第五章汽車信息顯示系統(tǒng)

1、第五章第五章 汽車信息顯示系統(tǒng)汽車信息顯示系統(tǒng)5-1 5-1 概概 述述5-2 5-2 電磁驅(qū)動式儀表電磁驅(qū)動式儀表5-3 5-3 數(shù)字式汽車儀表數(shù)字式汽車儀表 為了駕駛員隨時了解汽車特別是發(fā)動機的各個工作參數(shù)是否正常，以便及時采取措施，防止發(fā)生人身和機械事故，汽車上都設(shè)有各種儀表。5-1 5-1 概概 述述汽車信息顯示系統(tǒng)指示儀表指示燈報警燈電子顯示器件發(fā)光顯示器件線條圖形顯示器件液晶顯示屏汽車常用儀表都是由傳感器和指示儀表兩部分組成。按功能分電流表電壓表冷卻液溫度表燃油表車速表里程表按結(jié)構(gòu)分指針式電子顯示式按原理分電磁驅(qū)動式電熱驅(qū)動式磁感應(yīng)式電子控制式1）電流表的作用指示蓄電池充放電情況；

2、指示發(fā)電機工作情況；當(dāng)電流表的指針指向“”側(cè)時，表示蓄電池充電；當(dāng)電流表的指針指向“”側(cè)時，表示蓄電池放電。5-2 5-2 電磁驅(qū)動式儀表電磁驅(qū)動式儀表1、電流表2 2）電磁式電流表的結(jié)構(gòu)與原理）電磁式電流表的結(jié)構(gòu)與原理（1 1）結(jié)構(gòu)組成）結(jié)構(gòu)組成 黃銅片黃銅片4 4固定固定在絕緣底板上，在絕緣底板上，兩端與接柱兩端與接柱1 1和和3 3相連，下相連，下面裝有永久磁面裝有永久磁鐵鐵6 6。在磁鐵。在磁鐵內(nèi)側(cè)的軸內(nèi)側(cè)的軸7 7上上裝有帶指針的裝有帶指針的軟鋼轉(zhuǎn)子軟鋼轉(zhuǎn)子5 5。 （2 2）工作原理）工作原理 沒有電流時，因軟磁鋼轉(zhuǎn)子被研究磁鐵磁化，且轉(zhuǎn)沒有電流時，因軟磁鋼轉(zhuǎn)子被研究磁鐵磁化，且轉(zhuǎn)

3、子磁化后的極性與永久磁鐵的極性相反，因而兩個互子磁化后的極性與永久磁鐵的極性相反，因而兩個互相吸引，使指針保持中間位置，說明放電電流等于零。相吸引，使指針保持中間位置，說明放電電流等于零。 當(dāng)蓄電池放電電流流過黃銅片時，其周圍產(chǎn)生磁場，當(dāng)蓄電池放電電流流過黃銅片時，其周圍產(chǎn)生磁場，方向可用安培定則判定。與永久磁場合成一個磁場，方向可用安培定則判定。與永久磁場合成一個磁場，在合成磁場作用下，軟鐵轉(zhuǎn)子向在合成磁場作用下，軟鐵轉(zhuǎn)子向“”方向偏轉(zhuǎn)一個方向偏轉(zhuǎn)一個角度。角度。 當(dāng)交流發(fā)動機向蓄電池充電，電流及其磁場方向與當(dāng)交流發(fā)動機向蓄電池充電，電流及其磁場方向與放電時恰好相反。放電時恰好相反。3 3）

