Что такое спидометр в автомобиле

Типы одометров

Учитывая одометр и спидометр (разница между ними есть в конструкции), определим типы одометров. Выделяют три основных типа:

1. Механический. Самый старый тип, его прародитель, был изобретен древним цаплем. Если нужно зарядить такой одометр, можно сделать это с любым поворотом. С помощью цифрового счетчика учитывается вращение колеса механической составляющей. Под действием механических сил счетчик считывает количество оборотов и преобразует их в километры. Недостатком таких счетчиков является то, что при достижении определенной цифры показания автоматически сбрасываются.
2. Электронно-механическое устройство. Самая продвинутая модель одометра. Для выполнения коррекции такого счетчика уже требуется использование CAN роторов. В этом случае обороты колеса считываются со счетчика через механическую связь, а информация впоследствии преобразуется в сигналы. Данные отображаются в цифровом виде на приборной панели.
3. Цифровые одометры. Они работают на базе микроконтроллера. Самый современный аппарат. Все необходимые индикаторы в этом случае читаются в цифровом формате. Чтобы исправить такой одометр, вам понадобится специальное оборудование. Цифровой одометр является частью бортового компьютера автомобиля.

Устройство и принцип работы

Теперь разберемся, как работает спидометр на примере механического прибора. В этом случае измерение скорости осуществляется за счет механической связи между стрелкой и выходным валом редуктора. Редуктор спидометра и стрелка связываются благодаря такому элементу, как тросик спидометра. Поскольку сам вал расположен дальше по цепи от трансмиссии, скорость его вращения обусловлена конечной скоростью вращения колес (автор видео — канал Руслан Юняев).

В самой трансмиссии имеется специальная шестеренка. Ведущая шестерня привода спидометра вращается одновременно с выходным шкивом и она также связана с тросом. Тросик спидометра сам по себе представляет собой прочный вращающийся провод, заключенный в специальный кожух, один конец которого установлен на шестеренке, а второй — внутри прибора, на стрелке. Когда шестерня спидометра вращается, соответствующее вращение происходит и с тросом.

На втором конце, который расположен в приборе, расположен специальный магнит в виде диска, который установлен в непосредственной близости к стальному барабану. Следует отметить, что между собой эти элементы не соединяются. Сам барабан зафиксирован на игле, а полученные показания выводятся на шкалу. Более подробно о том, как работает спидометр фото представлено ниже.

Устройство спидометра следующее:

• привод спидометра;
• магнит;
• термомагнитный элемент;
• шкала;
• спиральная пружина;
• стрелка;
• стальная пластина;
• защитный кожух;
• трос.

Устройство и соединение СА с коробкой передач

Погрешности приборов

Даже электронный одометр имеет неточности. Их невозможно исключить, поэтому принято учитывать определённые стандарты, допускающие предел этого значения. К примеру, на механическом приборе погрешность не должна превышать 5%-15%.

Ошибки устройства объясняется наличием различных зазоров, слабостью троса, плохим сцеплением и слабыми пружинами. Больше погрешностей выдаёт механический одометр, цифровой — гораздо меньше, ведь имеется возможность считывать показания микроконтроллёра, датчика.

Погрешность бывает и на спидометре, рассчитывающим скорость автомобиля. Идеально точную информацию прибор вывести просто неспособен, так как скорость зависит от нескольких составляющих: вращения колеса, его диаметра и т. д.

Интересно будет проследить за погрешностями прибора на разных скоростных режимах.

1. 60 км/ч — погрешностей почти не бывает.
2. 110 км/ч — погрешность составляет 5-10 км/ч.
3. 200 км/ч — среднее значение доходит до 10%.

Ещё погрешность варьируется согласно следующим моментам.

