Спидометр против GPS: чья скорость считывания является более точной?

Спидометр подвержен механическим ошибкам, в то время как GPS работает, вычисляя время, необходимое для перемещения из точки А в В, делая их более точным вариантом.

Вопрос в том, почему спидометры неточны?
Как спидометры и устройства GPS измеряют скорость?
Чтобы понять, почему спидометр дает немного неточные показания, нам сначала нужно понять, как спидометры и устройства GPS измеряют скорость. Спидометр на вашем автомобиле может быть как электронным, так и механическим. Механические спидометры существуют с 1900-х годов, в то время как автомобильный мир не видел первый полностью электронный спидометр до конца 1980-х годов. Большинство современных транспортных средств используют электронный спидометр для измерения и отображения скорости автомобиля.

Механический спидометр

Механические спидометры имеют простую конструкцию и состоят из следующих частей: трос привода, магниты, колпачок скорости, пружина и игла указателя терминала на приборной панели. Кабель привода представляет собой гибкий кабель (набор небольших спиральных пружин, плотно намотанных вокруг центрального провода или оправки), прикрепленный к коробке передач транспортного средства. Чтобы быть более точным, трос привода через малую шестерню соединен с зубчатым колесом на выходном валу трансмиссии. Выходной вал соединен с колесами транспортного средства и передает им свою частоту вращения. Таким образом, подключение троса привода спидометра к выходному валу обеспечивает относительно точную оценку скорости автомобиля.

Когда транспортное средство находится в эксплуатации, вращательное движение выходного вала переносится на центральную оправку приводного троса. Поэтому приводной трос начинает вращаться с той же скоростью, что и выходной вал, который вращается с той же скоростью, что и колеса автомобиля. Другой конец кабеля привода соединяется с магнитом, который находится внутри чашки скорости. Магнит фактически не касается внутренней части чашки скорости, так как между ними сохраняется определенный воздушный зазор.

Вращательное движение троса привода передается на магнит. В результате магнит создает вращающееся магнитное поле вокруг себя. Вращающееся магнитное поле вызывает небольшие вихревые токи в чашке скорости. Крутящий момент этих вихревых токов заставляет чашку скорости (и, следовательно, стрелку указателя) вращаться в том же направлении, что и магнит.

Чем быстрее вращается выходной вал, тем больше сила магнитного поля, заставляя чашку скорости и стрелку указателя двигаться дальше вдоль шкалы быстрого набора. Присутствует волосок, чтобы противостоять крутящему моменту на чашке скорости и удерживать указатель на нуле, когда автомобиль не работает. Стрелка-указатель перестает вращаться, когда противоположный крутящий момент волосяной пружины равен крутящему моменту из-за вихревых токов; и указывает на правильное значение скорости на циферблате.

Электронный спидометр

Электронные спидометры даже проще, чем их механические аналоги. Датчик скорости вращения (также называемый датчиком скорости транспортного средства) установлен на выходном валу трансмиссии и передает электронные импульсы, соответствующие скорости вращения вала.

Установка датчика состоит из металлического диска с крошечными зубцами, окруженными круглым магнитом. Когда вал вращается, зубцы блокируют магнитное поле, воспринимаемое датчиком магнитного поля. Эти импульсы подсчитываются компьютером и сравниваются с общим числом оборотов колес, что, следовательно, дает скорость автомобиля.

GPS

Устройство GPS вычисляет скорость самым простым способом. С помощью этих инструментов скорость измеряется по классической формуле «скорость = расстояние / время». Устройство GPS отслеживает местоположение автомобиля с течением времени и измеряет расстояние, пройденное транспортным средством. Чтобы точно знать, как рассчитывается расстояние, а также как работают системы глобального позиционирования, перейдите к разделу “Как работает система глобального позиционирования (GPS)”.

Затем значение пройденного расстояния делится на время, которое потребовалось транспортному средству для перемещения между двумя точками / местоположениями. Полученное число указывает скорость, с которой транспортное средство ехало между двумя точками. Учитывая, что устройства GPS используют положение транспортного средства для расчета его скорости, их также называют позиционными спидометрами.

Спидометры против GPS

Спидометры состоят из множества механических частей и поэтому подвержены механическим ошибкам. Спидометры также измеряют скорость путем косвенного контакта с шинами. Таким образом, изменение какого-либо свойства шин приводит к неточным показаниям. Наиболее распространенным примером этого является изменение размеров шин, сопровождаемое давлением в шинах, нормальным износом, температурой и нагрузкой.
Производители калибруют спидометры для установленных шин, но когда клиент меняет предварительно установленные шины или использует комплект шин, отличный от официальной рекомендации, спидометр необходимо откалибровать, иначе показания скорости будут неточными.

По соображениям безопасности производители калибруют спидометры для показаний, превышающих фактическую скорость автомобиля. Более высокое значение предупреждает водителя о скорости и не позволяет ему или ей превышать скорость. Тем не менее, существует предел того, насколько высокому или низкому спидометр разрешено считывать. Спидометрам не разрешается показывать ниже фактической скорости автомобиля, но им разрешается указывать значение, которое на 10% выше фактической скорости, плюс 4.

GPS, с другой стороны, использует чисто математическую технику для измерения скорости транспортного средства и поэтому является более точным, чем спидометр. Тем не менее, GPS идет с уловкой тоже. Устройства GPS работают лучше всего, когда автомобиль движется по прямой линии и имеет непрерывный обзор неба. Четкий обзор важен, поскольку приемник GPS должен взаимодействовать со спутниками. Кроме того, когда транспортное средство движется по дороге с множеством поворотов, GPS не имеет возможности узнать или предсказать, насколько крутой поворот был сделан. Таким образом, даже показания GPS не всегда можно доверять.

Другим недостатком устройства GPS является то, что оно не может обеспечить мгновенную скорость транспортного средства; это только дает среднюю скорость, с небольшой задержкой.

Заключение

Если честно, разница в точности между спидометром и устройством GPS невелика. Например, спидометр может отображать вашу скорость в 100 км / ч, но GPS, будучи более точным из двух, знает истинную скорость и отображает значение в районе 92 км / ч. Эта разница возникает из-за механических ошибок и недостатков, установленных производителями. Эти методы и неточные показания спидометра часто являются скрытым благословением, поскольку они мешают водителям безрассудно ездить или постоянно получать билеты!