Đồng hồ tốc độ cơ và điện tử. Thiết bị và nguyên lý hoạt động

Không phải ngẫu nhiên mà đồng hồ tốc độ được đặt ở vị trí nổi bật nhất trên bảng đồng hồ của xe. Xét cho cùng, thiết bị này cho biết bạn đang lái xe với tốc độ như thế nào và cho phép bạn kiểm soát việc tuân thủ tốc độ giới hạn cho phép, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn đường bộ. Đừng quên vé chạy quá tốc độ, có thể tránh được nếu bạn thường xuyên nhìn vào đồng hồ tốc độ. Ngoài ra, trên những con đường quê với sự hỗ trợ của thiết bị này, bạn có thể tiết kiệm nhiên liệu nếu bạn duy trì tốc độ tối ưu mà mức tiêu hao nhiên liệu là nhỏ nhất.

Đồng hồ đo tốc độ cơ học được phát minh cách đây hơn một trăm năm và vẫn được sử dụng rộng rãi trên các phương tiện giao thông ngày nay. Cảm biến ở đây thường là một bánh răng ăn khớp với một bánh răng đặc biệt trên trục thứ cấp. Trong các xe dẫn động cầu trước, cảm biến có thể được đặt trên trục của các bánh dẫn động và trong các xe dẫn động tất cả các bánh, trong trường hợp chuyển số.



Như một chỉ báo tốc độ (6) trên bảng điều khiển, một thiết bị con trỏ được sử dụng, hoạt động của nó dựa trên nguyên tắc cảm ứng từ.

Việc truyền chuyển động quay từ cảm biến (1) đến bộ chỉ thị tốc độ (thực chất là đồng hồ tốc độ) được thực hiện bằng một trục (cáp) mềm (2) từ một số sợi thép xoắn có đầu hình tứ diện ở cả hai đầu. Cáp quay tự do quanh trục của nó trong một vỏ bọc bảo vệ bằng nhựa đặc biệt.

Bộ truyền động bao gồm một nam châm vĩnh cửu (3), được gắn trên cáp dẫn động và quay cùng với nó, và một hình trụ hoặc đĩa nhôm (4), trên trục mà kim đồng hồ tốc độ được cố định. Màn hình kim loại bảo vệ cấu trúc khỏi tác động của từ trường bên ngoài, có thể làm sai lệch kết quả đọc của thiết bị.

Chuyển động quay của nam châm tạo ra dòng điện xoáy trong vật liệu phi từ tính (nhôm). Tương tác với từ trường của một nam châm quay làm cho đĩa nhôm cũng quay theo. Tuy nhiên, sự hiện diện của một lò xo hồi vị (5) dẫn đến thực tế là đĩa, và cùng với nó là mũi tên trỏ, chỉ quay qua một góc nhất định tỷ lệ với tốc độ của xe.

Đã có lúc, một số nhà sản xuất cố gắng sử dụng các chỉ số dạng băng và trống trong đồng hồ đo tốc độ cơ học, nhưng chúng không được thuận tiện cho lắm, và cuối cùng chúng đã bị bỏ rơi.



Mặc dù tính đơn giản và chất lượng của đồng hồ tốc độ cơ học với một trục linh hoạt làm ổ đĩa, nhưng thiết kế này thường cho sai số khá lớn và bản thân dây cáp là yếu tố có vấn đề nhất trong đó. Chính vì vậy, những chiếc đồng hồ đo tốc độ cơ học thuần túy đang dần trở thành dĩ vãng, nhường chỗ cho các thiết bị điện cơ và điện tử.

Máy đo tốc độ cơ điện cũng sử dụng trục truyền động linh hoạt, nhưng cụm tốc độ cảm ứng từ trong thiết bị được bố trí khác nhau. Thay vì một hình trụ bằng nhôm, một cuộn cảm được lắp đặt ở đây, trong đó một dòng điện được tạo ra dưới tác động của một từ trường thay đổi. Tốc độ quay của nam châm vĩnh cửu càng lớn thì cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây càng lớn. Một milimét con trỏ được kết nối với các cực của cuộn dây, được sử dụng như một chỉ báo tốc độ. Một thiết bị như vậy cho phép bạn tăng độ chính xác của các số đọc so với đồng hồ đo tốc độ cơ học.

Trong đồng hồ tốc độ điện tử, không có kết nối cơ khí giữa cảm biến tốc độ và thiết bị trong bảng đồng hồ.

Bộ tốc độ cao của thiết bị có một mạch điện tử xử lý tín hiệu xung điện nhận được từ cảm biến tốc độ thông qua các dây dẫn và xuất điện áp tương ứng đến đầu ra của nó. Điện áp này được áp dụng cho một milimét quay số, đóng vai trò như một chỉ báo tốc độ. Trong các thiết bị hiện đại hơn, ICE bước điều khiển con trỏ.

Là một cảm biến tốc độ, các thiết bị khác nhau được sử dụng để tạo ra tín hiệu điện xung. Một thiết bị như vậy có thể là, ví dụ, một cảm biến cảm ứng xung hoặc một cặp quang học (điốt phát quang + phototransistor), trong đó sự hình thành các xung xảy ra do sự gián đoạn giao tiếp ánh sáng trong quá trình quay của một đĩa có rãnh gắn trên trục.

Nhưng, có lẽ, cảm biến tốc độ được sử dụng rộng rãi nhất, nguyên tắc hoạt động của nó dựa trên hiệu ứng Hall. Nếu bạn đặt một dây dẫn có dòng điện một chiều chạy qua trong từ trường, thì sự chênh lệch điện thế ngang sẽ phát sinh trong đó. Khi từ trường thay đổi, độ lớn của hiệu điện thế cũng thay đổi. Nếu một đĩa dẫn động có rãnh hoặc gờ quay trong từ trường, thì chúng ta nhận được sự thay đổi xung lực trong sự chênh lệch điện thế ngang. Tần số của các xung sẽ tỷ lệ với tốc độ quay của đĩa chủ.