На автомобилях с передним приводом погрешность проявляется, чуть ли, не на каждом повороте. Причина — спидометр интегрирован с одним колесом. Из-за этого поворот влево снижает показания, вправо — увеличивает их.
На погрешность влияет нестандартный размер колёс

Разница в 1 см увеличивает погрешность до 2,5%.
Немаловажное значение имеет диаметр резины. При малейшем несоответствии со стандартом показания спидометра занижаются или завышаются.
Влиять на погрешность может давление в шинах и износ протектора

К примеру, если колесо плохо накачено, это приводит к занижению показателей максимальной скорости.

Наиболее точные показания даёт, как и говорилось, только цифровой девайс или устройство, подключённое к GPS-навигатору. Преимущества спутникового позиционирования трудно недооценить. Современные системы демонстрируют точную скорость транспортного средства без каких-либо погрешностей.

Стандартный спидометр помечен шкалой в 10 км/ч, а его стрелка дёргается на ухабах. Он может лишь завышать показания, но не занижать. В противном случае дорожная обстановка будет ложно оценена, и возникнет аварийная ситуация. Например, если будет показываться 100 км/ч вместо реальных 120 км/ч.

Несколько слов о погрешностях, связанных с размерами шин. Тут вступает в силу сама конструкция спидометра. Он состоит из двух приборов, объединённых в едином корпусе. Один прибор измеряет скорость, другой — показывает пробег автомобиля. Так они и называются: скоростным и счётным узлами.

Теперь конкретно: если автомобиль обут в резину, порядком поношенную, спидометр будет завышать показания, так как вступает в силу система градации через каждые 10 км/ч и закон округления чисел, используемый в одометрах.

Скорость как вектор

Чем, кроме числового значения, характеризуется скорость тела?

Логично, что, кроме числового значения, скорость имеет и направление. Например, чтобы узнать, где будет находиться велосипедист через 1 час после того, как он выехал из дома, нам необходимо знать скорость движения и ее направление.

Физические величины делятся на те, которые имеют направление и те, которые его не имеют — на векторные и скалярные:

1. Векторные величины – это величины, которые, кроме числового значения (модуля), имеют еще и направление.

Векторные величины обозначаются буквами со стрелочками. Скорость обозначается как $\vec{\upsilon}$, а модуль скорости — $\upsilon$.

На рисунке 4 стрелкой показано направление скорости (направление движение тела).

Рисунок 4. Направление скорости для различных тел

2. Скалярные величины – это физические величины, которые не имеют направления и характеризуются только числовым значением. Это путь, объем, время, длина, масса и др.

{"questions":,"explanations":,"answer":}}}]}

Виды тахометров

В современной классификации принято деление устройств по методологии отображения данных и использованному способу монтажа. Относительно последней классификации, тахометры бывают штатными (встроенными) и выносными (бесконтактными). Последние часто применяют на спортивных машинах для повышения точности получаемой информации и тщательной коррекции числа оборотов. Такие приборы показывают и иногда подают сигнал о достижении отдельных показателей.

Механический

Такие приборы давно морально устарели. Их использовали в 20-м веке из-за отсутствия альтернативных вариантов.

Суть устройства заключалась в том, что шестерёнка, помещённая на коленчатом валу и приводной трос, передающий на катушку крутящий момент, сцеплялись между собой. Такие тахометры часто устанавливаются на низкооборотистые моторы.

Катушка представлена в виде электромагнита устройства, обеспечивающего возникновение магнитной индукции. За счёт её работы обеспечивается отклонение стрелки прибора и получение информации о работоспособности элементов. С течением лет, по мере технического прогресса устройства перестали применяться в автомобилестроении из-за достаточной погрешности, способной достигать 500 об/мин.

Аналоговый

По мере развития технологий были изобретены и созданы устройства нового типа, с изменённым механизмом действия. Принцип их работы похож на механические устройства, но определённые различия имеются. Отображается значения оборотов при помощи движения стрелки по циферблату. Этими тахометрами оснащены машины, возраст которых не превышает 20 лет.

Аналоговый прибор считывает обороты при помощи подачи энергии на катушку зажигания, а она переводит низкое напряжение в высокое. Такие условия при передаче импульсного тока обеспечивают образование искры на свече зажигания. Сам импульс мгновенно попадает на обмотку электромагнита и электрическую схему устройства. Сила индукции и отклонение стрелки на приборной панели зависит от массы импульсов, поступающих на обмотку.