4、動磁式電流表）動磁式電流表（1 1）結(jié)構(gòu)組成）結(jié)構(gòu)組成 導(dǎo)電板導(dǎo)電板2 2固定在絕緣底固定在絕緣底板上，兩端與接柱板上，兩端與接柱1 1和和3 3相連，中間夾有磁軛相連，中間夾有磁軛6 6，與導(dǎo)電板，與導(dǎo)電板2 2固裝在固裝在一起的針軸，指針一起的針軸，指針5 5和和永磁轉(zhuǎn)子永磁轉(zhuǎn)子4 4套裝在針軸套裝在針軸上，稱為磁鋼指針上，稱為磁鋼指針。 永磁轉(zhuǎn)子可隨指一同永磁轉(zhuǎn)子可隨指一同針轉(zhuǎn)動，故稱為動磁針轉(zhuǎn)動，故稱為動磁式電流表。式電流表。（2 2）工作原理）工作原理 當(dāng)沒有電流通過電流表時，永磁轉(zhuǎn)子當(dāng)沒有電流通過電流表時，永磁轉(zhuǎn)子4 4通過磁通過磁軛軛6 6構(gòu)成磁回路，使指針保持在中間構(gòu)成磁回路，

5、使指針保持在中間“0”0”的位的位置。當(dāng)放電電流通過導(dǎo)電板置。當(dāng)放電電流通過導(dǎo)電板2 2時，在它的周圍時，在它的周圍產(chǎn)生磁場，使浮裝在導(dǎo)電板中心的磁鋼指針向產(chǎn)生磁場，使浮裝在導(dǎo)電板中心的磁鋼指針向“”的方向偏轉(zhuǎn)，指示出放電電流安培數(shù)。的方向偏轉(zhuǎn)，指示出放電電流安培數(shù)。電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，則指示安培數(shù)電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，則指示安培數(shù)也越大。當(dāng)充電電流通過導(dǎo)電板也越大。當(dāng)充電電流通過導(dǎo)電板2 2時，則指針時，則指針向向“”的方向偏轉(zhuǎn)，指示出充電電流安培數(shù)。的方向偏轉(zhuǎn)，指示出充電電流安培數(shù)。2 2、電磁式電壓表、電磁式電壓表1）功用）功用指示電源電壓系統(tǒng)的情況?？梢灾甘倦妷旱母叩椭甘?/p>

6、電源電壓系統(tǒng)的情況?？梢灾甘倦妷旱母叩蛠矸从嘲l(fā)動機、調(diào)節(jié)器和蓄電池的技術(shù)狀況，所來反映發(fā)動機、調(diào)節(jié)器和蓄電池的技術(shù)狀況，所以，比電流表和充電指示燈更為直觀實用。以，比電流表和充電指示燈更為直觀實用。2）組成）組成兩支十字交叉布置的電磁線圈、永久磁鐵、轉(zhuǎn)兩支十字交叉布置的電磁線圈、永久磁鐵、轉(zhuǎn)子、指針和刻度盤組成。子、指針和刻度盤組成。3）工作原理）工作原理電壓表尚未接通或電源電壓低于穩(wěn)壓管的穩(wěn)電壓表尚未接通或電源電壓低于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓時，永久磁鐵將轉(zhuǎn)子磁化，使指針保定電壓時，永久磁鐵將轉(zhuǎn)子磁化，使指針保持在初始位置。持在初始位置。當(dāng)電壓表電流接通，電源電壓達(dá)到穩(wěn)壓管的當(dāng)電壓表電流接通，電源電

7、壓達(dá)到穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓時，合成磁場使轉(zhuǎn)子帶動指針偏轉(zhuǎn)穩(wěn)定電壓時，合成磁場使轉(zhuǎn)子帶動指針偏轉(zhuǎn)3 3、機油壓力表、機油壓力表v汽車的燃油表、水溫表和機油壓力表，雖然測量汽車的燃油表、水溫表和機油壓力表，雖然測量的參數(shù)不同，但均由指示表和傳感器兩部分組成。的參數(shù)不同，但均由指示表和傳感器兩部分組成。v指示表在結(jié)構(gòu)上分為電熱式和電磁式兩種，傳感指示表在結(jié)構(gòu)上分為電熱式和電磁式兩種，傳感器分為電熱式和可變電阻式兩種。器分為電熱式和可變電阻式兩種。v指示表和傳感器的配合類型如下：指示表和傳感器的配合類型如下：(1)(1)電熱式指示電熱式指示表表+ +電熱式傳感器電熱式傳感器(2)(2)電磁式指示表電磁式指

