Что измеряет спидометр в физике

Обновлено: 26.01.2025

Спидометр – это устройство, измеряющее и отображающее скорость транспортного средства. Его можно встретить в автомобиле, самолете, мотоцикле и даже в электросамокатах. Человечество сильно привязалось к этому прибору, на нем основываются многие тесты и эксперименты.

Благодаря этому измерительному прибору люди узнают скорость различных объектов и используют полученные данные для научных открытий и обеспечения безопасности людей.

История создания

Первыми появились стрелочные и барабанные спидометры в 1908 – 1915 году соответственно. Позже появились ленточные и цифровые приборы, но в наши дни самым популярным и используемым остается стрелочный тип спидометров из-за его простоты и надежности.

Ленточные спидометры использовались с середины XX до донца XX века, но позже были вытеснены стрелочными и более современными цифровыми аналогами. В то же время появились и барабанные варианты измерительных приборов, но они также плохо были приняты из-за низкой эффективности и неточности, что создавало опасные ситуации на дороге.

Цифровой спидометр был создан в 80-е годы японцами в качестве альтернативы устаревшим механическим приборам. Однако новшество не смогло ужиться из-за того, что воспринимать информацию на жидком дисплее было крайне неудобно. Поэтому чаще всего такие виды спидометров используются на спортивных мотоциклах. А в машинах изредка применяются электронные одометры.

Типы и особенности спидометров

За более чем сто лет спидометр подвергался разнообразным изменениям не только внешней структуры, но и внутреннего механизма.

Механические

Это наиболее распространенный и простой тип спидометров. Из названия ясно, что в механизме таких спидометров задействованы только механические детали. Измерителем скорости служит магнитный скоростной узел со стрелкой в качестве указателя. Стрелка показывает на шкале данные которые зависят от частоты вращения магнита (3), который приводится в действие от вала. Алюминиевый барабан (2), начинает вращаться под действием магнитного поля магнита (3), на оси которого закреплена стрелка указателя скорости и возвратная пружина (3). Чем быстрее вращается магнит, тем более отклоняется стрелка спидометра.

Передача крутящего момента на сам магнит (3) происходит от датчика скорости посредством гибкого вала. Этот способ выбран для того, чтобы от крутящего момента колеса получать скорость автомобиля. Но в этом случае стоит отметить много погрешностей, которые так или иначе относятся к колесу. Диаметр и ширина колеса может сыграть огромную роль в числовых показателях спидометра.

Для отображения пройденного расстояния используется червячный привод (5) с барабанным счетчиком (4).

Электромеханические

Подобные устройства, отвечающие за измерение скорости, работают за счет электромеханических датчиков. Индикатором является либо улучшенная механическая версия, либо миллиамперметр.

Электромеханические спидометры имеют схожие основные части с устройствами механического типа действия, так как состоят из скоростного узла, датчика и счетного узла. Отличия заключаются в виде датчиков (традиционный, импульсный, индукционный, комбинированный) и скоростных узлов.

Электронный спидометр

Усовершенствованная версия электромеханического аналога, основным отличием которого является одометр, который становится полностью цифровым. Также есть версии с цифровым индикатором скорости, но они менее распространенные. В подобных типах спидометров нет связи механического характера между приборной панелью и вторичным валом.

Существует два главных вида датчиков скорости:

Бестросовый датчик работает за счет многополюсного магнита, который вращается вместе с ведущим валом. Во время этого возникающие изменения магнитного поля влияют на сопротивление магнитно-резистивного элемента, которые преобразовываются в импульсы.

В оптоэлектронном спидометре имеется часть с тросиком и фотопрерыватель. Частота импульсов фотопрерывателя пропорциональна скорости вращения троса, по этим данным высчитывается действительная скорость транспортного средства.

Ложные показания

Спидометр и одометр показывают неверные данные почти в каждой машине и это какая-то ошибка. Раньше, в XX веке погрешность приборов в автомобиле, который только что вышел с завода, могла составлять 10%. Тогда не было технологий, позволяющих точно измерять скорость машины на разных дорожных покрытиях. Часто погрешность прибора приводила к необоснованным штрафам и даже ДТП.