Именно такой тип тахометра устанавливается на большинство автомобилей (он дешевле и немного надёжнее электронных устройств). Да и пользоваться таким типом очень удобно, да точность во время движения не особо важна. Как правило, точность аналоговых тахометров составляет около 400-500 об./мин., но они работают стабильнее механических и показывают более реальные значения.

Теперь понятно, откуда считывает обороты прибор, но нельзя игнорировать погрешность. Аналоговый тахометр занижает значения и отображает реальные показания только при высоких оборотах колеса.

Цифровой

Постепенно, но уверенно цифровые модели замещают аналоговые устройства. В принципе их работы лежит измерение, основанное на подсчёте числа импульсов на первичной обмотке катушки зажигания. Есть и другой вариант – идёт подсчёт интервала времени и его сопоставление с отдельными импульсами.

Полученная посредством подобных действий информация переводится в цифры и отображается на табло тахометра со спидометром (или без него). Лучшие модели могут измерять значения с точностью до 100-150 оборотов в минуту.

По надёжности цифровой тахометр ни в чём не уступает аналоговому устройству.

Ещё одна хорошая статья: Активная и пассивная безопасность автомобиля: что это такое, назначение, компоненты

Измерение скорости по видеоизображению

В некоторых комплексах фотовидео­-фиксации для измерения скорости используют видеосъёмку. Так, например, измеряет скорость автоматический комплекс фотовидеофиксации «АвтоУраган», разработанный компа­нией «Технологии Распознавания».

«АвтоУраган» работает так. Видео­камера комплекса направлена на определённый участок дороги, длина которого известна заранее. Эта дистанция называется «зона контроля», её длина составляет около 6 метров (рис. 1). Когда машина въезжает в зону контроля, камера фиксирует это и распознаёт закреплённый на автомобиле автомобильный номерной знак. Именно номер является опорной точкой для дальнейшего вычисления скорости (рис. 2). Далее весь путь автомобиля через зону контроля фиксируется видеокамерой. Камера «АвтоУрагана» формирует кадры через каждые 40 миллисекунд и фиксирует время каждого видеокадра (рис. 3). Поскольку время, когда сделаны первый и последний видеокадры, известно, можно вычислить время, за которое автомобиль проехал зону контроля. А зная время и длину зоны контроля, можно рассчитать скорость автомобиля (рис. 4).

Кстати, чем медленнее движется автомобиль, тем больше кад­ров будет сделано за время проезда зоны контроля. Например, двигаясь со скоростью 80 км/час, автомобиль проедет дистанцию зоны контроля (6 метров) за 270 миллисекунд. Соответственно, этот автомобиль в зоне контроля будет зафиксирован шесть раз (270 разделить на 40).

Угловая скорость

Проявляется этот вид при вращении тела вокруг оси. Траектория представляет собой круговое движение. Основным параметром, учитывающимся при его нахождении, является угол поворота (f). Все элементарные угловые движения являются векторами. Обычный поворот равен углу вращения тела df за небольшой отрезок времени dt в противоположную сторону от хода часовой стрелки.

В математике формулу для нахождения углового параметра записывают как w = df/dt. Угловая скорость — аксиальная величина, располагающаяся вдоль мгновенной оси и совпадающая с поступательным вращением правого винта. Равномерное вращение, то есть движение, при котором происходит поворот на один и тот же угол, называют равномерным. Модуль угловой скорости определяют по формуле: w = f/t, где f — угол поворота, t — время, в течение которого происходило вращение. Учитывая, что Δf = 2p, формулу можно переписать до вида: w = 2p/T, то есть с использованием периода.

Существует связь между угловой скоростью и числом оборотов: w = 2*p*v. Это понятие используется для решения заданий при описании неравномерного вращения. Есть также выражение, связывающее линейную скорость с угловой: v = , где R — компонента, проведённая перпендикулярно к радиус-вектору. В качестве единицы измерения параметра используется радиан, делённый на секунду (рад/с).