8、示表+ +可變電阻式傳可變電阻式傳感器感器(3)(3)電熱式指示表電熱式指示表+ +可變電阻式傳感器可變電阻式傳感器機油壓力表和傳感器的結(jié)構(gòu)機油壓力表和傳感器的結(jié)構(gòu)v電熱式油壓電熱式油壓表又稱為雙表又稱為雙金屬片式機金屬片式機油壓力表，油壓力表，機油壓力表機油壓力表及傳感器的及傳感器的結(jié)構(gòu)和工作結(jié)構(gòu)和工作原理如圖原理如圖4 4、電磁式燃油表、電磁式燃油表功用：指示燃油功用：指示燃油箱內(nèi)儲存的燃油箱內(nèi)儲存的燃油量量 其工作原理是：打開點火開關(guān)，電流從蓄電池正極其工作原理是：打開點火開關(guān)，電流從蓄電池正極點火開關(guān)點火開關(guān)燃油表接線柱燃油表接線柱1010左線圈左線圈11接線柱接線柱99右線圈右線圈2

9、 2搭鐵搭鐵蓄電池負(fù)極。蓄電池負(fù)極。 接線柱接線柱88可變電阻可變電阻55沿片沿片66搭鐵搭鐵蓄電池負(fù)蓄電池負(fù)極。極。 電流通過左、右線圈時，產(chǎn)生電磁吸力并形成合電流通過左、右線圈時，產(chǎn)生電磁吸力并形成合成磁場，于是轉(zhuǎn)子就在合成磁場的作用下轉(zhuǎn)動，使指成磁場，于是轉(zhuǎn)子就在合成磁場的作用下轉(zhuǎn)動，使指針指在某一刻度上。針指在某一刻度上。 當(dāng)油箱無油時，浮子下沉，可變電阻被短路，此當(dāng)油箱無油時，浮子下沉，可變電阻被短路，此時右線圈也被搭鐵短路。左線圈在電源電壓作用下，時右線圈也被搭鐵短路。左線圈在電源電壓作用下，通過電流達(dá)到最大值，產(chǎn)生的電磁吸力最強，吸引轉(zhuǎn)通過電流達(dá)到最大值，產(chǎn)生的電磁吸力最強，吸引

10、轉(zhuǎn)子使指針指在子使指針指在“0”0”位位 v又稱為雙金屬片燃油又稱為雙金屬片燃油表，它的傳感器與電表，它的傳感器與電磁式燃油表相同，結(jié)磁式燃油表相同，結(jié)構(gòu)如圖構(gòu)如圖v當(dāng)油箱無油時，傳感當(dāng)油箱無油時，傳感器浮子器浮子7 7在最低位置，在最低位置，將可變電阻將可變電阻5 5全部接全部接入電路，加熱線圈中入電路，加熱線圈中的電流最小。的電流最小。電熱式燃油表電熱式燃油表5 5、水溫表、水溫表v水溫表用來指示發(fā)動機冷卻液工作溫度。水溫表用來指示發(fā)動機冷卻液工作溫度。v水溫表的工作電路由水溫表和水溫表傳感器兩部水溫表的工作電路由水溫表和水溫表傳感器兩部分組成分組成v水溫表安裝在組合儀表內(nèi)，水溫傳感器安裝

11、在發(fā)水溫表安裝在組合儀表內(nèi)，水溫傳感器安裝在發(fā)動機氣缸蓋的冷卻水套上。動機氣缸蓋的冷卻水套上。v電熱式水溫表又稱雙金屬片式水溫表，電熱式水電熱式水溫表又稱雙金屬片式水溫表，電熱式水溫表可與電熱式水溫傳感器或熱敏電阻式水溫傳溫表可與電熱式水溫傳感器或熱敏電阻式水溫傳感器配套使用。感器配套使用。電熱式水溫表與電熱式水溫傳感器的工作電路圖電熱式水溫表與電熱式水溫傳感器的工作電路圖電磁式水溫表的結(jié)構(gòu)原理圖電磁式水溫表的結(jié)構(gòu)原理圖電磁式水溫表內(nèi)有兩個互成一定角度的鐵心。鐵心電磁式水溫表內(nèi)有兩個互成一定角度的鐵心。鐵心上分別繞有磁化線圈，其中磁化線圈上分別繞有磁化線圈，其中磁化線圈L2L2與水溫傳感與水溫