Автопроизводителям срочно нужно было, что-то сделать с погрешностью в автомобильных приборах, из-за которых к ним возникали претензии со стороны покупателей. Было решено завысить показатели для того, чтобы успокоить водителя и настроить его на более медленный темп езды.

В тридцатых годах прошлого века скорость машины измерялась на основе вращения выходного вала. Это привело к большой погрешности из-за многих факторов, которая была равна 4-5%. Все, что оставалось инженерам, это заложить в прибор запас в 5% от общей скорости. Таким образом, скорость в 114 км/ч на спидометре отображалась как 120 км/ч.

В XXI веке для расчета скорости все еще используется вращение вала, как отправная точка для расчетов скорости. Давление в шинах, тип дороги и ее влажность влияют на показатели спидометров. Поэтому и по сей день прибор превышает реальные показатели на 5%.

Сегодня в машинах используется плавающая погрешность, которая с возрастанием скорости повышает и процент погрешности. Так в городе она падает практически до нуля, но при скорости 140 км/ч составит более 10%.

Одометр дает показания относительно вала, а значит, тоже имеет погрешность. Так при увеличении диаметра колес на один дюйм пройденный путь увеличится примерно на 6-8%. Увеличение шины тоже дает погрешность. К примеру, если сменить 185/60R14 на 195/55R15 то искажение будет примерно 3%. Это сделано для того, чтобы автовладелец не забыл о своевременном ТО и продлил ресурс своего автомобиля.

Ответы на популярные вопросы

Почему дергается стрелка спидометра? Такая проблема довольно-таки распространена, поэтому не затронуть ее нельзя. Со временем каждая деталь автомобиля устаревает. Это не обходит стороной и спидометр. Чаще всего, если дергается стрелка спидометра, это говорит о неисправности проводки или растяжении тросика. Зависит все от года производства автомобиля и принципа работы спидометра.

Почему стрелка замирает при ДТП? Данный факт свидетельствует только лишь о резкой потере связи с источником питания. В обычном режиме работы, при выключении двигателя, блок управления опускает стрелку спидометра до нуля. При сильном ДТП он может быть поврежден, как и сам механизм спидометра. Стрелка замирает в последнем положении.

Какой вид является лучшим? Принцип работы каждого спидометра почти не отличается, поэтому лучшего не существует. Самым популярным является стрелочный тип за счет своей простоты. Остальные не уступают ему в практичности и надежности.

Механизм за сто лет перенес множество изменений, но принцип остается неизменным и спустя такое долгое время. На сегодняшний день существует множество разновидностей. Каждый спидометр имеет свои плюсы и минусы. Чаще всего отличие заключается в удобстве их применения. С этим измерительным прибором проводилось множество экспериментов, но разработки не прижились и остались на заре своего времени.

Даже на сегодняшний день нет технологии, которая позволит убрать погрешность спидометра, что является краеугольным камнем во множестве дорожных вопросах. Многие водители уже приняли этот факт и воспринимают его как должное.

Технология измерения скорости всегда остается актуальной. Создание более совершенных, точных и удобных приборов не прекратится еще долгое время. Возможно, уже скоро настанет тот день, когда столетний механизм будет заменен на более продвинутый и современный аналог.

Для обозначения физических величин используются буквы латинского и греческого алфавитов.

Скалярные величины — величины, которые полностью характеризуются числовым значением и единицей измерения. Например: время, путь, масса, температура, сила тока и т. д.

Векторные величины — величины, которые полностью характеризуются числовым значением, единицей измерения и направлением в пространстве. Например: перемещение, скорость, ускорение, сила, импульс и т. д.

Каждая физическая величина = Числовое значение х Единица измерения

Измерение физической величины:

для определения числового значения необходимо с помощью измерительного прибора сравнить физическую величину с однородной величиной, принятой за единицу измерения.

Результат измерений физической величины = Видимый результат ± Погрешность

Пример измерительного прибора

Характеристики прибора и результат измерений

Единица измерения — мл.
Предел измерений — 210 мл.
Цена деления — расстояние между ближайшими штрихами, выраженное в единицах измерения данного прибора, — 5 мл.
Видимый результат — 160 мл.
Погрешность измерения — если нет специальных указаний, то это половина от цены деления — 2,5 мл.
Результат измерений: 160 ± 2,5 мл.

