается очень далеко, поэтому вместо этого он просто немного поворачивается, вытягивая при этом наведите указатель мыши на циферблат. Чем быстрее едет машина, тем чем быстрее вращается кабель, чем быстрее вращается магнит, тем больше вихревые токи, которые он создает, тем больше сила на чашке скорости, и тем более он способен подтянуть указатель вверх по циферблату. Если вы не можете представить все это ясно, взгляните на небольшую анимацию ниже.

Как работают спидометры — подробнее

1. Когда двигатель переворачивается, карданный вал вращается, заставляя колеса вращаться.
2. Трос спидометра, питаемый от карданного вала, также вращается.
3. Кабель вращает магнит с той же скоростью внутри скоростной чашки. Магнит постоянно вращается в одном и том же направлении. (в данном случае против часовой стрелки).
4. Вращающийся магнит создает в чашке скорости вихревые токи.
5. Вихревые токи заставляют чашку скорости вращаться против часовой стрелки, пытаясь догнать магнит. Помни это магнит и чашка скорости никоим образом не соединены друг с другом — между ними есть воздух.
6. Волосная пружина сжимается, удерживая скоростной стакан, так что он может поворачиваться только немного.
7. По мере того как чашка скорости вращается, она поворачивает указатель вверх по шкале, показывая скорость автомобиля.

Спидометры механические прочие

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

Помимо вихревых токов и прядения кабелей, изобретатели конца 19-го и начала 20-го века попробовали еще несколько способов измерения скорости, используя гениальные механические методы.Например, были регуляторы спидометра, которые работали немного как центробежные регуляторы (ограничители скорости) в паровых двигателях, с весом, который поднимается выше по мере того, как ось проходит быстрее. Гири были связаны с рычагом, который толкал иглу вверх и вниз по шкале, чтобы указать скорость. В 1916 году компания Waltham запатентовал механизм воздушной чашки, аналогичный вихретоковой конструкции, но с парой наполненных воздухом чашек, обращенных друг к другу. Когда одна чашка вращалась, вращающийся воздух внутри нее тянул воздух во второй соседней чашке, соединенной с указателем и пружиной, точно так же, как в вихретоковом спидометре.Эта идея была изобретена не кем иным, как великим пионером в области электротехники и плодовитым изобретателем Никола Тесла.

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) (сколько вы проехали) и времени. Это спидометр в комплекте для iPhone, автор: Даниэль Перес. Приложения для Android включают GPS-спидометр, одометр и SpeedView.

Практически все спидометры, выпускавшиеся до 1980-х годов, работали с использованием вихретокового и тросового механизма — во многом аналогично оригинальной запатентованной конструкции Шульце. Но есть недостатки. Во-первых, необходимо изнашивать множество механических деталей (что делает их неточными). или внезапно потерпят неудачу. Если трос спидометра обрывается, вся хитрость мгновенно становится бесполезной — и требуется слесарь сделать ремонт. Длинные тросы спидометра особенно непрактично, что всегда было проблемой для больших коммерческих автомобилей, таких как грузовики и автобусы.Вихретоковые спидометры также не идеальны для велосипедов, не в последнюю очередь потому, что там на самом деле не место для установки большого спидометра на руле! И проблема возникает не только из-за кабеля: на обычном циферблате спидометра могут быть затруднены считывание показаний, если вы мчаться по автостраде, особенно ночью: вы действительно хотите оторвать взгляд от дороги, чтобы понять где игла на циферблате? Некоторые люди предпочитают видеть свои скорость в виде простого числа на хорошо освещенном цифровом дисплее.

Иллюстрация: Как работает электронный спидометр: 1) Магнит, соединенный с одним из колес (или, что более вероятно, с карданным валом, прикрепленным к одному из колес), вращается с высокой скоростью. 2) Каждый раз, когда он делает один полный оборот, он проходит через датчик Холла (или другой магнитный), и поле магнита запускает датчик. 3) Схема усиливает сигналы от датчика и преобразует их в вашу 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 через датчики, они генерировать короткий 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 может также вести подсчет того, как далеко вы прошли, удваивая как одометр (дальномер).Электронные спидометры также могут отображать скорость с помощью аналоговых указателей и циферблатов, как и традиционные вихретоковые спидометры: в этом случае электронные схема управляет управляемым электродвигателем (называемый шаговым двигателем), который поворачивает указатель на соответствующий угол. Электронные спидометры надежнее и компактнее механических, а датчики движения могут быть на любом расстоянии от дисплея, который показывает вашу скорость, делая они подходят для любого вида транспорта от велосипеда до 40-тонного грузовика!

