Электронный спидометр. Устройство электронного спидометра

Спидометры и тахометры

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Автомобили и трактора

Спидометры и тахометры

Во время движения автомобилей и тракторов необходимо определять скорость движения и пройденный путь. Для этого служит специальный прибор, называемый спидометром.

Спидометр состоит из скоростного узла, показывающего скорость движения в данный момент, и счетного узла, отсчитывающего пройденный путь”. Оба узла имеют общее основание и работают от одного приводного валика. Помимо указанных основных узлов, некоторые типы спидометров имеют дополнительные устройства: суточный счетчик пробега, световую сигнализацию диапазонов скоростей и др.

По приводу спидометры разделяют на приборы с приводом от гибкого вала и с электроприводом.

Тахометры предназначены для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя и монтируются на приборной панели перед водителем наряду с другими контрольно-измерительными приборами. Тахометры пр конструкции мало чем отличаются от спидометров, состоят из тех же узлов и в некоторых случаях имеют счетный узел, отсчитывающий суммарную частоту вращения коленчатого вала, выраженную условно в моточасах.

Привод тахометра осуществляется от коленчатого или распределительного вала двигателя с помощью гибкого вала или электроприводов.

Почти все современные автомобильные спидометры имеют магнитные скоростные узлы.

Валик привода постоянного магнита приводится во вращение при помощи троса. В спидометрах вращение валика осуществляется от вторичного вала коробки передач, а в тахометрах — от распределительного вала двигателя. При вращении магнита его магнитный поток пронизывает алюминиевую картушку и индуктирует в ней вихревые токи, создающие свое магнитное поле. В результате взаимодействия этих полей картушка поворачивается в сторону вращения магнита и вызывает перемещение стрелки по шкале прибора. Круговому вращению картушки препятствует спиральная пружина, закрепленная на рычаге. Для повышения точности показаний магнит и картушка защищены от влияния посторонних магнитных полей стальным экраном. Для предупреждения искажений в показаниях прибора при изменении температуры устанавливают магнитный шунт (термокомпенсатор). От червячной шестерни валика в спидометрах осуществляется привод валов и счетного узла. Смазка валика производится маслом через фитиль; отверстие под фитиль закрыто заглушкой.

Автомобильные и тракторные спидометры обычно приводятся в действие при помощи гибких валов. Один конец вала присоединяют к прибору, а другой — к коробке передач. Гибкие валы обеспечивают надежную работу спидометров в течение длительного времени. Это, однако, справедливо только при условии, если длина гибкого вала не превышает 3—3,5 м. Поэтому на тяжелых грузовых автомобилях и автобусах, где длина гибкого вала получается чрезмерно большой, применяется электропривод спидометров.

Электропривод спидометра состоит из двух синхронно работающих узлов-датчиков и приемника, соединенсмных экранированным проводом и включенных в цепь электрооборудования автомобиля.

Рис. 1. Схема спидометра

Датчик электропривода устанавливают непосредственно на коробке передач. Он представляет собой контактный прерыватель, преобразующий постоянный ток в трехфазный переменный, частота которого изменяется пропорционально частоте вращения коллектора датчика.

Основными элементами датчика являются: вращающийся коллектор с двумя токоведущими сегментами а, изолированными один от другого сегментами б из изоляционного материала; три неподвижные токосъемные щетки, и, сдвинутые относительно друг друга на 120° и соединенные с фазами приемного двигателя. Постоянный ток подводится к сегментам через токоподводящие щетки, лежащие на контактных кольцах. Сегменты а занимают по окружности коллектора углы, равные 120°, а изолированные сегменты б — углы 60°. Токосъемные щетки занимают углы по 30°.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема электропривода спидометра

Приемник представляет собой трехфазный синхронный двигатель с вращающимся двухполюсным постоянным магнитом. Обмотка статора — трехфазная катушечная с тремя явно выраженными полюсами, а ротор электродвигателя — это постоянный двухполюсный магнит. Вращение ротора передается счетному механизму спидометра.

Для уменьшения ценообразования и борьбы с помехами радиоприему в электрическую цепь между датчиком и приемником по схеме треугольника включаются три омических сопротивления

При движении автомобиля якорек датчика вращается и ток от сети электрооборудования автомобиля поступает по двум питающим щеткам и, расположенным по концам коллектора, к токосъемным щеткам, и, находящимся в средней части коллектора в одной плоскости под углом 120° друг от друга. Каждая токосъемная щетка через 180° поворота якорька включается в питающую цепь, подавая в соответствующую катушку приемника ток. Направление тока меняется через каждые 180° поворота якорька. Момент изменения направления тока в токосъемниках смещен на 120° угла поворота якорька. Изменение пульсирующего трехфазного тока в цепи приемника синхронно вращению якорька датчика.