Để hiển thị tốc độ thay vì con trỏ Sẽ xảy ra trường hợp sử dụng màn hình kỹ thuật số. Tuy nhiên, việc thay đổi số liên tục trên bộ đồng hồ tốc độ được người lái cảm nhận kém hơn so với chuyển động trơn tru của mũi tên. Nếu bạn nhập độ trễ, thì tốc độ tức thời có thể không được hiển thị khá chính xác, đặc biệt là trong quá trình tăng hoặc giảm tốc. Do đó, con trỏ tương tự vẫn chiếm ưu thế trong các máy đo tốc độ.

Bất chấp sự tiến bộ công nghệ không ngừng trong ngành công nghiệp ô tô, nhiều người lưu ý rằng độ chính xác của các chỉ số của đồng hồ tốc độ vẫn không cao lắm. Và đây không phải là thành quả của trí tưởng tượng hoạt động quá mức của những người lái xe cá nhân. Một lỗi nhỏ là do các nhà sản xuất đã cố tình mắc phải trong quá trình sản xuất thiết bị. Hơn nữa, sai số này luôn có chiều hướng lớn, nhằm loại trừ trường hợp khi chịu tác động của nhiều yếu tố khác nhau, chỉ số công tơ mét sẽ thấp hơn tốc độ có thể của xe. Điều này được thực hiện để người lái xe không vô tình vượt quá tốc độ, được hướng dẫn bởi các giá trị không chính xác trên thiết bị. Ngoài việc đảm bảo an toàn, các nhà sản xuất cũng theo đuổi lợi ích của riêng mình - họ tìm cách loại trừ các vụ kiện từ những người lái xe bất mãn bị phạt tiền hoặc bị tai nạn do đọc sai công tơ mét.

Theo quy luật, sai số của đồng hồ đo tốc độ là không tuyến tính. Nó gần bằng 60 ở khoảng 200 km / h và tăng dần theo tốc độ. Ở tốc độ 10 km / h, sai số có thể lên tới XNUMX phần trăm.

Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đọc, chẳng hạn như những yếu tố liên quan đến cảm biến tốc độ. Điều này đặc biệt đúng với đồng hồ tốc độ cơ học, trong đó các bánh răng bị mòn dần.

Thông thường, chủ sở hữu của những chiếc xe tự đưa ra một lỗi bổ sung bằng cách đặt kích thước của chúng khác với danh nghĩa. Thực tế là cảm biến đếm số vòng quay của trục đầu ra hộp số, tỷ lệ với số vòng quay của các bánh xe. Nhưng với đường kính lốp giảm, chiếc xe sẽ đi được quãng đường ngắn hơn trong một vòng quay của bánh so với lốp có kích thước danh nghĩa. Và điều này có nghĩa là đồng hồ tốc độ sẽ hiển thị tốc độ được đánh giá cao hơn 2 ... 3 phần trăm so với tốc độ có thể. Lái xe với lốp xe chưa bơm hơi cũng có tác dụng tương tự. Ngược lại, lắp lốp có đường kính lớn hơn sẽ khiến chỉ số công tơ mét bị đánh giá thấp hơn.

Lỗi có thể hoàn toàn không thể chấp nhận được nếu thay vì một lỗi thông thường, bạn lắp đồng hồ tốc độ không được thiết kế để hoạt động trên mẫu xe ô tô cụ thể này. Điều này phải được tính đến nếu nó trở nên cần thiết để thay thế một thiết bị bị lỗi.

Đồng hồ đo đường dùng để đo quãng đường đã đi. Không nên nhầm nó với đồng hồ tốc độ. Trên thực tế, đây là hai thiết bị khác nhau, thường được kết hợp trong một trường hợp. Điều này được giải thích bởi thực tế là cả hai thiết bị, theo quy luật, sử dụng cùng một cảm biến.

Trong trường hợp sử dụng trục linh hoạt làm bộ truyền động, việc truyền chuyển động quay tới trục đầu vào của đồng hồ đo đường được thực hiện thông qua hộp số có tỷ số truyền lớn - từ 600 đến 1700. Trước đây, bánh răng sâu được sử dụng, với bánh răng có số quay. Trong các đồng hồ đo đường tương tự hiện đại, chuyển động quay của các bánh xe được điều khiển bởi động cơ bước.



Càng ngày, bạn càng có thể tìm thấy các thiết bị trong đó quãng đường đi được của xe được hiển thị kỹ thuật số trên màn hình tinh thể lỏng. Trong trường hợp này, thông tin về quãng đường đã đi được nhân đôi trong bộ điều khiển động cơ và điều đó xảy ra trong chìa khóa điện tử của ô tô. Nếu bạn lên dây cót lập trình đồng hồ đo đường kỹ thuật số, thì việc giả mạo có thể được phát hiện khá đơn giản thông qua chẩn đoán của máy tính.

Nếu có vấn đề với đồng hồ tốc độ, trong mọi trường hợp không được bỏ qua chúng, chúng phải được khắc phục ngay lập tức. Đó là về sự an toàn của bạn và của những người tham gia giao thông khác. Và nếu nguyên nhân nằm ở cảm biến bị lỗi, thì các vấn đề cũng có thể phát sinh, vì bộ phận điều khiển động cơ sẽ điều chỉnh hoạt động của bộ phận dựa trên dữ liệu tốc độ không chính xác.