Hastighetsmätare

Deuta varvräknare i en historisk Daag - Post buss från 1925
Hastighetsmätare och varvräknare ( VW Golf 3 , pulsräkning)
Hastighetsmätare i MFA 20 i en ICE 3
Rullhastighetsmätare i en Mercedes-Benz W110

En hastighetsmätare (från antika grekiska ταχύς tachys "snabba" och μέτρον METRON " åtgärd , skala") är en anordning för mätning och visning av mängden av hastigheten hos ett landfordon. Vanligtvis tillhandahålls en analog display på en skala av "hastighetsmätarnålen" (pekvarvräknare). I sällsynta fall används en stapeldisplay (rulltachometer) , även analog, eller den digitala representationen med hjälp av en numerisk display (digital takometer ) eller en stapeldisplay på en LC-display . Om värdena registreras talar man om en färdskrivare eller färdskrivare. Om hastighetssignalen kommer från en dator som flera hastighetssensorer kan anslutas till kallas den synliga delen tekniskt en indikator . Lagstiftaren beskriver det hela som en "hastighetsmätare", den del som innehåller skärmen som en "hastighetsmätare". Vanligtvis är kilometern ( kilometern ) också ansluten till hastighetsmätaren , eftersom de har en gemensam enhet.

Historia och driftsprinciper

Detaljerad representation av hastighetsmätarens nålenhet för en virvelvinddrift med en genomskuren aluminiumklocka

De flesta hastighetsmätare är av mätprincipen sedan faktiskt varvräknare . De första, rent mekaniska varvräknare baserades på centrifugalkraft . Diedrich Uhlhorn använde detta först 1817 för textilmaskiner. Från 1844 användes denna mätprincip på lok - Daniel varvräknare för lok hade ingen cirkulär display, utan en pappskiva med en stift - en centrifugalpendel höjde stiftet och ett urverk vände skivan.

När 1888 av den kroatiska Josip Belušić patenterades under namnet "Velocimeter" virvelström varvräknare roterar en permanentmagnet och bildas i en frontmonterad metallskiva eller virvelströmmar av klockaluminium . Den extra fältenergin hos virvelströmmarna skulle undvikas om den roterbart monterade skivan skulle rotera med den. Men det hindras från att göra det av en returfjäder. Magnetfältet ökar linjärt med hastigheten, fältenergin ökar med kvadraten, krafteffekten som dess derivat igen linjärt, liksom fjäderns återställningskraft med sin vinkelförskjutning. Detta innebär att skivans avböjning med en pekare är proportionell mot hastigheten. Pekaren har en kalibrerad skala. Magnetmaterialet som används har en hög Curie-temperatur för att hålla mätfelets temperaturavvikelse liten.

1902 utvecklade den tyska uppfinnaren Otto Schulze virvelström varvräknare, en konstruktion för vägfordon. Schulze förlitade sig på en flexibel axel ( hastighetsmätaraxel ), med vilken hastigheten på hjulet eller växellådan överförs till hastighetsmätaren och där satte en magnet i en rotationsrörelse. Denna hastighetsmätarkabel var utsatt för slitage och orsakade en ostadig skärm när det var för mycket friktion på grund av ryck. När det gäller långa överföringsvägar, till exempel i järnvägsfordon, användes en resolver istället för hastighetsmätarkabeln . Svarsmottagaren i slutet av den elektriska anslutningen befann sig i displayen och där körde en virvelström varvräknare. Det var lättare att korrigera en varvtalsgenerators växelspänning och att visa likspänningen - som är vågig vid låg hastighet - med ett rörligt spolinstrument .

Inkrementella kodare genererar en hastighetsproportionell frekvens som kan omvandlas till en spänning med en analog krets. Det första produktionsfordonet med ett sådant system var Porsche 911 Turbo . Kodaren i differentialen bestod av ett magnetiskt polhjul och en reedkontakt . Moderna bilar har sensorer på varje hjul (för ABS, ASR, ESP, Navi), vars frekvens registreras av en mikrokontroller . Det primära mätresultatet är antalet pulser inom ett specifikt mätintervall eller, ännu bättre, perioden mellan signalkanter.

Annonserna har också förändrats. Pekare flyttas helt linjärt och oberoende av temperatur med en stegmotor eller simuleras på en skärm över en mycket större vinkel, ofta i samband med olika andra skärmar, se instrumentkluster och multifunktionsdisplay . Med andra varianter är det särskilt viktigt att vissa viktiga hastighetsområden visas fördelade så att föraren kan läsa dem mer exakt. Numera visas hastigheten ofta också som ett numeriskt värde, särskilt i head-up-skärmar .

Mätfel och toleranser

Alla metoder som presenteras här baseras inte på direkt mätning av sträckan som täcks under en viss tid , utan på en hastighetsmätning och är därför beroende av hjulens omkrets . Om större eller mindre hjul monteras är en hastighetsmätarjustering nödvändig. Mindre felbidrag som inte är proportionella mot den drivna hastigheten orsakas av centrifugalkrafter och glider på grund av ökat luftmotstånd.

I bilar leder slitage till mätfel på några procent, i järnvägsfordon är de upp till över 10% och måste korrigeras. Under ETCS är den tillåtna gränsen för mätfel under 30 km / h konstant 2 km / h och ökar linjärt över den, upp till 12 km / h vid 500 km / h. För motorfordon i Europa och många andra länder är den visade hastigheten inte lägre än den faktiskt körda hastigheten, men kan avvika uppåt med maximalt 10% v + 4 km / h (så kallad hastighetsförskjutning).

En energiproportionell hastighetsmätare indirekt indikerar längden på bromssträckan

Hastighetsmätare visar ofta hastigheten linjärt eller med lika stora graderingsmärken, men det finns inget lagkrav för detta. I vissa fordon z. B. räckvidden 50-60 km / h utökad eller räckvidden för högre hastigheter som visas med minskande graderingsintervall. För att uppnå en skärm som är proportionell mot kinetisk energi eller det erforderliga bromssträckan och risken, kan hastigheten visas i kvasilogaritmisk skala (se bild), vilket gjordes på samma sätt som GS- och CX- modellerna från Citroën på 1970-talet. Detta leder emellertid till en motsvarande svåravläsningshastighet i det lägre hastighetsområdet.

Hastighetsindikator

Hastighetsvisningssystem (avstängt)

Hastighetsindikatorer på vägkanten fungerar som feedback för förare av motorfordon och varnar dem för att följa hastighetsgränserna.

I studien Evaluation of Dynamic Speed Feedback som publicerades 2010 genomförde UDV: s olycksforskning (UDV) en jämförelse av dessa dynamiska hastighetsdisplayer med den så kallade dialogrutan. Även om dialogfönstret inte visar den drivna hastigheten och bara berömmer och tillrättavisar den genom att visa "Tack" och "Långsam" fanns det starkare och permanenta minskningar av genomsnittliga hastigheter.

Se även

litteratur

webb-länkar

Commons : Hastighetsmätare  - samling av bilder, videor och ljudfiler
Wiktionary: Tachometer  - förklaringar av betydelser, ordets ursprung, synonymer, översättningar

svälla

  1. ↑ a b ECE-föreskrift R 39 ( Memento från 15 maj 2012 i Internetarkivet ) (PDF; 867 kB)
  2. ^ [1] Meyers Konversations-Lexikon, 4: e upplagan (1885–1890)
  3. ↑ spiegel.de: 100 års hastighetsmätare, hastighetsmätaren kom bara långsamt upp till hastighet
  4. ^ Jörg Austen, Sigmund Walter: Porsche 911 - Den tekniska dokumentationen. Motorbuch Verlag, Stuttgart, 1995, ISBN 3-613-01689-3 , s 71.
  5. ↑ C. Schulze, T. Gehlert: Forskningsrapport VV 03: Utvärdering av dynamisk hastighetsåterkoppling. 2010, ISBN 978-3-939163-27-5 .