—

Спидометром называют прибор, который сообщает водителю информацию о скорости движения автомобиля и пройденном пути. На автомобилях применяют спидометры с магнитоиндук-ционным скоростным узлом. В качестве привода спидометров используется электропривод или гибкий вал (механический привод). Тип привода спидометра зависит от удаленности прибора и места его присоединения к трансмиссии автомобиля. Гибкие валы для привода рекомендуется устанавливать, если длина трассы не превышает 3,55 м. При большей длине трассы рекомендуется электропривод. Привод спидометра осуществляется от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки. Для этой цели в узле, от которого осуществляется привод, устанавливается редуктор, передаточное число которого выбирают в зависимости от передаточного числа главной передачи и радиуса качения колеса автомобиля. Редуктор соединяют спидометром либо механическим путем (гибким валом), либо электрическим (с помощью специального датчика). Сигнал с редуктора поступает в спидометр, где преобразуется в соответствующую информацию.

Тахометры применяются на автомобилях, когда возникает необходимость в контроле частоты вращения коленчатого вала двигателя. На дизелях привод тахометра осуществляется от распределительного вала двигателя с помощью гибкого вала или электропривода. На карбюраторных двигателях устанавливаются электронные тахометры, принцип действия которых основан на измерении частоты импульсов, возникающих в первичной цепи системы зажигания при размыкании первичной цепи.

Спидометр с приводом от гибкого вала приводится в действие от входного валика, в гнездо квадратного сечения которого вставляется квадратный наконечник гибкого вала. На другом конце входного валика закреплены постоянный магнит и термокомпенсационная шайба (магнитный шунт). Магнит намагничен так, что его полюсы направлены к краям диска. На оси, свободно вращающейся в двух подшипниках, с одной стороны закреплена стрелка, а с другой — картушка. Картушка чаще всего выполняется в виде чаши, которая с некоторым зазором охватывает магнит. Картушка изготовляется из немагнитного материала, например из алюминия. Снаружи картушка закрыта экраном из магнитомягко-го материала, который концентрирует магнитое поле магнита в зоне картушки. Со стороны стрелки к оси 8 одним концом при-клеплена спиральная пружина. Другой конец пружины прикреплен к рычажку, поворотом которого можно регулировать натяжение пружины.

Рис. 3. Спидометр с приводом от гибкого вала

При движении автомобиля от гибкого вала приводится во вращение входной валик и вместе с ним магнит. При этом его магнитный поток, пронизывая картушку, наводит в ней вихревые токи. Вихревые токи вызывают образование магнитного поля картушки. Два магнитных поля (магнита и картушки) взаимодействуют между собой таким образом, что на картушку действует крутящий момент, направление которого противоположно моменту, создаваемому пружиной. В результате картушка вместе с осью и стрелкой повернется на угол, при котором возрастающий момент упругих сил пружины станет равен крутящему моменту магнитных сил, действующему на картушку. Так как крутящий момент картушки пропорционален скорости вращения магнита, а следовательно, и скорости движения автомобиля, угол поворота картушки и стрелки с увеличением скорости движения автомобиля возрастает. Зависимость эта прямо пропорциональна, поэтому шкала спидометра равномерная.

Термокомпенсационная шайба, установленная вместе с магнитом, нейтрализует влияние изменения температуры окружающей среды на сопротивление картушки. Увеличение сопротивления картушки приводит к уменьшению наводимых в ней токов возникающего в результате магнитного потока. Шайба при том обеспечивает увеличение магнитного потока, пронизывающего картушку за счет изменения своей магнитной проницаемости.

Валик большинства спидометров снабжен масленкой, установленной в хвостовой части спидометра. Она состоит из заглушки с отверстием, и расположенным под ней фетровым фитилем. Фетровый фитиль пропитан маслом и смазывает валик.