Для определения цены деления следует найти разность между двумя ближайшими оцифрованными делениями (в вышеприведённом примере 60 - 30) и разделить на количество делений (в данном случае на 6). Получаем (60 - 30): 6 = 5.

Измерительные приборы.

Название прибора, что измеряет.

Внешний вид прибора.

Примечание

Амперметр измеряет силу тока

Барометр измеряет атмосферное давление

Определяет давление и в паскалях, и в миллиметрах ртутного столба

Вольтметр измеряет напряжение

Весы измеряют массу тел

Перед взвешиваем обязательно уравновесьте весы.

Динамометр измеряет силу (в том числе вес)

Подвесив груз, определяем числовые значения сразу трех сил: силу упругости, силу тяжести, вес тела.

Линейка измеряет длину

Для больших расстояний можно использовать разновидность линейки: рулетку

Манометр (жидкостный) измеряет давление, отличающееся от атмосферного

Если уровни жидкости в двух коленах манометра равны, то давление газа в колбе равно атмосферному. В данном случае давление газа в колбе меньше атмосферного на ρgh, где h (м) – разность в уровнях

Металлический манометр измеряет давление, отличающееся от атмосферного

Необходимо учитывать, что манометры могут быть проградуированы в мм рт. ст., в атм., в Па

Психрометр позволяет определить относительную влажность воздуха.

Для определения относительной влажности необходимо определить показания сухого и влажного термометров и воспользоваться психометрической таблицей

Термометр служит для определения температуры

Температура может измеряться не только в градусах Цельсия (ºС), но и в Кельвинах (К) и в градусах Фаренгейта (ºF)

Чтобы проверить спидометр своего автомобиля, водитель проезжает по шоссе 5 км ровно за 5 мин?

Чтобы проверить спидометр своего автомобиля, водитель проезжает по шоссе 5 км ровно за 5 мин.

Во время езды спидометр показал среднюю скорость, равную 60 км / ч.

Верно ли работает спидометр автомобиля?

Динамометром измеряют вес тел Нельзя ли динамометром измерять массу тел?

Какую скорость переменного движенияпоказывает спидометр автомобиля?

Как измеряется скорость тела с помощью спидометра?

Как измеряется скорость тела с помощью спидометра.

Как называется прибор, которым измеряют силу?

В каких единицах измеряют силу.

В чем измеряется электричество?

В чем измеряется электричество.

Помогите пожалуйста, срочно?

Помогите пожалуйста, срочно!

Найти соответствие 1) А Кубическими сантиметрами измеряется .

Б Литрами измеряется .

В Тоннами измеряется .

Г Минутами измеряется .

Д Квадратными сантиметрами измеряется .

Длина 2) А Годами измеряется .

Б Миллилитрами измеряется .

В Миллиграммами измеряется .

Г Миллиметрами измеряется .

Д Метрами в час измеряется .

ПОМОГИТЕ МНЕ ЧТО ИЗМЕРЯЕТСЯ В ММ РТ СТ?

ЧТО ИЗМЕИЯЕТСЯ В ММ2 ?

ЧТО ИЗМЕРЯЕТСЯ С?

ЧТО ИЗМЕРЯЕТСЯ °с?

Автомобиль движется равномерно?

Автомобиль движется равномерно.

Стрелка спидометра показывает увеличение скорости.

Как называется скорость, измеряемая спидометром?

Как измерить цену деления спидометра?

Как измерить цену деления спидометра.

На этой странице сайта, в категории Физика размещен ответ на вопрос ЧТО ИЗМЕРЯЕТ СПИДОМЕТР?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся 5 - 9 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории, чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос, который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.

P = mg m = 60, a g = 10 / 6 Следовательно p = 60 * 10 / 6 = 100H.

S = gt ^ 2 / 2 = 5t ^ 2 = >t ^ 2 = 6 / 5 = 1, 2 t = корню квадратноому из 1, 2.

Решение на фотографии.