12、傳感器器3 3串聯(lián)，磁化線圈串聯(lián)，磁化線圈L1L1與水溫傳感器與水溫傳感器3 3并聯(lián)，兩個鐵并聯(lián)，兩個鐵心的下端有帶指針的偏轉(zhuǎn)銜鐵，其等效電路如圖心的下端有帶指針的偏轉(zhuǎn)銜鐵，其等效電路如圖7 78 8所示。所示。 電磁式水溫表一般配用熱敏電阻式水溫傳感器，電磁式水溫表一般配用熱敏電阻式水溫傳感器，而且不需要電源穩(wěn)壓器。其工作原理如下：當(dāng)水溫而且不需要電源穩(wěn)壓器。其工作原理如下：當(dāng)水溫低時，由于熱敏電阻傳感器的阻值大，因此線圈低時，由于熱敏電阻傳感器的阻值大，因此線圈L2L2中的電流小，而線圈中的電流小，而線圈L1L1中的電流大，磁場強，吸引中的電流大，磁場強，吸引銜鐵使指針指向低溫；當(dāng)水溫高時

13、，由于熱敏電阻銜鐵使指針指向低溫；當(dāng)水溫高時，由于熱敏電阻傳感器的阻值減小，流經(jīng)線圈傳感器的阻值減小，流經(jīng)線圈L2L2的電流增大，磁場的電流增大，磁場增強，吸引銜鐵逐漸向高溫方向偏轉(zhuǎn)，使指針指向增強，吸引銜鐵逐漸向高溫方向偏轉(zhuǎn)，使指針指向高溫。高溫。 圖圖7 71010為電磁式燃油表的工作電路。其中燃為電磁式燃油表的工作電路。其中燃油表與電磁式水溫表相同。其傳感器由可變電油表與電磁式水溫表相同。其傳感器由可變電阻阻5 5、滑片、滑片6 6和浮子和浮子7 7等組成。當(dāng)油箱內(nèi)油位高等組成。當(dāng)油箱內(nèi)油位高低變化時，浮子帶動滑片移動，從而改變電阻低變化時，浮子帶動滑片移動，從而改變電阻大小。線圈大小。

14、線圈1 1與可變電阻串聯(lián)，線圈與可變電阻串聯(lián)，線圈2 2與可變電與可變電阻并聯(lián)。等效電路如圖阻并聯(lián)。等效電路如圖7 71111所示。所示。 其工作原理為：當(dāng)油箱無油時，浮子其工作原理為：當(dāng)油箱無油時，浮子7 7下沉，下沉，可變電阻可變電阻5 5被滑片被滑片6 6短路，線圈短路，線圈2 2同時被短路，同時被短路，無電流通過。此時，線圈無電流通過。此時，線圈L L中的電流達(dá)到最大，中的電流達(dá)到最大，產(chǎn)義的電磁吸力最強，吸引轉(zhuǎn)子產(chǎn)義的電磁吸力最強，吸引轉(zhuǎn)子3 3使指針指向使指針指向“0”0”的位置。的位置。7 7、車速里程表、車速里程表 v車速里程表是用來指示汽車行車速里程表是用來指示汽車行駛速度和