Привод счетного узла осуществляется от входного валика через валики посредством трех понижающих червячных передач. Они обеспечивают передаточное отношение 624 или 1000. По конструкции счетные узлы бывают с внешним и внутренним зацеплением счетных барабанчиков. Обычно счетный узел содержит шесть барабанчиков, которые свободно насажены на одной оси. При внешнем зацеплении каждый барабанчик с одной стороны имеет зубцов, находящихся в постоянном зацеплении с зубцами трибок , также свободно вращающихся на своей оси. Со стороны, противоположной зубчатой, барабанчики, кроме крайнего левого, имеют два зубца с впадиной между ними. Каждая трибка имеет шесть зубцов. Три зубца трибки со стороны двух зубцов барабанчиков укорочены по ширине через один. Крайний правый барабанчик постоянно приводится во вращение червячной передачей. Когда при вращении два зубца подходят к укороченному зубцу трибки, они его захватывают и поворачивают на 1/3 оборота. При этом следующий барабанчик поворачивается на 1/10 оборота. Повернувшаяся трибка после поворота устанавливается так, что при следующем проходе зубцов они опять захватят укороченный зубец. Остановиться в другом положении трибка не может, так как этому мешают длинные зубцы, скользящие по цилиндрической части барабанчика.

Рис. 4. Счетный узел с внешним зацеплением: 1, 3—длинные зубья трибки; 2—укороченный по ширине зубец трибки; 4—зубцы барабанчика: 5—трибка; 6—барабанчик; 7—два зубца барабанчика; 8—выемка, укорачивающая зубец трибки

Таким образом обеспечивается поворот каждого барабанчика на 1/10 часть при полном повороте предыдущего. При такой конструкции через каждые 100 тыс. оборотов начального (правого) барабанчика, полный оборот которого соответствует 1 км пробега автомобиля, все барабанчики возвращаются в исходное положение, и отсчет показаний начинается с нуля.

Все спидометры с приводом от гибкого вала имеют описанный принцип действия и отличаются лишь особенностями исполнения скоростного и счетного узлов и внешним оформлением.

Спидометры с электроприводом имеют такие же магнитоин-дукционный и счетный узлы, как и спидометры с механическим приводом. Электропривод спидометра состоит из датчика, который устанавливается на коробке передач, электродвигателя, который вращает приводной валик магнитоиндукционного узла указателя, и электронной схемы управления электродвигателем. Электродвигатель и схема управления смонтированы в одном корпусе с магнитоиндукционным узлом.

Датчик электропривода представляет собой трехфазный генератор переменного тока, ротором которого служит постоянный четырехполюсный магнит. Как и гибкий вал, ротор датчика приводится в движение от ведомого вала коробки передач. При вращении ротора в каждой фазе статора, соединенного «звездой», вырабатывается переменная синусоидальная э. д. е., частота которой пропорциональна скорости движения автомобиля. Сигнал каждой фазы статора управляет транзисторами VT1, VT2 и VT3, работающими в режиме электрического ключа. Цепи коллектор-эмиттер транзисторов включены в цепи фазных обмоток трехфазного синхронного двигателя. Ротором электродвигателя служит четырехполюсный постоянный магнит. Когда с фазной обмснки датчика на базу соответствующего транзистора поступает положительная полуволна э. д. е., он открывается и по соответствующей фазной обмотке электродвигателя будет протекать ток. Так как фазные обмотки датчика сдвинуты на 120°, то открытие транзисторов будет также сдвинуто во времени. Поэтому магнитное поле статора электродвигателя, создаваемое его обмотками, сдвинутыми в пространстве также на 120° , будет вращаться с частотой вращения ротора датчика. Вращающееся магнитное поле статора, воздействуя на постоянный магнит ротора, приводит его во вращение с той же частотой. Резисторы R1—R6 в схеме электронного ключа улучшают условия переключения транзисторов.

Рис. 5. Схема спидометра с бесконтактным приводом

Рис. 6. Схема электронного тахометра

Тахометры магнитоиндукционного типа, устанавливаемые для контроля частоты вращения коленчатого вала дизелей, имеют электропривод. Их конструкция аналогична конструкции спидометров с электроприводом. Отличаются они отсутствием счетного узла.