Например, необходимо определить угловую скорость вариатора в тот момент, когда подвешенная масса пройдёт расстояние, равное 10 метрам. Радиус плеча составляет 40 сантиметров. В начальный момент подвес находится в состоянии покоя, а затем начинает опускаться с ускорением A = 0,04 м/с2.

Измерение скорости при помощи радара

Автомобили созданы для передвижения, причём желательно — на высокой скорости. Каждый из нас хочет добраться из точки А в точку В как можно скорее. Чем быстрее едет автомобиль, тем меньше времени нужно, чтобы добраться до цели.

Однако скорость движения на дорогах ограничена. Почему? Да потому, что на большой скорости больше риска. На большой скорости машиной труднее управлять и движение становится опасным. Кроме того, чем выше скорость, тем длиннее тормозной путь. Например, если увеличить скорость на 10 км/час, то тормозной путь увеличивается вдвое.

Выбор скорости зависит от особенностей дороги. Поэтому на дорогах устанавливают специальные знаки, ограничивающие скорость. А для нарушителей предусмотрены наказания в виде штрафов.

Но прежде чем наказывать, нужно точно измерить скорость автомобиля. Самый удобный и точный способ измерения — это измерение при помощи радара, который излучает электромагнитный сигнал в сторону автомобиля. Отразившись от движущегося автомобиля, сигнал приходит обратно на антенну радара, при этом частота отражённого сигнала зависит от скорости машины. Этот необычный эффект открыл австрийский физик Кристиан Доплер ещё в 1841 году. И с тех пор все радары, основанные на этом принципе, называются доплеровскими.

Современные доплеровские радары умеют не только измерять скорость, но и определять направление движения автомобиля, точно находить местоположение каждой машины на дороге. Если совместить такой радар с фотокамерой, то получится устройство, называемое фоторадар, который может автоматически фотографировать все проезжающие автомобили, одновременно измеряя их скорость. И если среди них окажется нарушитель, то радар автоматически его обнаружит, сфотографирует и отправит в центр обработки все данные для оформления штрафа

Важно, что при этом фоторадар может не только сфотографировать номер автомобиля, но и «прочитать» его, то есть распознать имеющиеся на нём символы (буквы и цифры) и перевести их в цифробуквенный код. Без этого было бы невозможно автоматически обрабатывать полученные данные: пришлось бы использовать труд операторов, которые должны были бы рассматривать все фотографии глазами. Представьте, сколько машин проходит каждый час по скоростной дороге? За день с каждого фоторадара могут быть получены десятки тысяч фотографий! А распознанный номер может быть обработан с помощью компьютера автоматически

Представьте, сколько машин проходит каждый час по скоростной дороге? За день с каждого фоторадара могут быть получены десятки тысяч фотографий! А распознанный номер может быть обработан с помощью компьютера автоматически.

Все данные фоторадар отправляет в центр обработки. Там есть база данных — специальным образом организованная информационная система, в которой содержатся данные обо всех зарегистрированных в стране автомобилях, а также именах и адресах их владельцев. Если водитель нарушил правила и превысил скорость, то система оформит протокол, который будет отправлен хозяину автомобиля по почте. И тот должен будет заплатить штраф. Вся эта сложная система действует для того, чтобы все водители соблюдали Правила дорожного движения и мы могли безопасно пользоваться нашими дорогами.

Разумеется, современный фоторадар — это не просто сочетание камеры и радара. Для бесперебойной работы этого сложного прибора требуется целая система обеспечения жизнедеятельности, включающая защиту от изменений температуры, предотвращение запотевания стёкол, дистанционную диагностику и многое, много другое. Поэтому для разработки и производства этих приборов требуется сложное оборудование и специальные знания. Но зато выпускаемые в нашей стране фоторадары настолько надёжны, что, например, для обслуживания нескольких тысяч приборов, выпущенных компанией «Симикон» в Санкт-Петербурге и установленных по всей стране, требуется группа поддержки, состоящая всего из трёх человек.

