سرعت سنج مکانیکی و الکترونیکی. دستگاه و اصل کار

تصادفی نیست که سرعت سنج در برجسته ترین مکان روی داشبورد خودرو قرار دارد. از این گذشته ، این دستگاه سرعت رانندگی شما را نشان می دهد و به شما امکان می دهد رعایت محدودیت سرعت مجاز را کنترل کنید ، که مستقیماً بر ایمنی جاده تأثیر می گذارد. بیایید بلیط های سرعت را فراموش نکنیم، که اگر به طور دوره ای به سرعت سنج نگاهی بیندازید، می توانید از آن اجتناب کنید. علاوه بر این، در جاده های روستایی با کمک این دستگاه، در صورت حفظ سرعت بهینه که مصرف سوخت در آن حداقل است، می توانید در مصرف سوخت صرفه جویی کنید.

سرعت سنج مکانیکی بیش از صد سال پیش اختراع شد و امروزه هنوز به طور گسترده در وسایل نقلیه استفاده می شود. سنسور در اینجا معمولاً چرخ دنده ای است که با یک چرخ دنده خاص روی شفت ثانویه مش می شود. در خودروهای دیفرانسیل جلو، سنسور را می توان بر روی محور چرخ های محرک و در خودروهای چهار چرخ محرک، در جعبه انتقال قرار داد.



به عنوان نشانگر سرعت (6) روی داشبورد از یک دستگاه اشاره گر استفاده می شود که عملکرد آن بر اساس اصل القای مغناطیسی است.

انتقال چرخش از سنسور (1) به نشانگر سرعت (در واقع سرعت سنج) با استفاده از یک محور انعطاف پذیر (کابل) (2) از چندین رشته فولادی پیچ خورده با یک نوک چهار وجهی در هر دو انتها انجام می شود. کابل در یک غلاف محافظ پلاستیکی آزادانه حول محور خود می چرخد.

محرک شامل یک آهنربای دائمی (3) است که روی کابل محرک نصب شده و با آن می چرخد ​​و یک سیلندر یا دیسک آلومینیومی (4) که سوزن سرعت سنج روی محور آن ثابت می شود. صفحه فلزی از ساختار در برابر اثرات میدان های مغناطیسی خارجی محافظت می کند که می تواند خوانش دستگاه را مخدوش کند.

چرخش آهنربا باعث القای جریان گردابی در یک ماده غیر مغناطیسی (آلومینیوم) می شود. برهمکنش با میدان مغناطیسی یک آهنربا در حال چرخش باعث می شود که دیسک آلومینیومی نیز بچرخد. با این حال، وجود فنر برگشتی (5) منجر به این واقعیت می شود که دیسک و همراه با آن فلش اشاره گر، فقط از یک زاویه خاص متناسب با سرعت وسیله نقلیه می چرخد.

زمانی، برخی از تولیدکنندگان سعی کردند از نوار و نشانگرهای نوع درام در سرعت سنج های مکانیکی استفاده کنند، اما معلوم شد که چندان راحت نیستند و در نهایت رها شدند.



علیرغم سادگی و کیفیت سرعت سنج های مکانیکی با یک شفت انعطاف پذیر به عنوان درایو، این طراحی اغلب خطای نسبتاً بزرگی می دهد و خود کابل مشکل سازترین عنصر در آن است. بنابراین، سرعت سنج های صرفاً مکانیکی به تدریج در حال تبدیل شدن به گذشته هستند و جای خود را به دستگاه های الکترومکانیکی و الکترونیکی می دهند.

سرعت سنج الکترومکانیکی نیز از یک محور محرک انعطاف پذیر استفاده می کند، اما مجموعه سرعت القایی مغناطیسی در دستگاه به طور متفاوتی مرتب شده است. به جای یک سیلندر آلومینیومی، یک سلف در اینجا نصب شده است که در آن جریان الکتریکی تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی در حال تغییر ایجاد می شود. هر چه سرعت چرخش آهنربای دائمی بیشتر باشد، جریان عبوری از سیم پیچ بیشتر می شود. یک میلی‌متر اشاره‌گر به پایانه‌های سیم‌پیچ متصل است که به عنوان نشانگر سرعت استفاده می‌شود. چنین دستگاهی به شما امکان می دهد دقت قرائت را در مقایسه با سرعت سنج مکانیکی افزایش دهید.

در سرعت سنج الکترونیکی، هیچ ارتباط مکانیکی بین سنسور سرعت و دستگاه موجود در داشبورد وجود ندارد.

واحد پرسرعت دستگاه دارای مدار الکترونیکی است که سیگنال پالس الکتریکی دریافتی از سنسور سرعت را از طریق سیم ها پردازش می کند و ولتاژ مربوطه را به خروجی آن خروجی می دهد. این ولتاژ به یک عدد میلی‌متر که به عنوان نشانگر سرعت عمل می‌کند اعمال می‌شود. در دستگاه های مدرن تر، استپر ICE نشانگر را کنترل می کند.

به عنوان سنسور سرعت، دستگاه های مختلفی استفاده می شود که سیگنال الکتریکی پالسی تولید می کند. چنین دستگاهی می تواند، به عنوان مثال، یک سنسور القایی پالس یا یک جفت نوری (دیود ساطع نور + ترانزیستور نوری) باشد، که در آن به دلیل قطع ارتباط نور در حین چرخش یک دیسک شکاف نصب شده بر روی شفت، پالس ها ایجاد می شود.