Для контроля частоты вращения коленчатого вала карбюраторных двигателей применяются электронные тахометры. Схема электронного тахометра обеспечивает измерение частоты прерываний тока в первичной цепи системы зажигания. Состоит схема из трех основных узлов: узла формирования запускающих импульсов, узла формирования измерительных импульсов и стрелочного магнитоэлектрического прибора. На вход тахометра поступает входной сигнал из первичной цепи системы зажигания. Узел формирования запускающих импульсов, состоящий из резисторов R1, R2, конденсаторов С1, С2, СЗ, С4 и стабилитрона VD1, выделяет из имеющего форму затухающей синусоиды сигнала сигнал, имеющего форму одиночного импульса. Импульс поступает на базу транзистора VT1 узла формирования измерительных импульсов. В исходном состоянии транзистор VT2 открыт, так как через резисторы R1, R10 и R5 по нему протекает ток базы, а конденсатор С5 заряжен. Транзистор VT1 в это время закрыт, так как потенциал его эмиттера, вызванный значительным падением напряжения на резисторе R5, больше потенциала базы. Когда положительный запускающий импульс поступает на базу транзистора VT1, он открывается. Конденсатор С5 разряжается через открытый транзистор VT1, создавая на базе транзистора VT2 отрицательное смещение, и он закрывается. Транзистор VT1 поддерживается открытым током базы, протекающим через резисторы Rll, R9, R8 и R5. Открытый транзистор VT1 обеспечивает протекание тока по измерительному прибору через резисторы Rll, R7, R3 и R5. Длительность импульса тока, протекающего по измерительному прибору, определяется временем разряда конденсатора С5. После разряда конденсатора С5 транзистор VT2 откроется, так как исчезает отрицательное смещение на его базе, а транзистор VT1 закроется.

Переменным резистором R7 регулируют при настройке амплитуду импульсов тока. Терморезистор R3 компенсирует температурную погрешность прибора. Диод VD2 служит для защиты транзистора VT1. Стабилитрон VD3 обеспечивает стабилизацию напряжения питания прибора.

Читать далее: Общие сведения и классификация муфт сцепления тракторов

Категория: - Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Схема и устройство спидометра | Автоэлектрик

Наиболее просты механические спидометры. Приводятся от трансмиссии «гибким валом» – особым тросиком, хорошо передающим вращение. Так как одинаковые спидометры бывают на разных авто, в их приводе применяют простейший редуктор, передаточное число которого подобрано к автомобилю. На заднеприводном спидометр обычно контролирует вращение вторичного вала КП. Значит, показания зависят от размера шин, передаточного числа редуктора заднего моста и собственной погрешности прибора. Пример: на «жигулях» замена пары 4,44 на 3,9 изменит показания на 14%. В этих случаях обязательна замена и редуктора спидометра. Однако зубчатки редуктора не резиновые – поэтому идеального соответствия спидометра размеру шин не бывает, а они ведь еще изнашиваются… Суммарная ошибка показаний до 10% и даже больше – дело обычное. Часто этим объясняются рекорды дворовых гонщиков.

Спидометры переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя обычно «обслуживают» привод левого колеса после главной пары. Значит, к погрешности спидометра и влиянию размера шины прибавляется эффект от закругления дороги: на поворотах влево «приборная скорость» чуть меньше, чем посередине машины, а вправо – чуть больше.

Как сказываются шины нештатного размера? Замена шины 175/70R13 на шину 165/70R13 или наоборот меняет показания спидометра на 2,5%. Немного? Но вопрос еще в том, как эта ошибка сложится с погрешностью самого спидометра и его редуктора, как скажется износ шин, давление в них. Низкое давление уменьшает радиус качения. Деформация «хитрая», а плата за нее – и рост расхода топлива, и падение максимальной скорости, хотя при этом сами показания спидометра… завышены!

Механический спидометр устроен просто: поверх магнитного диска 1, приводимого тросом, расположен с небольшим зазором вращающийся на оси алюминиевый колпак (картушка) 2 со стрелкой и возвратной пружиной 3 (см. рис.). Когда диск вращается, его магнитные силовые линии возбуждают в картушке токи, создающие свое магнитное поле. При взаимодействии двух полей картушка увлекается за диском, но пружина ограничивает ее поворот углом, зависящим от скорости вращения диска. Циферблат отградуирован в соответствии с тарировкой прибора, зависящей от жесткости возвратной пружины. Любое изменение ее жесткости недопустимо – показания спидометра окажутся искажены.