И ещё хочется отметить одну очень важную вещь. Каждый водитель, садясь за руль своего автомобиля, должен понимать, что соблюдать ПДД нужно не из страха перед штрафами, а ради безопасности всех участников дорожного движения.

Измерители скорости: краткий обзор

Ежедневно каждый из нас сталкивается с таким понятием, как «скорость». Это может быть скорость движения человека или механического средства, ветра или воды, линейная или вращения. Примеров существует множество. И

каждому показателю требуется отдельный метод измерения. Эта статья представляет обзор таких приборов, как измерители скорости.

Оказывается, таких устройств существует огромное множество. Одни предназначены для измерения скорости движения транспортных средств, другие — для характеристики движения жидкостей или газа по трубопроводам, третьи — для измерения скорости ветра. Однако существует ряд специфических устройств, имеющих весьма узкое направление. Это, например, приборы, измеряющие скорость свертывания крови или измерители скорости колебания твердых поверхностей в диапазоне ультразвуковых частот. Есть и множество других. В этой статье мы вкратце рассмотрим основные из таких приборов, как они называются и для чего предназначены.

Итак, начнем наш обзор:

1. Анемометр. Это метеорологическое устройство представляет собой измеритель скорости ветра и газовых потоков. Оно состоит из лопастной или чашечной вертушки, закрепленной на оси, которая соединяется с измерительным механизмом.

2. Анеморумбометр. Этот прибор, как и предыдущий, также предназначается для измерений скорости и направления ветра и газа.

3. Атмометр. Это устройство, предназначенное для измерений скорости испарения жидкости.

4. Велосиметры. Это измерители скорости колебания твердых поверхностей в ультразвуковом диапазоне.

5. Вертушка. Это прибор, предназначенный для измерения скорости течения рек.

6. Гемодромограф. Это одно из первых устройств, которые стали использовать для определения скорости движения артериальной крови.

7. Гемокоагулограф. Это прибор, предназначенный для измерения скорости свертывания крови.

8. Гиротахометр – механизм измерения угловых скоростей.

9. Деселерометр – устройство, предназначенное для замеров снижения скорости различных транспортных средств.

10. Микроанемометр – прибор, применяемый для измерений скорости ветра.

11. Нейротахометр. Это механизм, служащий для измерений скорости, а также продолжительности последовательных или одиночных движений конечностей.

12. Нефоскоп – измеритель скорости и направления движения облаков.

13. Перспектометр. Имеет другое название – «волномер-перспектометр». Используется для замеров различных элементов волн: длины, высоты, периода, скорости, а также направления распространения.

14. Пневмотахометр – устройство для измерений максимальной объемной скорости воздушных потоков при форсированном вдохе или выдохе.

15. Радар – локационный прибор. В частном случае используется как измеритель скорости движения автомобиля.

16. Радиорефлексометр – механизм дистанционного измерения скорости рефлекторной реакции. Имеет функцию передачи информации по радиоканалу.

17. Секундомер – бытовой прибор для замеров времени различных процессов.

18. Спектрокомпатор – астрономический прибор, служащий для измерений разности лучевых значений скоростей двух звезд. Он использует эффект Доплера по относительному смещению спектральных линий звезд в спектрах путем совмещения фотографий на экране.

19. Спидометр — измеритель скорости движения сухопутных транспортных средств, а также пройденного пути.

20. Тахиметр – устройство, предназначенное для измерений скорости течения жидкостей.

21. Тахогенератор – механизм, определяющий скорость вращения.

22. Тахометр – так же, как и предыдущий механизм, используется для измерения скорости и частоты вращения.

23. Термоанемометр – измеритель скорости потоков жидкостей и газов.

24. Электроспирограф – устройство, служащее для определения и графической регистрации значения объемной скорости выдоха или вдоха.

25. Эффузиометр – прибор, предназначенный для автоматической регистрации и измерения плотности газов.