15、累計行駛里程數(shù)的儀駛速度和累計行駛里程數(shù)的儀表，由車速表和里程表兩部分表，由車速表和里程表兩部分組成。組成。v磁感應(yīng)式車速里程表也稱永磁磁感應(yīng)式車速里程表也稱永磁式車速里程表，其結(jié)構(gòu)如圖式車速里程表，其結(jié)構(gòu)如圖6-6-9 9所示。磁感應(yīng)式儀表沒有電所示。磁感應(yīng)式儀表沒有電路連接，它是由變速器輸出軸路連接，它是由變速器輸出軸上的一套蝸輪蝸桿以及撓性軟上的一套蝸輪蝸桿以及撓性軟軸來驅(qū)動的。軸來驅(qū)動的。電子車速里程表電子車速里程表v車速表主要用來指示汽車速表主要用來指示汽車行駛速度。即利用車車行駛速度。即利用車速傳感器的測量信號，速傳感器的測量信號，計算并顯示汽車時速的計算并顯示汽車時速的大小。大小

16、。v計算車速，通常用兩種計算車速，通常用兩種方法。一種是計算固定方法。一種是計算固定時間內(nèi)傳感器輸出的脈時間內(nèi)傳感器輸出的脈沖數(shù)量，另一種方法是沖數(shù)量，另一種方法是測量固定脈沖周期所用測量固定脈沖周期所用的時間。的時間。v電子車速表一般與自動電子車速表一般與自動變速器共用傳感器變速器共用傳感器電子車速里程表電子車速里程表1 1、概述、概述數(shù)字儀表一般由傳感器、控制單元（數(shù)字儀表一般由傳感器、控制單元（ECU)ECU)和顯示裝置組成和顯示裝置組成傳感器傳感器控制器（ECU)或集成電路顯示裝置顯示裝置5-3 5-3 數(shù)字式汽車儀表數(shù)字式汽車儀表2 2、顯示器件、顯示器件 目前在汽車上最常用的電子顯

17、示器件可分為兩大類：目前在汽車上最常用的電子顯示器件可分為兩大類：發(fā)光型發(fā)光型非發(fā)光型非發(fā)光型真空熒光管真空熒光管VFD發(fā)光二極管發(fā)光二極管LED陰極射線管陰極射線管CRT等離子顯示器件等離子顯示器件PDP電致發(fā)光顯示器件電致發(fā)光顯示器件ELD發(fā)光型發(fā)光型顯示器件非發(fā)光型非發(fā)光型顯示器件電致變色顯示器件電致變色顯示器件ECD液晶顯示器件液晶顯示器件LCD 如上所述都可以作為汽車電子顯示器件使用。如上所述都可以作為汽車電子顯示器件使用。 應(yīng)用廣泛的是發(fā)光二極管和液晶兩種。應(yīng)用廣泛的是發(fā)光二極管和液晶兩種。 既可做成數(shù)字式的，也可做成圖形或指針式的。既可做成數(shù)字式的，也可做成圖形或指針式的。 1

18、1、發(fā)光二極管、發(fā)光二極管（LEDLED） 發(fā)光二極管是一種把電能轉(zhuǎn)發(fā)光二極管是一種把電能轉(zhuǎn)換成光能的固態(tài)發(fā)光器件，實換成光能的固態(tài)發(fā)光器件，實際上也是一種晶體管際上也是一種晶體管, ,它是應(yīng)它是應(yīng)用最廣泛的低壓顯示器件。其用最廣泛的低壓顯示器件。其結(jié)構(gòu)如左圖所示。結(jié)構(gòu)如左圖所示。 發(fā)光二極管一般都是用半導(dǎo)體材料，當(dāng)在正、發(fā)光二極管一般都是用半導(dǎo)體材料，當(dāng)在正、負(fù)極引線間加上適當(dāng)正向電壓后，二極管導(dǎo)通，負(fù)極引線間加上適當(dāng)正向電壓后，二極管導(dǎo)通，半導(dǎo)體晶片便發(fā)光，通過透明或半透明的塑料半導(dǎo)體晶片便發(fā)光，通過透明或半透明的塑料外殼顯示出來。外殼顯示出來。 發(fā)光的強度與通過管芯的電流成正比。外殼起發(fā)