«Есть идеи, как быстро вы двигались, сэр?»
«Не пугайтесь, офицер, но я довольно хорошо представляю, как моя машина это понимает.Это считается? «.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Исторический интерес

• Как работает спидометр: Popular Science, август 1959 года. Вот альтернативное объяснение из неизменно превосходного журнала Popular Science, с изображением механизма спидометра лучше, чем тот, что я сделал. Он также объясняет, как работают спидометры с подвижной полосой.
• Что вы должны знать о своем спидометре от Schuyler Van Duyne.Popular Science, сентябрь 1941 года. Еще одна классическая статья с большим вырезом спидометра. Также несколько исторических фотографий того, как спидометры собирали на заводах. Наверное, сейчас все сделано роботами!

Патенты

• Патент США 3477022: Электронный спидометр и схема управления одометром, автор Пол Д. Ле Мастерс и др., General Motors Corporation. Выпущено 4 ноября 1969 года. Описывает современный спидометр и одометр с эффектом Холла.
• Патент США 1209359: Индикатор скорости Николы Тесла, Waltham Watch, Co., 29 мая 1914 г. Вихретоковый или аэродинамический спидометр, запатентованный одним из пионеров электромагнетизма.
• Патент США 1 038 016: Магнитный спидометр Джона К. Стюарта, 10 сентября 1912 г. Типичный вихретоковый спидометр.
• Патент США 765 841: Спидометр Джозефа У. Джонса, 26 июля 1904 г. Простой механический спидометр начала 20 века.
• Патент США 765841: Электрический одометр и индикатор скорости от W.A. Phillips. 19 апреля 1892 г. Одометр и спидометр на основе центробежного регулятора.

Статьи

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

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

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Спидометры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-speedometer-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Великие изобретения: спидометр | Hagerty UK

Первый в мире штраф за превышение скорости был выдан Уолтеру Арнольду в Паддок-Вуд, Кент, 28 января 1896 года.Арнольд прорвался через город со скоростью, в четыре раза превышающей допустимую, и последовала погоня на пять миль, прежде чем, наконец, он был остановлен бобби на велосипеде, который ущипнул его за скорость 8 миль в час — и без необходимого сопровождения, размахивающего флагом.

Но нельзя винить Арнольда — ведь спидометр даже не изобрели, когда его вызвали в суд и оштрафовали на шиллинг.

Сколько стоит застраховать вашу машину? Узнайте, выполнив четыре простых шага.

Получить расценки

Заслуга за первый автомобильный спидометр принадлежит А. П. Уорнеру из Warner Electric Company, который адаптировал механизм, называемый измерителем резки, который измерял скорость промышленных режущих инструментов. Oldsmobile Curved Dash Runabout 1901 года был первым транспортным средством, оснащенным спидометром, а год спустя немецкий инженер Отто Шульце запатентовал устройство для измерения мгновенной скорости транспортного средства.

Спидометр, запатентованный Шульце, основан на вихревом токе, создаваемом магнитом, для преобразования скорости вращения колес (или, чаще, от трансмиссии) на циферблат на приборной панели. Гибкий приводной трос прикреплен к шестерням трансмиссии на одном конце, а постоянный магнит прикреплен через другую шестерню на другом. Этот магнит находится внутри ускорителя, который прикреплен к игле на шкале спидометра. Когда магнит вращается, он создает вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, тянет чашку скорости и прикрепленную к ней иглу в том же направлении, что и магнитное поле — без физического соединения.Умная штука.

Были предприняты другие попытки с использованием центробежной силы и вращающихся надувных чашек (хорошая попытка Никола Тесла), но ни одна из них не оказалась столь надежной

Какое-то время даже требовалось, чтобы у автомобилей был один спидометр, чтобы водитель мог видеть, а другой, более крупный, был виден полицией. К счастью, с увеличением ограничения скорости эта довольно нелепая идея потерпела крах.

К 1910 году спидометры стали стандартными, и вихретоковый спидометр оставался единственным жизнеспособным вариантом до 1980-х годов.Были предприняты другие попытки с использованием центробежной силы и вращающихся надувных чашек (хорошая попытка Никола Тесла), но ни одна из них не оказалась столь же надежной до изобретения электронного спидометра.

По иронии судьбы именно среди печально известной темпераментной электроники Aston Martin Lagonda 1976 года появилась первая электронная комбинация приборов. Скорость автомобиля отображалась цифрами на дисплее с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) без прямой механической связи с трансмиссией или колесами. Вместо этого сигнал от датчика передавался по проводам на дисплей приборной панели — система, которая вскоре была принята остальной автомобильной промышленностью.

Ошибка

Speedo всегда была проблемой (хотя Lagonda, по-видимому, была впечатляюще точной), поэтому правила Великобритании гласят, что показания спидометров никогда не должны занижаться и что они не должны перечитываться более чем на 110% от фактической скорости плюс 6,25 мили в час для одиночного одобренные для транспортных средств автомобили и 110% плюс 2,5 мили в час для серийных моделей.

Значит, если вы когда-нибудь попадете в ситуацию, подобную Уолтеру Арнольду, вы не сможете винить свой спидометр.

Настройтесь на другие великие изобретения: автомобильное радио

История одометра

Одометр — это инструмент, который записывает расстояние, которое преодолевает автомобиль.Он отличается от спидометра, который измеряет скорость автомобиля, или тахометра, который показывает скорость вращения двигателя, хотя вы можете увидеть все три на приборной панели автомобиля.

Хронология

Энциклопедия Британия считает, что римский архитектор и инженер Витрувий изобрел одометр в 15 г. до н. Э. В нем использовалось колесо колесницы стандартного размера, которое было повернуто 400 раз за римскую милю, и было установлено в раме с зубчатым колесом с 400 зубьями. На каждой миле зубчатое колесо включало передачу, которая бросала камешек в коробку.Вы знали, сколько миль прошли, считая камешки. Его толкали вручную, хотя, возможно, он никогда не был построен и использован.

Блез Паскаль (1623–1662) изобрел прототип одометра, счетную машину, названную «Паскалин». Pasacaline был построен из шестерен и колес. Каждая шестерня содержала 10 зубцов, которые при перемещении на один полный оборот перемещали вторую шестерню на одно место. Тот же принцип используется в механическом одометре.

Томас Савери (1650-1715) был английским военным инженером и изобретателем, который запатентовал первый сырой паровой двигатель в 1698 году.Среди других изобретений Савери был судовой одометр — устройство, измеряющее пройденное расстояние.

Бен Франклин (1706-1790) наиболее известен как государственный деятель и писатель. Однако он также был изобретателем, который изобрел ласты, бифокальные очки, стеклянную губную гармошку, водонепроницаемые переборки для кораблей, громоотвод, дровяную печь и одометр. Во время службы в качестве генерального почтмейстера в 1775 году Франклин решил проанализировать лучшие маршруты доставки почты. Он создал простой одометр, который помогает измерить пробег по маршрутам, которые он привязал к своей повозке.

Одометр, называемый роудометром, был изобретен в 1847 году пионерами-морманами, пересекающими равнины от Миссури до Юты. Роудометр, прикрепленный к колесу вагона, считал обороты колеса во время движения вагона. Он был разработан Уильямом Клейтоном и Орсоном Праттом и построен плотником Эпплтоном Майло Хармоном. Клейтон был вдохновлен на изобретение роудометра после разработки своего первого метода записи расстояния, которое пионеры проезжали каждый день. Клейтон определил, что 360 оборотов колеса фургона составляют милю, затем он привязал к колесу красную тряпку и подсчитал обороты, чтобы вести точный учет пройденного расстояния.Спустя семь дней этот метод стал утомительным, и Клейтон изобрел роудометр, который впервые был использован утром 12 мая 1847 года. Уильям Клейтон также известен своим написанием пионерского гимна «Приходите, приходите, святые». »

В 1854 году Сэмюэл Маккин из Новой Шотландии разработал еще одну раннюю версию одометра — устройства, измеряющего пройденный километраж. Его версия была прикреплена к боку кареты и измеряла километры при повороте колес.

.