اما، شاید، پرکاربردترین سنسورهای سرعت، که اصل عملکرد آنها بر اساس اثر هال است. اگر هادی را قرار دهید که از طریق آن جریان مستقیم در یک میدان مغناطیسی جریان یابد، اختلاف پتانسیل عرضی در آن ایجاد می شود. وقتی میدان مغناطیسی تغییر می کند، مقدار اختلاف پتانسیل نیز تغییر می کند. اگر یک دیسک محرک با یک شکاف یا لبه در یک میدان مغناطیسی بچرخد، آنگاه یک تغییر ضربه ای در اختلاف پتانسیل عرضی دریافت می کنیم. فرکانس پالس ها متناسب با سرعت چرخش دیسک اصلی خواهد بود.



برای نمایش سرعت به جای اشاره گر اتفاق می افتد که از صفحه نمایش دیجیتال استفاده می شود. با این حال، تغییر مداوم اعداد روی مجموعه سرعت سنج توسط راننده بدتر از حرکت صاف پیکان است. اگر یک تاخیر وارد کنید، ممکن است سرعت لحظه ای به طور دقیق نمایش داده نشود، به خصوص در هنگام شتاب یا کاهش سرعت. بنابراین، نشانگرهای آنالوگ همچنان در سرعت سنج ها غالب هستند.

علیرغم پیشرفت مداوم فناوری در صنعت خودرو، بسیاری توجه دارند که دقت قرائت سرعت سنج زیاد نیست. و این ثمره تخیل بیش از حد فعال رانندگان نیست. یک خطای کوچک عمداً توسط سازندگانی که قبلاً در ساخت دستگاه‌ها انجام می‌دادند، ایجاد شده است. علاوه بر این، این خطا همیشه در جهت بزرگ است، تا شرایطی را که تحت تأثیر عوامل مختلف، قرائت‌های سرعت سنج کمتر از سرعت احتمالی خودرو باشد، حذف کند. این کار به گونه ای انجام می شود که راننده به طور تصادفی از سرعت تجاوز نکند و با مقادیر نادرست روی دستگاه هدایت می شود. علاوه بر اطمینان از ایمنی، تولیدکنندگان نیز به دنبال منافع خود هستند - آنها به دنبال حذف دعوای حقوقی از رانندگان ناراضی هستند که جریمه دریافت کردند یا به دلیل قرائت های غلط سرعت سنج تصادف کردند.

خطای سرعت سنج ها، به عنوان یک قاعده، غیر خطی است. در حدود 60 کیلومتر بر ساعت نزدیک به صفر است و به تدریج با سرعت افزایش می یابد. در سرعت 200 کیلومتر در ساعت، خطا می تواند تا 10 درصد برسد.

عوامل دیگری مانند موارد مرتبط با سنسورهای سرعت نیز بر دقت قرائت ها تأثیر می گذارد. این امر به ویژه در مورد سرعت سنج های مکانیکی که دنده ها به تدریج فرسوده می شوند صادق است.

اغلب، خود صاحبان خودروها با تنظیم اندازه آن با نامی، خطای اضافی را معرفی می کنند. واقعیت این است که سنسور چرخش های محور خروجی گیربکس را که متناسب با چرخش چرخ ها است، محاسبه می کند. اما با کاهش قطر لاستیک، خودرو با یک دور چرخش چرخ مسافت کمتری را نسبت به تایرهایی با اندازه اسمی طی می کند. و این بدان معنی است که سرعت سنج سرعتی را نشان می دهد که در مقایسه با سرعت ممکن 2 ... 3 درصد بیش از حد تخمین زده شده است. رانندگی با لاستیک های کم باد نیز همین تاثیر را خواهد داشت. برعکس، نصب لاستیک هایی با قطر افزایش یافته باعث دست کم گرفتن قرائت های سرعت سنج می شود.

اگر به جای یک معمولی، سرعت سنج را نصب کنید که برای کار در این مدل ماشین خاص طراحی نشده است، ممکن است خطا کاملاً غیرقابل قبول باشد. در صورت نیاز به تعویض دستگاه معیوب، این باید در نظر گرفته شود.

کیلومتر شمار برای اندازه گیری مسافت طی شده استفاده می شود. نباید با سرعت سنج اشتباه گرفت. در واقع این دو دستگاه متفاوت هستند که اغلب در یک مورد با هم ترکیب می شوند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که هر دو دستگاه، به طور معمول، از یک سنسور استفاده می کنند.

در مورد استفاده از یک محور انعطاف پذیر به عنوان درایو، انتقال چرخش به محور ورودی کیلومتر شمار از طریق یک جعبه دنده با نسبت دنده بزرگ - از 600 تا 1700 انجام می شود. قبلاً از چرخ دنده حلزونی استفاده می شد که با آن چرخ دنده با اعداد چرخانده شده است. در کیلومتر شمار آنالوگ مدرن، چرخش چرخ ها توسط موتورهای پله ای کنترل می شود.



به طور فزاینده ای می توانید دستگاه هایی را بیابید که در آنها مسافت پیموده شده خودرو به صورت دیجیتالی روی صفحه نمایش کریستال مایع نمایش داده می شود. در این حالت اطلاعات مسافت طی شده در واحد کنترل موتور کپی می شود و در کلید الکترونیکی خودرو اتفاق می افتد. اگر یک کیلومتر شمار دیجیتال را به صورت برنامه ریزی شده نصب کنید، جعلی بودن را می توان به سادگی از طریق عیب یابی کامپیوتری تشخیص داد.

در صورت وجود اشکال در سرعت سنج، به هیچ وجه نباید آنها را نادیده گرفت، باید سریعا آنها را برطرف کرد. این در مورد ایمنی شما و سایر کاربران جاده است. و اگر دلیل آن در یک سنسور معیوب باشد، ممکن است مشکلاتی نیز ایجاد شود، زیرا واحد کنترل موتور عملکرد واحد را بر اساس داده های سرعت نادرست تنظیم می کند.