Одометр – набор барабанчиков с цифрами (еще их называют «декадами»). Каждый связан с соседним зубчатой передачей с отношением 1:10. С началом движения крайний – километровый отсчитывает единицы километров, когда он сделает один оборот, соседний 10-километровый покажет в своем окошке единицу. Через 100 км первый оборот завершит 10-километровый барабанчик. И так далее. Отечественные одометры ведут счет до 99 999 км, затем обнуляются. Нынче многие одометры шестизначные. Отдельные модели включают в себя удобную опцию – счетчик короткого (обычно не больше 1000 км) пробега с точностью до сотни метров. Водитель может его обнулить нажатием кнопки.

К сожалению, работоспособность механического спидометра сильно зависит от износа его собственных деталей, а также привода. Важно проложить гибкий вал без резких перегибов (иначе трос изнашивается, стрелка колеблется, механизм шумит) – не на каждом автомобиле это удается. Тросовый привод затрудняет сборку и разборку приборного щитка. В конце концов, от троса отказались – спидометр стал электронным, он работает по сигналу датчика скорости. Показанный датчик совмещен с редуктором, который, кстати, можно установить и на старую машину с тросовым приводом: отвинти колпачок с накаткой – и прикручивай трос. У нас электронные спидометры впервые появились на ГАЗ-3110, ВАЗ-2110, ими комплектовали последние варианты «ИЖ-Ода».

По внешнему виду первые электронные спидометры трудно отличить от механических. Стрелка на своем месте, барабанчики с цифрами тоже. Но отныне стрелка – деталь электронного измерителя числа импульсов от датчика скорости. Угол ее поворота пропорционален числу импульсов в единицу времени – подробности технологии пересчета оставим специалистам. Одометр похож на механический, но «декады» подчиняются управляемому электроникой микроэлектродвигателю.

Эти приборы несколько точней механических, но все же погрешность 5–7% у них случается, ведь они избавились лишь от слабых мест самой механики (люфтов, капризов троса, картушки, возвратной пружинки т.п.).

Полностью электронные приборы совершенней. Но и здесь привычные стрелки на своих местах: оказывается, большинство людей понимают их «язык» лучше, чем любые цифры на дисплее. Такой приборный щиток можно встретить на «самарах» ВАЗ-2113…2115 и части машин «десятого» семейства. С обратной стороны этот комплекс – произведение искусства. Всеми стрелками командует электроника через исполнительные электродвигатели. Дисплеи (одометра и температуры воздуха) жидкокристаллические.

При всех возможностях электроники основа измерений, то есть контроль вращения ведущего колеса с шиной, остается. Значит, связанные с этим ошибки измерений неизбежны, а разработчики «продвинутых» спидометров, похоже, не интересуются возможностью их тонкой подстройки. Почему – вопрос открытый. Вряд ли это неразрешимая проблема – предусмотрена же эта функция у маршрутных компьютеров! На фото один из них. В числе задач МК – учет расхода топлива. Тут не обойтись без измерений пройденного расстояния. Как учесть ошибки измерения? Компьютер позволяет вводить поправку. Порядок действий описан в инструкции к нему. «Базой» является путь, измеренный по километровым столбам – они вкопаны с точностью, какая многим спидометрам и не снилась. В наше время положение реперных точек легко проверить современными навигационными средствами. Строители-дорожники с ними тоже знакомы.

Кстати, в Европе не редкость придорожные табло, где высвечивается ваша скорость с высокой точностью. Если показания спидометра и компьютера серьезно разойдутся, не удивляйтесь, ведь спидометр – прибор очень «приблизительный»!

www.elektrik-avto.ru

Электронный спидометр

Использование: в автомобильной промышленности. Технический результат заключается в повышении надежности работы спидометра, расширении его технических характеристик и снижении себестоимости. Спидометр, содержащий датчик числа оборотов, имеющий вращающийся ротор, усилитель электрических сигналов датчика, электрический привод, счетчик полного числа оборотов, соединенный с электрическим приводом, и указатель частоты вращения датчика, дополнительно снабжен редуктором вращения, формирователем импульсов, интегратором, при этом датчик выполнен в виде ротора, содержащего две соединенные друг с другом металлические пластины на поверхности вращения, и статора, содержащего две металлические пластины на внутренней поверхности, расположенные напротив пластин ротора при неподвижном состоянии последнего, при этом ротор датчика соединен с выходным валом редуктора, одна пластина статора соединена со входом усилителя и через резистор с источником питания бортовой сети, вторая пластина соединена с массой, выход усилителя соединен с входом формирователя, выход формирователя соединен с электрическим приводом и с входом интегратора, выход привода соединен со счетчиком полного числа оборотов, выход интегратора соединен с указателем частоты вращения ротора датчика. 1 ил.

Изобретение относится к автомобильной промышленности, в частности, к контрольно-измерительным устройствам и отображения скоростного режима работы автомобиля, основано на емкостном датчике вращения и может быть использовано в производстве и эксплуатации автомобильной техники для повышения эффективности и надежности работы КИП, а также безопасности движения.

Аналог известного устройства спидометра, содержащий датчик числа оборотов, имеющий вращающийся привод, усилитель электрических сигналов датчика, механический привод, счетчик полного числа оборотов, соединенный с механическим приводом, и указатель частоты вращения датчика [Данов Б.А. Электронные системы автомобилей. М.: Транспорт, 1996].

Недостатком устройства является необходимость установки датчика вращения на близком расстоянии от указателей, сложность передачи информации о вращении на больших расстояниях посредством механического привода (тросика), а так же сложность автоматизации измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является спидометр, содержащий датчик числа оборотов, имеющий вращающийся ротор, усилитель электрических сигналов датчика, электрический привод, счетчик полного числа оборотов, соединенный с электрическим приводом, и указатель частоты вращения датчика [Техническое описание «КамА3-4310»].

Работа устройства обеспечивается за счет датчика. Датчик представляет собой трехфазный генератор синхронного типа, вращающийся магнит которого связан с вторичным валом коробки передач. При вращении магнита в трех фазовых обмотках датчика наводится напряжение, которое усиливается транзисторами и подается на обмотки указателя спидометра. Под действием тока обмоток создается вращающееся магнитное поле, которое приводит во вращение магнит электродвигателя. Под действием вращающегося магнита в катушке скоростного узла, связанной со стрелкой указателя, наводятся вихревые токи. Взаимодействуя, магнитные поля вихревых токов и вращающегося магнита поворачивают катушку и стрелку на определенный угол.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, так как роль датчика выполняет трехфазный синхронный генератор. Также недостатком является относительная массивность якоря, которая ограничивает предельное число оборотов.

Технический результат направлен на повышение надежности работы контрольно-измерительных приборов и безопасности движения.

Технический результат достигается тем, что спидометр, содержащий датчик числа оборотов с вращающимся ротором, усилитель электрических сигналов датчика, электрический привод, счетчик полного числа оборотов, соединенный с электрическим приводом, и указатель частоты вращения датчика, при этом дополнительно снабжен редуктором вращения, формирователем импульсов, интегратором, при этом датчик выполнен в виде ротора, содержащего две соединенные друг с другом металлические пластины на поверхности вращения, и статора, содержащего две металлические пластины на внутренней поверхности, расположенные напротив пластин ротора при неподвижном состоянии последнего, при этом ротор датчика соединен с выходным валом редуктора, одна пластина статора соединена с входом усилителя и через резистор с источником питания бортовой сети, вторая пластина соединена с массой, выход усилителя соединен с входом формирователя, выходы формирователя соединены с электрическим приводом и с входом интегратора, выход привода соединен со счетчиком полного числа оборотов, выход интегратора соединен с указателем частоты вращения ротора датчика.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что спидометр дополнительно снабжен редуктором вращения, формирователем импульсов, интегратором, при этом датчик выполнен в виде ротора, содержащего две соединенные друг с другом металлические пластины на поверхности вращения, и статора, содержащего две металлические пластины на внутренней поверхности, расположенные напротив пластин ротора при неподвижном состоянии последнего, при этом ротор датчика соединен с выходным валом редуктора, одна пластина статора соединена с входом усилителя и через резистор с источником питания бортовой сети, вторая пластина соединена с массой, выход усилителя соединен с входом формирователя, выход формирователя соединен с электрическим приводом и с входом интегратора, выход привода соединен со счетчиком полного числа оборотов, выход интегратора соединен указателем частоты вращения ротора датчика.

На чертеже представлена функциональная схема электронного спидометра. Спидометр содержит датчик 2 числа оборотов, имеющий вращающийся ротор, редуктор вращения 1, выходной вал которого соединен с ротором датчика 2, усилитель 3 электрических сигналов датчика, вход которого соединен с датчиком 2, формирователь импульсов 4 (с двумя выходами), вход которого соединен с выходом усилителя 3, интегратор 5, вход которого соединен с выходом формирователя 4, указатель частоты вращения 6 ротора датчика, соединенный с выходом интегратора 5, электрический привод 7, соединенный со вторым выходом формирователя импульсов 4, счетчик полного числа оборотов 8 датчика, соединенный с электрическим приводом 7, при этом датчик 2 выполнен в виде ротора, содержащего две соединенные друг с другом металлические пластины на поверхности вращения, и статора, содержащего две металлические пластины на внутренней поверхности, расположенные напротив пластин ротора при неподвижном состоянии последнего, при этом одна пластина статора соединена со входом усилителя и через резистор 9 с источником питания бортовой сети, вторая пластина соединена с массой.

Спидометр выполняют в микропроцессорном и электромеханическом вариантах.

В электромеханическом варианте спидометра в качестве указателя частоты вращения 6 ротора датчика 2 используют стрелочный указатель, электрический привод 7 выполнен в виде шагового двигателя, а счетчик полного числа оборотов 8 - в виде механического счетчика. Градуировка стрелочного указателя частоты оборотов 6 осуществляют по максимальному отклонению стрелки указателя при максимальном числе оборотов датчика 2.

В микропроцессорном варианте спидометра указатель частоты вращения 6 и счетчик полного числа оборотов 8 выполняют в виде декадных цифровых индикаторов, а в качестве электрического привода 7 используют согласующий преобразователь частоты импульсов с логической операцией суммирования и с постоянным запоминающим устройством.

Электронный спидометр работает следующим образом. После начала движения автомобиля через редуктор 1 приводится во вращение ротор датчика числа оборотов 2, формирующий конденсатор с периодически изменяющейся емкостью. Поэтому в цепи источник питания - резистор - датчик будет протекать переменный ток. В промежутки времени, когда пластины находятся напротив пластин статора, образованные ими конденсаторы заряжаются, а при уходе пластин ротора конденсаторы расформировываются и пластины разряжаются. Периодическая зарядка - разрядка конденсаторов создает в цепи переменный ток, а соответственно изменяющееся напряжение на резисторе 9 и на емкостях датчика 2 с положительной и отрицательной полярностями в виде импульсов, величина, форма и длительность которых обусловлена постоянной времени τ=RC, где С - есть емкость последовательно соединенных конденсаторов, образуемых пластинами ротора и статора датчика. Редуктор 1 служит для повышения числа оборотов ротора датчика с целью повышения частоты переменного тока и уменьшения погрешности при формировании импульсов.

Импульсное напряжение с датчика 2 поступает на вход усилителя 3. Усиленные электрические импульсы поступают на вход формирователя импульсов 4, в котором формируются импульсы одной, например, положительной полярности с одинаковыми амплитудами и длительностями. Частота импульсов на выходе формирователя 4 равна частоте вращения датчика 2 импульсов. При этом полное число импульсов прямо пропорционально полному числу оборотов датчика, а соответственно, полному числу оборотов колес автомобиля, то есть пройденному пути. Частота импульсов также прямо пропорциональна частоте вращения датчика, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна скорости оборотов колес автомобиля или скорости движения. В связи с этим регистрация частоты следования импульсов дает информацию о скорости движения, а полное число импульсов - о полном пройденном пути. Численные значения указателей градуируются по калиброванным значениям вращения колес автомобиля по существующим методикам.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый спидометр является более простым по конструкции датчика, более надежным и долговечным благодаря использованию датчика числа оборотов, вырабатывающего сигналы за счет использования источника питания бортовой сети, и импульсной системы в формировании и регистрации сигналов.

Электронный спидометр, содержащий датчик числа оборотов, имеющий вращающийся ротор, усилитель электрических сигналов датчика, электрический привод, счетчик полного числа оборотов, соединенный с электрическим приводом, и указатель частоты вращения датчика, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен редуктором вращения, формирователем импульсов, интегратором, при этом датчик выполнен в виде ротора, содержащего две соединенные друг с другом металлические пластины на поверхности вращения, и статора, содержащего две металлические пластины на внутренней поверхности, расположенные напротив пластин ротора при неподвижном состоянии последнего, при этом ротор датчика соединен с выходным валом редуктора, одна пластина статора соединена со входом усилителя и через резистор с источником питания бортовой сети, вторая пластина соединена с массой, выход усилителя соединен с входом формирователя, выход формирователя соединен с электрическим приводом и с входом интегратора, выход привода соединен со счетчиком полного числа оборотов, а выход интегратора соединен с указателем частоты вращения ротора датчика.