Вот мы в двух словах и рассмотрели различные измерители скорости и определили назначение каждого из них.

ТОП-5 GPS спидометров для смартфонов

Отличной альтернативой отдельным GPS спидометрам стали разнообразные приложения для смартфонов. Их можно скачать в Google Play, и большая часть из них совершенно бесплатная. Плата, как правило, взимается только за отсутствие рекламы.

DigiHUD Speedometer

Это цифровой проекционный спидометр для Android, показывающий скорость любого перемещения. Приложение бесплатное. Оно подходит для любого транспорта и просто для бега. Измеряет текущую, среднюю и максимальную скорость.

Плюсы:

• универсальность;
• простой и лаконичный интерфейс;
• может показывать результаты на лобовом стекле автомобиля;
• можно изменять единицы измерения скорости – км/ч, мили/час, узлы;
• есть звуковой сигнал, включающийся, если авто превышает скорость;
• при превышении скорости цифры на экране изменяют цвет – это удобно для водителей;
• записывает и экспортирует маршруты;
• есть дневной и ночной режим;
• создаёт профили для разного транспорта;
• ставит метки на карте;
• нет рекламы.

Никаких определённых минусов у этого бесплатного приложения нет, разве что оно, как и большинство спидометров – отдельных или для Андроид, не даёт 100%-ной точности.

GPS Distance Meter

Бесплатный измеритель скорости, подходящий для бега и езды на любых видах транспорта. Приложение измеряет пройденное расстояние и подаёт сигнал в случае преувеличения скорости – вибрационный или звуковой.

Плюсы:

• возможность изменения единиц измерения пути и скорости;
• настройка допустимого значения скорости для уведомлений;
• включение и отключение предупреждающего сигнала;
• два режима работы – дневной и ночной;
• возможность изменения языка интерфейса;
• позволяет избежать превышения скорости при езде на автомобиле.

Минусы:

• есть реклама;
• не исключена погрешность измерений.

GPS Speedometer and Odometer

Это крайне точное и многофункциональное приложение с GPS спидометром и одометром (счётчик пройденного пути). Оно измеряет скорость, расстояние, время и другие параметры движения, отслеживает местоположение перемещающегося объекта.

Есть платная и бесплатная версия GPS Speedometer and Odometer.

Плюсы:

• универсальность – подходит для велосипедов, грузовых и легковых авто;
• есть уведомления о превышении скорости;
• переключение с цифрового на аналоговый режим;
• профили для разного транспорта;
• изменение единиц измерения.

Минусы:

• в бесплатной версии GPS Speedometer имеется реклама;
• не исключена погрешность при измерении.

GPS Speedometer (No Ads)

Это простое приложение, за которое нужно заплатить от 0,99 до 2,09 у.е. – за отсутствие рекламы. Приложение показывает скорость перемещения объекта и имеет несколько дополнительных функций.

Плюсы:

• есть HUD – интерфейс приборной панели;
• имеется компас;
• приложение поставляется с 5-ю разными темами на тематику популярных автобрендов – Ferrari и Lexus.

Минусы:

• нет километража, пройденного за день;
• ограниченный функционал.

Ulysse Speedometer

Это одно из самых многофункциональных бесплатных приложений в классе GPS спидометров. Прибор отслеживает статистику, показывает текущую скорость и вычисляет её среднее значение. Приложение имеет платную версию, в которой нет рекламы.

Плюсы:

• есть интерфейс приборной панели;
• имеется компас и альтиметр;
• измеряет температуру телефона – чтобы предотвратить перегрев;
• широкий диапазон измерения скорости;
• одновременное отображение компаса и средней скорости движения;
• показывает заряд телефона;
• информирует о направлении движения;
• фиксирует высоту и пройденный путь;
• можно настроить зеркальное отображение скорости на лобовое стекло автомобиля;
• можно сохранять данные и вести журнал передвижения;
• изменение единицы измерения скорости;
• включение и выключение фонового режима.

Минусы:

• не подходит пользователям, предпочитающим простой интерфейс;
• есть реклама.