Поскольку в этой формуле подразумевается, что r - это вектор, то эта формула задает (при малыхΔt) именно МГНОВЕННУЮ скорость точки. Правильный ответ : в) мгновенную скорость произвольного движения.

Відповідь : г за 1с використовує роботу 10 ДжПояснення .

Ищем массу воды она 5 кг т. К. плотность 1000 кг / м ^ 3 Q = Cmдельтаt дельта t = Q / Cm = 210000 / 4200 * 5 = 9. 3°C.

Это знак плотности(читается по прав ильному ро) Плотность можно посчитать как отношение массы тела к объёму) Удачи.

1)x0 = - 4 2) V0 = 3 3) a = 16 4)V = 3 + 16t 5)S = 3t + (16t ^ 2) / 2 6) прямолинейное равноускореное.

Вольтметр втыкается в розетку, измеряет в Вт(вольтах). Был придуман в 19в. Цена деления кажется до 5.

Po1 = 650 кг / м3 po2 = 11350 кг / м3 p2 / p1 = ? = = = m1 = po1 * V m2 = po2 * V p1 = m1 * v p2 = m2 * v p2 / p1 = po2 / po1 = 11350 / 650≈17. 5 Импульс свинцового шара в 17, 5 раз больше = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =..

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Практически с первым серийным выходом автомобилей, их стали оснащать необходимыми приборами, среди которых есть спидометр. Автомобильные приборы помогают контролировать необходимые процессы, техническое состояние, уровень и температуру жидкостей.

Что такое автомобильный спидометр?

Спидометр представляет собой измерительный прибор, показывающий реальную скорость транспортного средства. Для автомобилей применяют механический и электронный спидометр, а скорость указывают в милях или километрах в час. Расположен спидометр на приборной панели, как правило, перед водителем, интегрирован с одометром. Также есть варианты, при которых панель приборов смещена в центр торпеды и обращена в сторону водителя.

Для чего нужен спидометр?

Данный девайс помогает в режиме реального времени, водителю узнать о:

интенсивности движения транспортного средства;
скорости движения;
расходе топлива на конкретной скорости.

Кстати, часто на спидометрах отметка максимальной скорости немного выше, указанной в характеристиках автомобиля.

История создания

Самый первый спидометр, устанавливаемый на легковой автомобиль, появился в 1901 году, а тем самым авто был Oldsmobile. Однако в интернете бытует такое мнение, что первый аналог спидометра был придуман русским умельцем Егором Кузнецовым. Впервые, обязательной опцией, спидометр стал в 1910 году. OS Autometer стал первым производителем, выпускающим спидометры для транспортных средств.

В 1916 году, Никола Тесла придумал спидометр с принципиально своей конструкцией, основа которого, используется по сей день.

С 1908 по 1915 год выпускались барабанные и стрелочные спидометры. Позже стали применять цифровые и стрелочные. Кстати, все автопроизводители остановили свой выбор на стрелочных, в силу удобства чтения показаний.

С 50-х по 80-е годы прошлого века использовали ленточные спидометры, чаще всего на американские автомобили, как и барабанные. От этих видов спидометра отказались в силу низкой информативности, которая может привести к опасным ситуациями на дороге.

В 80-х годах японцы постепенно внедряют цифровые спидометры, однако массового применения это не получило в силу некоторых неудобств. Оказалось, что аналоговые показатели лучше читаются. Цифровые спидометры нашли свое применение на спортивных мотоциклах, где это оказалось реально удобно.

Несмотря на то, что вариаций спидометров масса, классифицируются они по двум видам:

какой метод измерения используется;
какой тип индикатора.

Разновидность делится на 3 категории:

механический;
электромеханический;
электронный.

Для понимания скорости переменного движения авто, который показывает спидометр, и как обеспечивается измерение — рассмотрим подробно специфику работы и обработки данных.