19、光的強度與通過管芯的電流成正比。外殼起透鏡作用，可利用它來改變發(fā)光型式和發(fā)光顏透鏡作用，可利用它來改變發(fā)光型式和發(fā)光顏色以適應(yīng)不同的用途。當(dāng)反向電壓加到二極管色以適應(yīng)不同的用途。當(dāng)反向電壓加到二極管上，二極管截止，管芯無電流通過，不再發(fā)光。上，二極管截止，管芯無電流通過，不再發(fā)光。 發(fā)光二極管可通過透明的塑料殼發(fā)出紅、綠、發(fā)光二極管可通過透明的塑料殼發(fā)出紅、綠、黃、橙等不同顏色的光，以便需要時使用。黃、橙等不同顏色的光，以便需要時使用。 汽車電子儀表中常用發(fā)光二極管作為汽車儀汽車電子儀表中常用發(fā)光二極管作為汽車儀表板上的指示燈，數(shù)字符號段或不太復(fù)雜的圖符表板上的指示燈，數(shù)字符號段或不太復(fù)雜的圖

20、符顯示。顯示。 發(fā)光二極管響應(yīng)速度較快、工作穩(wěn)定、可靠性發(fā)光二極管響應(yīng)速度較快、工作穩(wěn)定、可靠性高、體積小、重量輕、耐振動、壽命長。高、體積小、重量輕、耐振動、壽命長。發(fā)光二極管組成的光條顯示器發(fā)光二極管組成的光條顯示器發(fā)光二極管組成的數(shù)碼顯示板發(fā)光二極管組成的數(shù)碼顯示板發(fā)光二極管組成發(fā)光二極管組成的點陣顯示板的點陣顯示板2 2、液晶顯示器件（液晶顯示器件（LCDLCD） 在兩層做有鑲嵌電極或交叉電極的玻璃板之間夾一層液晶材料，當(dāng)板上各點加有不同電場時，各相應(yīng)點上的液晶材料即隨外加電場的大小而改變晶體特殊分子結(jié)構(gòu)，從而改變這些特殊分子光學(xué)特性。利用這一原理制成的顯示器件叫液晶顯示器件。1 1）

21、液晶顯示）液晶顯示 由于液晶顯示器件為非發(fā)光型顯示器件，所以由于液晶顯示器件為非發(fā)光型顯示器件，所以只有在光亮的環(huán)境中才能觀察液晶顯示器的內(nèi)容，只有在光亮的環(huán)境中才能觀察液晶顯示器的內(nèi)容，由于在較暗的環(huán)境中難于觀察液晶顯示器的內(nèi)容，由于在較暗的環(huán)境中難于觀察液晶顯示器的內(nèi)容，因此在汽車上所用的液晶顯示器通常采用白熾燈作因此在汽車上所用的液晶顯示器通常采用白熾燈作為背景照明光源。為背景照明光源。 2 2）液晶顯示的優(yōu)點）液晶顯示的優(yōu)點 液晶顯示的優(yōu)點很多，如：工作電壓低（液晶顯示的優(yōu)點很多，如：工作電壓低（3V3V左右），左右），功耗非常?。伙@示面積大、示值清晰，通過濾光鏡可功耗非常?。伙@示面積大、示值清晰，通過濾光鏡可顯示不同顏色；電極圖形設(shè)計靈活，設(shè)計成任意顯示顯示不同顏色；電極圖形設(shè)計靈活，設(shè)計成任意顯示圖形的工藝都很簡單。因此在汽車上得到廣泛應(yīng)用。圖形的工藝都很簡單。因此在汽車上得到廣泛應(yīng)用。 3 3）液晶顯示的缺點）液晶顯示的缺點 缺點是液晶為非發(fā)光型物質(zhì)，白天靠日光顯示，缺點是液晶為非發(fā)光型物質(zhì)，白天靠日光顯示，夜間必須使用照明光源。低溫條件下靈敏度較低，夜間必須使用照明光源。