基于LabVIEW的便携式汽车仪表检测仪的研制----汽车仪表

　　3.1.4仪表介绍

　　每辆汽车上都装备有一定数量的汽车仪表。不同的车型，不同的生产年代，这些电子仪表的数目与类型有很大的变化。各种仪表、指示灯及报警器是驾驶员了解汽车状态的不可缺少的部件。汽车电子仪表随时反映出汽车各机件的运行状态和汽车上各种系统的有用信息，汽车电子仪表为驾驶员正确使用汽车及安全驾驶提供了保证。

　　传统的汽车仪表是机械或电气机械式，它们是通过指针和刻度实现模拟显示，这种仪表存在着信息量少、准确率低、体积较大、可靠性较差以及视觉特性不好等缺点，还使驾驶员易疲劳，不能满足人们对汽车舒适性和方便性等方面愈来愈高的追求。进入上世纪60年代后，人们开始研制汽车电子仪表，但当时的电子元器件达不到汽车使用所要求的水平，直到70年代后期，随着半导体技术和显示元器件技术的进步，汽车电子仪表终于问世。随着电子技术的进步，新型传感器、新型电子显示器件的出现，汽车电子仪表得以迅速发展。现代汽车使用微机驱动的电子仪表系统日益普及。微机驱动的仪表板采用微机处理来自传感器的信息，并指挥仪表显示器。

　　现代汽车的仪表板总成一般分成两部分，一部分是指方向盘前的仪表板和仪表罩及平台，另一部分是指驾驶员旁通道上的副仪表板。仪表板是安装指示器的主体，集中了全车的监察仪表，通过它们揭示出发动机的转速、油压、水温和燃油的储量，灯光和发电机的工作状态，车辆的现时速度和行驶里程等。有的仪表板还能显示变速档位、时钟、车内外环境温度、路面倾斜和地面高度等信息。现代轿车多数将空调，音响等设备的控制部件安装在副仪表板上，这样既显得整体布局紧凑合理，也能方便驾驶员的操作〔23〕。随着现代汽车工业和电子技术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量显著增加。同时，出于对汽车环保、安全性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组成部分。汽车电子仪表代替传统机械或电气机械式模拟仪表己成为发展的趋向。

　　利用电子显示技术，也就是薄型平面电子显示器技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息，十分清晰明了，它代替了以往采用的模拟显示的车速和发动机转速表等，使驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其它信息的变动。它具有测试反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗低等优点。

　　由于没有运动部件，反应快，可靠性好，其布置灵活紧凑，并有最佳显示形式。一般除要求汽车仪表耐用、耐振、指示准确、读数方便，以及受温度、湿度的影响小之外，还要求轻巧、舒适、美观并具有较好的互换性。汽车电子仪表恰恰满足了这些要求。

　　目前，电子仪表板采用电子显示器件和高压驱动器集成电路等技术，有些则采用全数字集成电路，既提高了测试精度，又可将数字信息输入汽车微机内，实现了车速与里程等参数的数据分析和计算，使汽车具有更多的自控功能。转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表则采用线性集成电路，方便配接各类电子传感器件。

　　汽车电子仪表将成为一个集感觉、识别、分析、信息库、适应和控制六大功能于一体的，提供车辆行驶信息、保障安全驾驶的智能化系统。

　　一、水温表

　　水温表用来显示发动机冷却水的工作温度。常用的有电热式和电磁式两种。其中电热式水温表与电热式机油压力表结构工作原理相似。电磁式水温表结构、原理如图3一4所示。

　　1)结构

　　由装在气缸盖水套中的热敏电阻传感器和装在仪表板上的水温显示表两部分组成。传感器由外壳、接线端子、负温度系数热敏电阻(有些车型采用正温度系数热敏电阻)组成，水温显示表由塑料支架、两个串联线圈L1、L2、带指针的衔铁等组成。

　　2)工作原理

　　当电源开关接通时，电流由蓄电池正→极点火开关→线圈L1→分两路(一路流经热敏电阻;另一路流经线圈L2)→搭铁→蓄电池负极构成回路。

　　当水温低时，传感器中热敏电阻的阻值大，电流经L1后，大部分流入L2中，产生的合成磁场使带指针的衔铁会向左偏转，使表针指向低温刻度;当水温高时，传感器中热敏电阻的阻值减小，L2中的电流相对减少，产生的合成磁场使带指针的衔铁会向右偏转，使表针指向高温刻度。

　　二、燃油表

　　燃油表用来显示燃油箱内燃油的多少。常用的有电热式、电磁式、电子式三种。其中电热式燃油表的结构与原理与电热式机油压力表基本相同，下面主要介绍电磁式和电子燃油表。

　　1、电磁式燃油表

　　1)结构由装在燃油箱内的浮筒传感器和装在仪表板上的燃油指示表组成。浮筒传感器由电阻、滑杆、浮子组成。燃油指示表由两个绕在铁心上的线圈、转子、指针、分流电阻等组成。

　　2)工作原理当油箱无油时，浮子下沉，滑线电阻上的滑片移至最右端，将右线圈短路，电流由蓄电池正极→点火开关→接线柱(上)→左线圈→接线柱(下)→浮子滑片→滑杆→搭铁→蓄电池负极。左线圈产生的磁场使转子带动指针左偏，使指针在“E”位上。

　　当油量增加时，浮于上升，滑线电阻部分接入，这一部分电阻与右线圈并联，同时又与左线圈串联，电流由蓄电池正极→点火开关→接线柱(上)→左线圈→接线柱(下)→两路(一路经滑线部分电阻;另一路经右线圈)→搭铁→蓄电池负极。左线圈由于串联了电阻使左线圈中的电流相对减小，磁场减弱，而右线圈中有电流通过，电流相对增大，合成磁场使转子带动指针右偏，指示出油箱中的油量。

　　当油箱中装满油时，浮子带着滑片移到电阻的最左端，电阻全部接入电路中。此时左线圈中电流更小，磁场更弱，而右线圈中电流增大，磁场加强，转子便带着指针向右移，使指针在“F”(满)位上。