Способ измерения

В этой категории, автомобильные спидометры делятся на следующие классификации:

хронометрический.Функционирование основывается на показаниях одометра и часов — расстояние делится на потраченное время. Способ опирается на законы физики;
центробежный.Способ основан на работе центробежной силы, где фиксируемая пружиной манжета плеча регулятора и ходит в стороны за счет центробежной силы. Расстояние смещения равен интенсивности движения;
вибрационный. За счет резонанса колебаний подшипника или рамы создается вибрационная градуированная, равная числу вращения колеса;
индукционный.За основу взята работа магнитного поля. Применяют постоянные магниты на шпинделе, где при вращении колеса создается вихревой ток. В движении участвует диск с пружиной, отвечающий за правильные показания стрелки спидометра;
электромагнитный. Датчик скорости, при движении посылает сигналы, количество которых равно числу движения привода датчика;
электронный. Здесь механическая часть обеспечивается импульсами тока, которые передаются при вращении шпинделя. Информацию получает счетчик, который определяет частоту за фиксированный промежуток времени. Данные конвертируются в километры в час и выводятся на панель приборов.

Интересный факт! Массово внедрять механические спидометры стали в 1923 году, с тех пор их конструкция мало чем изменилась до нашего времени. Первые электронные счетчики скорости появились в 70-х годах, однако массовость приобрели спустя 20 лет.

По типу индикации

По индикации спидометр делится на аналоговый и цифровой. Первый работает за счет передачи момента за счет вращения редуктора, который связан с коробкой передач или редуктором моста.

Электронный спидометр выигрывает точностью показателей, также электронный одометр всегда указывает точный пробег, суточный пробег, а также предупреждает об обязательном ТО на определенном пробеге.

Как устроен механический прибор, принцип работы

Механический счетчик скорости состоит из следующих основных компонентов:

датчик скорости транспортного средства шестеренчатый;
гибкий вал, передающий информацию на щиток приборов;
сам спидометр;
счетчик пройденного пути (узел).

Магнитоиндукционный узел, взятый за основу механического спидометра, включает постоянный магнит, соединенный с приводным валом, а также цилиндрическую алюминиевую катушку. Центр поддерживается подшипником. Для предотвращения ошибок в показаниях, верх катушки накрыт алюминиевым экраном, защищающий от воздействия магнитного поля.

На коробке переключения передач есть пластиковая шестерня, или набор шестерен, которая сообщается с одной из шестерен КПП, и через трос передает первичную информацию.

Работает спидометр так: при вращении катушки создаются вихревые токи, из-за чего она начинает отклоняться на определенный угол, который в свою очередь, зависит от скорости движения авто.

Привод спидометра осуществляется за счет передачи крутящего момента через датчик и гибкий вал на блок шестерен. Минимальная погрешность показаний обеспечивается непосредственной связью с вращением ведущих колес.

Работа электромеханического спидометра

Данный вид счетчиков скорости более популярен, особенно на автомобилях отечественного производства. Суть работы пересекается с механическим, однако отличается реализацией процесса.

В электромеханическом спидометре применяют такие датчики, как:

шестеренчатый с вторичным валом КПД и левым приводом колеса;
импульсный (датчик Холла);
комбинированный;
индукционный.

Модифицированный скоростной узел использует индикацию магнитоэлектрических приборов. Для точности показателей применяли миллиамперметр. Обеспечивается работа такой системы микросхемой, передающей сигналы на электронный блок, передавая показания на стрелку спидометра. Сила тока прямо пропорциональная скорости движения авто, поэтому здесь спидометр показывает максимально достоверную информацию.

Работа электронного прибора

Отличается электронный спидометр от вышеописанных, тем что он связан непосредственно с одометром. Сейчас все автомобили оснащаются данной системой, редко позволяющей простыми способами скорректировать пробег, который “запоминается” некоторыми блоками управления.

Почему он врёт: существующая погрешность

Доказано, что у большинства автомобилей, с высокой вероятностью, спидометр показывает не точную скорость. Допускается разница в 10% при скорости 200 км/ч, при 100 км/ч превышение будет около 7%, а при 60 км/ч погрешности нет.

Что касается внешний причин погрешности, то их несколько:

установка колес и шин большего диаметра;
замена редуктора моста с другой главной парой;
замена коробки передач с другими парами шестерен.

Основные неисправности спидометров

Существует 5 основных видов неисправностей, возникающих в процессе длительной эксплуатации авто:

естественный износ пластиковых шестеренок;
обрыв троса в месте соединения с вращающейся частью;
окисленные контакты;
поврежденная проводка питания;
неисправна электроника (необходима комплексная диагностика, включая датчик скорости).

В большинстве случаев поломок не нужно быть экспертом, главное правильно произвести диагностику неисправности и вооружится минимальным набором инструментов с мультиметром.

Диагностика и устранение неисправностей механического прибора

Для правильной диагностики пользуйтесь следующим алгоритмом действий:

Приподнимаем пассажирскую сторону автомобиля, используя домкрат.
Пользуясь инструкцией по ремонту и эксплуатации вашего авто, правильно производим демонтаж щитка приборов.
Удалить фиксирующую гайку троса спидометра, снять щиток, запустить мотор и включить 4 передачу.
В защитном кожухе трос должен проворачиваться. Если так и получилось — закручивайте наконечник троса, повторно включите 4 передачу на запущенном моторе и оцените показания на индикаторе. О неисправности скажет меняющая положение стрелка.

Если трос не вращается, то его необходимо демонтировать со стороны КПП и убедится, что форма его наконечника квадратная. Попробуйте самостоятельно тить трос- с обоих концов вращения должно быть одинаковым, и если это так — проблема в шестерне.

Ремонт и диагностика электронного спидометра

Здесь ремонт усложняется тем, что в наличии необходимо иметь, как минимум индикатор, как максимум — осциллограф или сканер для считывания показаний работы двигателей с электронным впрыском топлива. Абсолютно все автомобили иностранного производства, после 2000 года, имеют бортовой компьютер, производящий самодиагностику перед запуском авто. Если есть ошибка — ее код можно расшифровать, обратившись в таблице кодов ошибок конкретной марки авто.

Если есть ошибка, связанная с отсутствием работы спидометра, то при помощи осциллографа подключаемся к среднему контакту датчика скорости, а “+” кидаем на АКБ. Далее запускается мотор и включается передача. Частота рабочего датчика варьируется от 4 до 6 Гц, а напряжение не менее 9 вольт.

Особенности эксплуатации

Главным недостатком, которые лишены другие приборы, является погрешность. Как указано выше, правильность показания скорости зависит от внешнего вмешательства в видео установки больших колес и трансмиссионных агрегатов с другими передаточными числами. При критическом износе шестерни показания спидометра “гуляют” еще на 10%.

Электронные датчики могут показывать скорость и пробег без погрешности при условии соблюдения правил эксплуатации и без превышения допустимых размеров колес.

Если спидометр вышел из строя — эксплуатировать автомобиль, при такой неисправности, запрещается согласно правилам дорожного движения.

Отличия: спидометр и одометр

Одометром называется датчик, который читает суммарный и суточный пробег автомобиля. Одометр показывает пробег, спидометр — скорость движения. Раньше одометры были механически, и пробег активно скручивался недобросовестными продавцами автомобилей. Электронные счетчики пробега также научились редактировать, однако в автомобиле существует множество блоков управления, которые фиксируют пробег. Да и блок управления двигателем, в своей памяти, фиксирует все ошибки, возникающие на определенном пробеге.

Вопросы и ответы:

Как называется спидометр в автомобиле? Некоторые автомобилисты одометр называют спидометром. На самом деле спидометр измеряет скорость авто, а одометр – пройденное расстояние.

Что означает второй спидометр в машине? Корректно называть его одометр. Он измеряет общий пробег автомобиля. вторая цифра одометра – суточный счетчик пробега. Первый не сбрасывается, а второй можно сбросить.

Как узнать точную скорость автомобиля? Для этого в машине стоит спидометр. Во многих авто на передаче 1 машина разгоняется до 23-35 км/ч, 2-й – 35-50 км/ч, 3-й – 50-60 км/ч, 4-й – 60-80 км/ч, 5-й – 80-120 км/ч. но это зависит от размера колес и передаточного числа КПП.

Как называется скорость измеряемая спидометром? Спидометр измеряет, с какой скоростью в конкретный момент движется автомобиль. В американских моделях показатель выдает мили в час, в остальных – километры в час.

Читайте также: