任務(wù)一汽車儀表的作用、類型及發(fā)展一、汽車儀表的作用汽車儀表的作用是監(jiān)測汽車的運(yùn)行狀況，使駕駛員隨時觀察與掌握汽車各系統(tǒng)工作狀態(tài)的相關(guān)信息，故而在駕駛室轉(zhuǎn)向盤的前方臺板上裝有儀表盤。儀表盤包括了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表、車速表、里程表、燃油表、水溫表、機(jī)油壓力表以及各種報警顯示裝置等。由于儀表系統(tǒng)是駕駛員了解汽車工作狀況的“眼睛”，對確保汽車行車安全、及時排除故障和避免發(fā)動機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重故障起著重要的作用，因此要求各個儀表結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，顯示數(shù)據(jù)清晰、準(zhǔn)確，指示值受電源的電壓波動和環(huán)境溫度變化的影響小，除此之外，儀表的抗振、耐沖擊性能也要好。下一頁返回任務(wù)一汽車儀表的作用、類型及發(fā)展二、汽車儀表的類型1.按工作原理劃分（1）機(jī)械式儀表：就是基于機(jī)械作用力而工作的儀表。（2）電氣式儀表：就是基于電測原理，通過各類傳感器將被測的非電量變換成電信號（模擬量）加以測量的儀表。（3）模擬電路電子式儀表：其工作原理與電氣式儀表基本相同，只不過是用電子器件（分立元件和集成電路）取代原來的電氣器件，現(xiàn)在均采用各種專用集成電路。（4）數(shù)字式儀表：就是由ECU采集傳感器的信號，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)分析處理后控制顯示裝置的儀表。上一頁下一頁返回任務(wù)一汽車儀表的作用、類型及發(fā)展目前汽車上應(yīng)用較多的是數(shù)字式儀表，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：①指示精度高。②重復(fù)性好。③分度均勻。④響應(yīng)速度快、無抖動。⑤可靠性有根本改善。⑥產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性和可靠性有根本保證。⑦通用性好。2.按安裝方式劃分上一頁下一頁返回任務(wù)一汽車儀表的作用、類型及發(fā)展（1）組合式儀表：就是將各儀表組合安裝在一起。（2）分裝式儀表：就是將各儀表單獨(dú)安裝。三、汽車儀表的發(fā)展現(xiàn)在看到的每款車型的儀表盤都擁有自己的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)型車往往給人五彩斑斕的視覺體驗，而中級車型往往更運(yùn)動而繽紛，高級車則顯典雅尊貴。但無論是哪種風(fēng)格的汽車儀表盤都是汽車科技發(fā)展的成果，而非一朝一夕所能擁有的，其進(jìn)化的過程無非是儀表盤的過去、現(xiàn)在和將來。1.過去上一頁下一頁返回任務(wù)一汽車儀表的作用、類型及發(fā)展過去使用的多功能儀表盤以普桑汽車為代表，如圖6?1所示。最初一代汽車的儀表盤為簡單的羅盤和指針，甚至沒有冷光燈的顯示，夜里看儀表盤極其不便。最初的儀表盤只能提供給駕駛員簡單的速度、耗油等信息，操作也很機(jī)械化，這樣的儀表盤現(xiàn)在已基本被淘汰。2.現(xiàn)在電子液晶智能組合儀表盤以大眾速騰汽車為代表，如圖6?2所示。上一頁下一頁返回任務(wù)一汽車儀表的作用、類型及發(fā)展被稱作組合式的汽車儀表盤，是當(dāng)代汽車用得最多的儀表盤形式，為配合車子的樣式和產(chǎn)品定位，廠家一般都會在功能之外考慮更多美觀漂亮的因素。組合式的汽車儀表盤擁有羅盤和液晶顯示屏兩大區(qū)域，功能齊全，并且能夠一目了然，各種不同的設(shè)計也給汽車內(nèi)飾注入很多美的元素。3.未來數(shù)字化儀表盤以榮威550汽車為代表，如圖6?3所示。榮威550數(shù)字化儀表盤的出現(xiàn)代表了汽車儀表盤又進(jìn)入了一個新的時代。上一頁下一頁返回任務(wù)一汽車儀表的作用、類型及發(fā)展榮威550數(shù)字化儀表盤的油量表、水溫表及行車ECU亦全部摒棄傳統(tǒng)的指針，改用科技感十足的數(shù)字量化顯示，時速表也采用了全數(shù)字液晶屏，而在紅色光圈襯托下的中央轉(zhuǎn)速表則采用先進(jìn)數(shù)字化羅盤，RPM*1000轉(zhuǎn)速顯示清晰直觀，靈動感應(yīng)的設(shè)計引領(lǐng)四周環(huán)繞的炫紅光線產(chǎn)生優(yōu)雅的視覺沖擊，成為現(xiàn)代時尚與運(yùn)動一體的數(shù)字化儀表盤。四、不同車型的儀表盤上一頁下一頁返回任務(wù)一汽車儀表的作用、類型及發(fā)展儀表盤是駕駛員看得最多的部件，所以，隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車廠家也在儀表盤上費(fèi)盡心思，讓小小的儀表盤變得越來越漂亮，功能越來越多，從實(shí)用開始走向時尚，最終完成實(shí)用與時尚的統(tǒng)一。幾款不同車型的儀表盤如圖6?4所示。上一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理一、汽車常用電子顯示器件的種類和要求顯示器件在汽車電子儀表中是重要的器件之一，只有通過它們正確、清晰的顯示，駕駛員才能獲得汽車狀態(tài)的重要信息。目前在汽車上使用的顯示器件有許多不同的類型，并且各有特點(diǎn)。最常用的電子顯示器件有數(shù)字式的，也有圖形或指針式的。按顯示器自身能否發(fā)光可分為發(fā)光型和非發(fā)光型兩大類。發(fā)光型顯示器自身發(fā)光，容易獲得鮮艷的流行色顯示，非發(fā)光型顯示器靠反射環(huán)境光顯示。下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理發(fā)光型顯示器件主要有真空熒光管（VFD）、發(fā)光二極管（LED）、陰極射線管（CRT）、等離子顯示器（PDP）、電致發(fā)光顯示器（ELD）等幾種；非發(fā)光型顯示器件有液晶顯示器（LCD）、電致變色顯示器（ECD）等。二、汽車常用電子顯示器件作為汽車電子儀表顯示器件，一般情況下采用真空熒光管和液晶顯示器為好，它們的性能和顯示效果都比較好。當(dāng)然，作為信息終端顯示來說，用陰極射線管更好，但其體積太大。所以作為汽車電子儀表用顯示器件，用得最多的還是真空熒光管和液晶顯示器。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理目前在汽車上使用的顯示裝置主要有發(fā)光二極管顯示裝置、真空熒光顯示器及液晶顯示器等。1.發(fā)光二極管（LED）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(shí)際上也是一種晶體管，它是應(yīng)用最廣泛的低壓顯示器件，如圖6?5所示。發(fā)光二極管一般都是用半導(dǎo)體材料，如砷化鎵（GaAs）、磷化鎵（GaP）、磷砷化鎵（GaAsP）和砷鋁化鎵（GaAlAs）等制成。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，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。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理發(fā)光的強(qiáng)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)光形式和發(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、黃、橙等不同顏色的光，以便需要時使用。發(fā)光二極管可單獨(dú)使用，也可用于組成數(shù)字、字母或光條圖。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、質(zhì)量輕、耐振動、壽命長，因此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以及數(shù)字符號段或不太復(fù)雜的圖符顯示。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理發(fā)光二極管的缺點(diǎn)：在環(huán)境暗的情況下，效果較好，在陽光直射下很難辨別；若要增大其亮度，則需要相當(dāng)大的電流，功率消耗較大，故使用受到限制。2.真空熒光管（VFD）真空熒光管實(shí)際上是一種低壓真空管，它是最常用的數(shù)字顯示器，如圖6?6所示，鎢燈絲為陰極，接電源負(fù)極；涂有熒光物質(zhì)的屏幕為陽極，接電源正極，其上制有若干字符段圖形，每個字符段由電子開關(guān)單獨(dú)控制通電狀態(tài)；柵格置于燈絲和屏幕之間；整個裝置密封在被抽真空的玻璃罩內(nèi)。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理當(dāng)陰極燈絲通電時，燈絲發(fā)熱，釋放電子，電子被電位較高的柵格吸引，并穿過柵格，均勻地打在電位最高的屏幕字符段上。凡是由電子開關(guān)控制通電的字符段受電子轟擊后發(fā)亮，而未通電的字符段發(fā)暗。這樣通過控制字符段通電狀態(tài)，就可形成不同的顯示數(shù)字，如圖6?7所示。3.液晶顯示器（LCD）液晶是一種有機(jī)化合物，由長形桿狀分子構(gòu)成。在一定的溫度范圍內(nèi)，它具有普通液體的流動性，也具有晶體的某些特征。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理液晶的光學(xué)性質(zhì)是隨著分子排列方向的變化而變化的，當(dāng)在液晶上加一個電場時，液晶桿狀分子的長軸方向發(fā)生變化，因此液晶的光學(xué)性質(zhì)也發(fā)生變化。液晶顯示器需要外來光源，因為其自身不能發(fā)光，只能起到吸收、反射或透光的作用。外來光源可以是日光，也可以是人為光源，人為光源可以由燈光開關(guān)控制，也可以由點(diǎn)火開關(guān)的RUN擋或ACC擋控制。LCD是最常用的非發(fā)光型顯示器，其結(jié)構(gòu)如圖6?8所示。前玻璃板和后玻璃板之間加有一層液晶，外表面貼有垂直偏光鏡和水平偏光鏡，最后面是反射鏡。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理前面的偏光鏡是垂直偏光鏡，后面的偏光鏡是水平偏光鏡。液晶顯示的數(shù)字或光條是透過垂直偏光鏡觀看的。當(dāng)液晶不加電場時，液晶的分子排列方式可將來自垂直偏光鏡的垂直方向的光波旋轉(zhuǎn)90°，再經(jīng)水平偏光鏡后射到反射鏡上，經(jīng)反射后按原路回去，這時透過垂直偏光鏡看液晶時，液晶呈亮的狀態(tài)，如圖6?9（a）所示。當(dāng)液晶加一電場時，液晶的分子排列方式改變，不能將來自垂直偏光鏡的垂直方向的光波旋轉(zhuǎn)，不能通過水平偏光鏡達(dá)到反射鏡，這時透過垂直偏光鏡看液晶時，液晶呈暗的狀態(tài)，如圖6?9（b）所示。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理這樣將液晶制成字符段，通過控制每個字符段的通電狀態(tài)，就可使液晶顯示不同的字符。4.陰極射線管（CRT）陰極射線管也稱顯像管或電子束管，它是一種特殊的真空管。陰極射線管具有全彩色顯示、圖像顯示的靈活性大、分辨率和對比度高等特點(diǎn)。其具有在?50℃～100℃的工作溫度范圍內(nèi)有微秒級以下的響應(yīng)速度，所以它是目前顯示圖像質(zhì)量最高的一種顯示器件。陰極射線管顯示器作為標(biāo)準(zhǔn)配備，首先出現(xiàn)在1986年的別克上，其結(jié)構(gòu)原理與電視顯像管、微機(jī)顯示系統(tǒng)相同。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理它有一個發(fā)射電子的陰極和一個吸收電子的陽極，電子轟擊到屏幕上哪個點(diǎn)，哪個點(diǎn)便發(fā)亮，偏轉(zhuǎn)板控制電子束的方向。陰極射線管顯示器屏幕是觸摸式的，通過觸摸屏幕上的按鈕（菜單），便能變更顯示信息的內(nèi)容。駕駛員可挑選顯示汽車工作的個別內(nèi)容。項目菜單包括收音機(jī)、空調(diào)、行程計算器和儀表板儀表信息等。修理人員可通過陰極射線管進(jìn)行故障診斷。但是陰極射線管作為汽車電子儀表顯示器件，體積太大。盡管扁平型的陰極射線管已經(jīng)實(shí)用化，但仍太長、太重，不便安裝。另外，陰極射線管還要采用10kV以上的高壓，不僅安全性差，而且對其他電子電器有很大的無線電干擾。然而，陰極射線管確實(shí)是一種值得研究開發(fā)的汽車電子儀表顯示系統(tǒng)。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理三、汽車電子儀表的顯示方法發(fā)光二極管、真空熒光顯示器與液晶顯示器等均可以用以下多種顯示方法提供給駕駛員。1.字符段顯示法字符段顯示法通常是發(fā)光二極管、真空熒光管或液晶顯示器采用的方法。它是一種利用七段、十四段或十六段小線段進(jìn)行數(shù)字或字符顯示的方法。用七段小線段可以組成數(shù)字0～9，用十四（或十六）段小線段可以組成數(shù)字0～9與字母A～Z，每段可以單獨(dú)點(diǎn)亮或成組點(diǎn)亮，以便組成任何一個數(shù)字、字符或一組數(shù)字、字符。每段都有一個獨(dú)立的控制熒屏，由作用于熒屏的電壓來控制每段的照明。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理為顯示特定的數(shù)位，電子電路選擇出代表該數(shù)位的各段，并進(jìn)行照明。當(dāng)用發(fā)光二極管進(jìn)行顯示時，也是用電子電路來控制每段發(fā)光二極管，方法與真空熒光顯示器相同，如圖6?10所示。2.點(diǎn)陣顯示法點(diǎn)陣是一組成行和成列排列的元件，有7行5列、9行7列等。點(diǎn)陣元素可為獨(dú)立發(fā)光的二極管或液晶顯示，或是真空熒光管顯示的獨(dú)立熒屏。電子電路供電照亮各點(diǎn)陣元素，數(shù)字0～9和字母A～Z可由各種元素組合而成，如圖6?11所示。3.特殊符號顯示法上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理利用一些形象直觀的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO符號顯示的方法，如圖6?12所示。4.圖形顯示法圖6?13所示為用圖形顯示大燈、小燈與制動燈故障以及清洗液與燃油量存量的方法。在汽車頂視外觀圖的某些部位裝有發(fā)光二極管顯示裝置，當(dāng)某個部位出現(xiàn)故障時，傳感器即向電子控制組件提供信息，控制發(fā)光二極管上的電壓，使其閃光。圖6?14所示為利用桿圖顯示燃油量的方法。用32條亮桿代表燃油量，當(dāng)滿油時，32條亮桿都亮；當(dāng)燃油量減少時，發(fā)亮亮桿數(shù)量減少；當(dāng)燃油量減至三條發(fā)亮亮桿時，燃油量不足符號閃爍，提醒應(yīng)該加油了。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理圖6?15所示為利用光條圖顯示燃油量的方法。四、汽車常用電子儀表汽車電子儀表比通常的機(jī)械式模擬儀表更精確，模擬儀表顯示的是傳感器檢測值的平均值，而電子儀表刷新速度較快，顯示的是即時值。汽車電子儀表采用的數(shù)字顯示儀表通常都能提供英制單位或米制單位值的顯示，并能一表多用，駕駛員可通過按鈕選擇儀表顯示的內(nèi)容。大多數(shù)汽車電子儀表都有自診斷功能，每當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)時，電子儀表板便進(jìn)行一次自檢，也有的儀表板采用診斷儀或通過按鈕進(jìn)行自檢。自檢時，通常整個儀表板發(fā)亮，同時各顯示器都發(fā)亮。自檢完成時，所有儀表均顯示出當(dāng)前的檢測值。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理如有故障，便以警告燈或故障碼提醒駕駛員。常用的電子儀表有：1.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表顯示發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速。目前在汽車電子儀表中，多數(shù)由微機(jī)控制的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表的系統(tǒng)構(gòu)成。如圖6?16所示，以柱狀圖形來表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，同樣通過發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)中點(diǎn)火線圈初級電流斷開時產(chǎn)生的脈沖信號作為電路觸發(fā)脈沖信號來測量（脈沖信號的頻率正比于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速），這種前沿脈沖信號通過I/O接口輸入微機(jī)。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理2.車速表車速表主要用來指示汽車行駛速度，即利用車速傳感器的測量信號，計算并顯示汽車時速的大小。計算車速，通常用兩種方法：一種方法是測量固定脈沖周期所用的時間；另一種方法是計算固定時間內(nèi)傳感器輸出的脈沖數(shù)量。脈沖數(shù)量計算方法是當(dāng)集成電路或微機(jī)檢測到從傳感器傳來信號中的脈沖數(shù)有增加時，就開始對代表車速的脈沖進(jìn)行計數(shù)，在設(shè)定時間內(nèi)檢測脈沖數(shù)量，然后將計數(shù)器中的數(shù)據(jù)和內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果相差達(dá)到或超過每小時一公里或更多時，計數(shù)器的數(shù)據(jù)就輸出到顯示電路來刷新顯示值，整個過程不斷重復(fù)。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理若測量時間很短（比如只有0.3s），從車速傳感器測得的脈沖數(shù)較少，有時會有很大誤差，因此大多數(shù)系統(tǒng)都采用每轉(zhuǎn)產(chǎn)生20個以上脈沖的車速傳感器，車速傳感器如圖6?17所示。車載微機(jī)隨時接收車速傳感器送出的電壓脈沖信號，并計算在單位時間里車速傳感器發(fā)出的脈沖信號次數(shù)，再根據(jù)計時器提供的時間參考值，經(jīng)計算處理可得到汽車行駛速度，并通過微機(jī)指令讓顯示器顯示出來。無論前進(jìn)還是倒退，汽車的速度都能顯示出來。速度單位通常可由駕駛員用按鈕選擇，即顯示km/h（公里/時）或MPH（英里/時）。車速信號還可傳送到制動防抱死系統(tǒng)（ABS）和巡航控制系統(tǒng)（CCS）的電子控制單元中用于它們的控制。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理當(dāng)車速超過某極限值時還可向駕駛員發(fā)出警報。圖6?18所示為一種帶有磁性電阻元件的車速傳感器及電路圖，該傳感器采用一個多極磁鐵附加在驅(qū)動軸上，當(dāng)傳動齒輪帶動驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)時，磁鐵隨之旋轉(zhuǎn)而使磁力線發(fā)生變化。集成電路上磁性電阻元件中的電阻值隨著磁力線的變化而變化，電阻的變化導(dǎo)致電橋中輸出電壓的變化，經(jīng)過比較器后，產(chǎn)生出每轉(zhuǎn)20個脈沖信號。磁性電阻元件的工作原理如圖6?19所示，當(dāng)電流方向和磁力線方向平行時，磁性電阻元件上的電阻最大。相反，當(dāng)電流方向與磁力線方向成直角時，磁性電阻元件上的電阻最小。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理該車速傳感器可在60km/h車速時以637r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并在每轉(zhuǎn)中輸出20個脈沖信號。3.里程表汽車的里程表用于累計、存儲和顯示汽車所走過的路程，既有在需要的時候重新置值的短途表，也有用來指示汽車行駛的總里程表。如果車速表采用內(nèi)置式光電耦合器傳感器，里程表可能仍采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。每次行駛里程是利用集成電路通過車速傳感器所產(chǎn)生的脈沖信號來計算并存儲汽車所行駛的里程。累加各次行駛過的里程數(shù)，便可得到汽車總行駛里程數(shù)。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理通常這種里程表顯示七位數(shù)字，最小的一位數(shù)字是里程單位的十分之一。里程范圍由指定的一組數(shù)字存儲空間限定，各國車輛安全規(guī)范都有其規(guī)定值，其中美國《聯(lián)邦機(jī)動車輛安全規(guī)范》要求英制單位范圍是從000000.0到500000.0mile①，目前大多數(shù)里程表的英制范圍為000000.0到199999.9mile。容量范圍大的英制單位范圍為000000.0到925691.9，然后顯示值就固定在這個數(shù)字。對于米制單位，范圍則從000000.0到858993.4km，然后轉(zhuǎn)到000000.0，再繼續(xù)增加到622113.6km（總里程數(shù)等價于英制單位的925691.9mile）。一般采用EEPROM存儲器，即使蓄電池掉電，也不會使存儲的數(shù)據(jù)丟失。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理采用集成電路的里程表，如果集成電路壞了，有的制造廠能提供替換的芯片。不過新的芯片要進(jìn)行程序化處理，以顯示里程表最后的讀數(shù)。大多數(shù)替換的芯片會顯示一個X、S或*，表示該里程表已經(jīng)換過了。集成電路里程表回零是不可能的，通常集成電路里程表讀數(shù)的校正，只能在新車初駛的10mile內(nèi)進(jìn)行。如果里程表電路出錯，顯示屏?xí)o出錯誤信息提醒駕駛員。錯誤的形式，各制造廠不完全相同。4.冷卻液溫度表、機(jī)油壓力表上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理為了解和掌握汽車發(fā)動機(jī)的工作情況，及時發(fā)現(xiàn)和排除可能出現(xiàn)的故障，汽車上均裝有汽車發(fā)動機(jī)冷卻液溫度表和機(jī)油（潤滑油）壓力表。圖6?20所示的電路具有顯示發(fā)動機(jī)冷卻液溫度和機(jī)油壓力兩種功能。它主要由冷卻液溫度傳感器（熱敏電阻型）、機(jī)油壓力傳感器（雙金屬片電阻型）、LM339集成電路和紅、黃、綠發(fā)光二極管顯示器等組成。冷卻液溫度傳感器裝在發(fā)動機(jī)水套內(nèi)，它與電阻R11

組成冷卻液溫度測量電路。機(jī)油壓力傳感器裝在發(fā)動機(jī)主油道上，與電阻R18

組成機(jī)油壓力測量電路。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理當(dāng)冷卻液溫度低于40℃時，用黃色發(fā)光二極管發(fā)黃色光顯示；當(dāng)冷卻液溫度在正常工作溫度（約85℃）時，用綠色發(fā)光二極管發(fā)綠色光顯示；當(dāng)水溫超過95℃時，發(fā)動機(jī)有過熱危險，以紅色發(fā)光二極管發(fā)光報警，同時由三極管T控制的蜂鳴器也發(fā)出報警聲響信號。當(dāng)機(jī)油壓力過低（低于68.6kPa）時，雙金屬片式機(jī)油壓力傳感器產(chǎn)生的脈沖信號頻率最低，此時紅色發(fā)光二極管發(fā)光顯示，并由蜂鳴器發(fā)出聲響報警信號；當(dāng)發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力正常時，綠色發(fā)光二極管發(fā)光顯示，表示發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)工作正常；而在油壓過高時，機(jī)油壓力傳感器產(chǎn)生的脈沖信號頻率較高，黃色發(fā)光二極管發(fā)光顯示，以引起駕駛員的注意，防止?jié)櫥到y(tǒng)故障，尤其是防止?jié)櫥到y(tǒng)各部的墊子被沖和潤滑裝置損壞。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理圖6?21所示為另一種機(jī)油壓力報警電路，當(dāng)發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)中的機(jī)油壓力低于100kPa時，報警燈會以1～15Hz的頻率發(fā)光閃爍。蜂鳴器也發(fā)出蜂鳴聲，提醒駕駛員采取措施，防止事故的發(fā)生。5.燃油表電子燃油表由一個隨燃油液面高度升降的浮子、一個帶有電阻的機(jī)體和一個浮動臂組成?？梢噪S時測量并顯示汽車油箱內(nèi)的燃油情況，一般采用柱狀或其他圖形方式來提醒駕駛員油箱內(nèi)可用的剩余燃油量。電子燃油表的傳感器仍然采用浮子式滑線電阻結(jié)構(gòu)，傳感器由機(jī)體固定在油箱壁上，當(dāng)浮子隨燃油液面的高度升降時，帶動浮動臂使接觸片在電阻上滑動，從而使檢測回路產(chǎn)生不同的電信號。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理當(dāng)在整個電阻外部接上固定電壓時，燃油高度就可根據(jù)接觸片相對地線的電壓變化輸出測量值。在圖6?22中，Rx是浮子式滑線電阻器，兩塊LM324及相應(yīng)的電路和D1～D7發(fā)光二極管作為顯示器件組成。由R15

和D8

組成的串聯(lián)穩(wěn)壓電路，為各運(yùn)算放大器提供作為基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定電壓，輸入集成電路IC1

和IC2組成的電壓比較器反向輸入端，為了消除汽車行駛時油箱中燃油晃動的影響，Rx輸出端A點(diǎn)的電位通過R16

及C組成的延時電路加到IC1

和IC2的同向輸入端，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并加以放大。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理當(dāng)油箱中燃油加滿時，Rx的阻值最小，A點(diǎn)電位最低，由IC1和IC2

電壓比較器輸出為低電平，此時，6只綠色發(fā)光二極管都點(diǎn)亮，而紅色發(fā)光二極管D1

熄滅，表示油箱中的燃油已滿。當(dāng)油箱中燃油量逐漸減少，顯示器中綠色發(fā)光二極管按D7、D6、D5……次序依次熄滅。油量越少，綠色發(fā)光二極管亮的個數(shù)越少。當(dāng)油箱中燃油量達(dá)到下限，Rx的阻值最大，A點(diǎn)電位最高，集成塊IC2

的第5腳電位高于第6腳的基準(zhǔn)電位，6只綠色發(fā)光二極管全部熄滅，紅色發(fā)光二極管D1點(diǎn)亮，提醒駕駛員補(bǔ)充燃油。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理ECU給燃油傳感器施加固定的+5V電壓，并將燃油傳感器輸出的電壓通過A/D轉(zhuǎn)換后送至ECU進(jìn)行處理，控制顯示電路以條形圖方式顯示處理結(jié)果，如圖6?23所示。為了在系統(tǒng)第一次通電時加快顯示，通常A/D轉(zhuǎn)換不到1s進(jìn)行一次。在一般的運(yùn)行環(huán)境下，為防止因汽車行駛時油箱中燃油晃動對浮子的影響等因素造成的突然擺動而導(dǎo)致顯示不穩(wěn)定，微處理器將A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果每隔一定時間平均一次。另外，鑒于僅靠平均辦法還不足以使顯示完全平穩(wěn)下來，系統(tǒng)控制顯示器只允許在更新數(shù)據(jù)時每次僅升降一段，并且顯示結(jié)果經(jīng)數(shù)次確認(rèn)后才顯示出來。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理ECU接收到油量信息時，立即將其轉(zhuǎn)換為操作顯示器的電壓信號，顯示器上有16格亮桿，亮桿越多，油量越多。亮桿旁有國際標(biāo)準(zhǔn)油量符號（即ISO油量符號）及5個粗亮桿，每兩個粗亮桿之間代表1/4油位，ISO符號上下有空（E）與滿（F）符號。當(dāng)油量逐漸減少時，亮桿自上向下逐漸熄滅，當(dāng)油量減至危險值時，ISO符號即閃爍，提醒駕駛員補(bǔ)充燃油。五、汽車數(shù)字組合儀表上述分裝式汽車儀表具有各自獨(dú)立的電路，不便采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)工藝，所有儀表加在一起體積過大，安裝不方便。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理現(xiàn)代汽車通常采用數(shù)字組合儀表，其結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝和接線，但各儀表間磁效應(yīng)和熱效應(yīng)相互影響，易引起附加誤差，所以要采取一定的磁屏蔽和熱隔離措施，還要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。圖6?24所示為微機(jī)控制的汽車智能組合儀表，它由汽車工況信息采集、微機(jī)控制及信號處理、顯示器等系統(tǒng)組成。1.汽車工況信息采集汽車工況信息通常分為模擬量、頻率量和開關(guān)量三類：（1）模擬量。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、油箱燃油量、潤滑油壓力等，經(jīng)過各自的傳感器轉(zhuǎn)換成模擬電壓量，經(jīng)放大處理后，再由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成微機(jī)能夠處理的二進(jìn)制數(shù)字量，輸入微機(jī)進(jìn)行處理。（2）頻率量。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車行駛速度等，經(jīng)過各自的傳感器轉(zhuǎn)換成脈沖信號，再經(jīng)微機(jī)相應(yīng)接口輸入微機(jī)進(jìn)行處理。（3）開關(guān)量。由開關(guān)控制的汽車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、制動、倒車，各種燈光控制，各車門開關(guān)情況等，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換和抗干擾處理后，根據(jù)需要，一部分輸入微機(jī)進(jìn)行處理，另一部分直接輸送至顯示器進(jìn)行顯示。2.信息處理上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理汽車工況信息經(jīng)采集系統(tǒng)采集并轉(zhuǎn)換后，按各自的顯示要求輸入微機(jī)進(jìn)行處理。如汽車車速信號除了要由車速顯示器顯示外，還要根據(jù)里程顯示的要求處理后輸出里程量的顯示。車速信息在微機(jī)系統(tǒng)中按一定算法處理后送存儲器累計并存儲。汽車其他工況信息，都可以用相應(yīng)的配置和軟件來處理。3.信息顯示信息顯示可采用前述汽車電子儀表的顯示方式顯示，如指針指示、數(shù)字顯示、聲光和圖形輔助顯示等。上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理除了顯示裝置以外，汽車儀表系統(tǒng)還設(shè)有功能選擇鍵盤，微機(jī)與汽車電氣系統(tǒng)的接頭和顯示裝置連接。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時，輸入信號有蓄電池電壓、燃油箱傳感器、溫度傳感器、行駛里程傳感器、噴油脈沖以及鍵盤的信號，微機(jī)即按相應(yīng)汽車動態(tài)方式進(jìn)行計算與處理，除了發(fā)出時間脈沖以外，尚可用程序按鈕選擇顯示出瞬時燃油消耗、平均燃油消耗、平均車速、距離和外界溫度等各種信息。儀表盤故障診斷1.故障檢查上一頁下一頁返回任務(wù)二數(shù)字儀表的結(jié)構(gòu)與原理一輛帕薩特B5轎車，在行駛中里程表不工作。2.故障分析里程表及傳感器電路如圖6?25所示。（1）車速里程表不工作的可能原因有組合儀表故障、里程表傳感器(G22)損壞及相關(guān)線路故障。首先用故障檢測儀執(zhí)行17?03功能，能夠完成車速表的全屏顯示，因此可以排除儀表本身出故障的可能性。（2）然后對里程表傳感器（G22）進(jìn)行檢測，拔下該傳感器導(dǎo)線側(cè)連接器，通過頻繁對地短路來模擬轉(zhuǎn)速信號，發(fā)現(xiàn)里程表有信號顯示，判斷里程表傳感器已經(jīng)損壞。（3）更換里程表傳感器，故障排除。上一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置報警燈通常安裝在儀表上，燈泡功率一般為1～4W，現(xiàn)代汽車多數(shù)采用發(fā)光二極管作為報警燈光源，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、耗電少、易于識別等。在燈泡前設(shè)有濾光片，使報警燈發(fā)出紅光或黃光，濾光片上通常有標(biāo)準(zhǔn)圖形符號，以顯示其功能，其含義如圖6?12所示。一般報警燈和報警燈開關(guān)串聯(lián)后接入電路，報警燈開關(guān)監(jiān)視相應(yīng)值，并按照設(shè)定條件動作，使報警電路接通，報警燈點(diǎn)亮。其電路如圖6?26所示。下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置一、機(jī)油壓力警告燈機(jī)油壓力的正常與否，直接影響汽車的使用性能與工作的可靠性，因此許多車輛設(shè)置了機(jī)油壓力報警燈。機(jī)油壓力報警燈電路是由安裝在發(fā)動機(jī)主油道的彈簧管式機(jī)油壓力報警燈開關(guān)或膜片式機(jī)油壓力報警燈開關(guān)和安裝在儀表板上的紅色報警燈組成。1.彈簧管式機(jī)油壓力報警燈開關(guān)其開關(guān)內(nèi)有一管形彈簧，管形彈簧的一端與主油道相通，另一端有一對觸點(diǎn)，固定觸點(diǎn)經(jīng)連接片與接線柱相接，活動觸點(diǎn)經(jīng)外殼搭鐵。上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置發(fā)動機(jī)正常工作，當(dāng)機(jī)油壓力低于標(biāo)準(zhǔn)值時，管形彈簧向內(nèi)彎曲，觸點(diǎn)閉合，機(jī)油壓力報警燈亮，以示警告；當(dāng)機(jī)油壓力正常時，管形彈簧產(chǎn)生的彈性變形增大，使觸點(diǎn)分開，機(jī)油壓力報警燈熄滅，以示機(jī)油壓力正常，其電路如圖6?27所示。2.膜片式機(jī)油壓力報警燈開關(guān)當(dāng)機(jī)油壓力正常時，機(jī)油壓力推動膜片向上彎曲，推桿將觸點(diǎn)打開，機(jī)油壓力報警燈熄滅；當(dāng)機(jī)油壓力低于標(biāo)準(zhǔn)值時，膜片在彈簧壓力作用下向下移動，從而使觸點(diǎn)閉合，機(jī)油壓力報警燈亮，警告駕駛員機(jī)油壓力不足。膜片式機(jī)油壓力報警燈電路如圖6?28所示。上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置二、冷卻液溫度報警燈冷卻液溫度報警燈的作用是當(dāng)冷卻液溫度升高至一定限度時，報警燈自動點(diǎn)亮，以示報警，其電路圖如圖6?29所示。在傳感器的密封套管內(nèi)裝有條形雙金屬片，其自由端焊有動觸點(diǎn)，而靜觸點(diǎn)直接搭鐵。當(dāng)溫度升高至95℃～98℃時，由于雙金屬片膨脹系數(shù)的不同，向靜觸點(diǎn)方向彎曲，一旦兩觸點(diǎn)接觸，便接通報警燈電路，紅色報警燈點(diǎn)亮。三、液位不足報警燈1.燃油油量不足報警燈上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置當(dāng)燃油箱內(nèi)的燃油減少到某一規(guī)定值以下時，燃油油量報警裝置會點(diǎn)亮燃油油量報警燈，以引起駕駛員的注意。其工作原理如圖6?30所示，由熱敏電阻式燃油油量報警傳感器和報警燈等組成。當(dāng)燃油減少到某一規(guī)定值以下時，熱敏電阻元件露出油面，散熱慢，溫度升高，電阻值減小，電路中電流增大，則報警燈發(fā)亮以示警告。當(dāng)燃油箱內(nèi)燃油量多時，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻元件浸沒在燃油中散熱快，其溫度較低，電阻值大，所以電路中電流很小，報警燈處于熄滅狀態(tài)。2.機(jī)油液位過低報警燈上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置檢測機(jī)油液位的一種方法是用“熱線”油尺，油尺上有兩根導(dǎo)線連接到電子控制裝置，這種裝置是在一個空心塑料筒內(nèi)裝有一根電阻絲（熱線），筒上有與普通油尺一樣的液位標(biāo)記。這一系統(tǒng)的基本工作原理是熱線的電阻會在一個大約0.2A的小電流通過熱線約1.5s后增大。只有在初接通點(diǎn)火開關(guān)或發(fā)動機(jī)已停轉(zhuǎn)3min以上再接通點(diǎn)火開關(guān)時，才會有這樣的電流供給電阻絲。如果在通電期間的熱線電阻值不同于電流中斷時的給定阻值，電子控制裝置就使報警燈發(fā)亮。當(dāng)電阻絲浸在機(jī)油中時，“詢問”電流產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散到油液中，因此熱線傳感器的溫度不會明顯升溫。上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置但當(dāng)油面低于油尺上的“低”（Low）標(biāo)記3mm以上時，傳感器溫度和熱線電阻增大。傳感器系統(tǒng)發(fā)生故障通常是由于多插柱連接器的某個插柱不清潔而使電路中的電阻增大，因此在進(jìn)行檢測診斷前，應(yīng)將所有插柱擦凈。機(jī)油液位傳感器及其電路如圖6?31所示。在測量熱線電阻前，一定要注意斷開電子控制裝置連接傳感器的電路。油尺干燥時的標(biāo)準(zhǔn)阻值為7.5～8.5Ω。查找電路故障時，可分別測出傳感器的電阻和連接電子控制裝置連接器各插柱的電阻并加以比較。3.制動液不足報警燈上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置制動液不足報警燈的傳感器安裝于制動液管內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖6?32所示。在傳感器的外殼內(nèi)裝有舌簧開關(guān)，開關(guān)的兩個接線柱與報警燈及電源相連接，浮子上固裝有永久磁鐵。當(dāng)浮子隨制動液液面下降至規(guī)定值以下時，永久磁鐵的電磁吸力使得舌簧開關(guān)閉合，接通報警燈電路，發(fā)出報警；當(dāng)制動液液面在限定值以上時，浮子上升，由于吸力減弱，舌簧開關(guān)在自身彈力作用下，斷開報警燈電路。四、手制動器未松報警燈手制動器未松報警燈用于提醒駕駛員手制動器仍在制動位置。在一些汽車上，手制動器未松報警燈也是制動液液面過低報警燈，此報警燈同時由制動液液面開關(guān)和手制動開關(guān)控制。上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置報警燈通過并聯(lián)的開關(guān)與點(diǎn)火開關(guān)串聯(lián)。當(dāng)手制動器處于制動位置時，手制動開關(guān)處于閉合位置，若接通點(diǎn)火開關(guān)，則報警燈亮，以提醒駕駛員在掛擋起步之前，松開手制動器。當(dāng)松開手制動器后，報警燈即熄滅。五、制動摩擦片磨損報警燈為了保證汽車行駛安全，在制動摩擦片內(nèi)裝上傳感器，當(dāng)摩擦片使用到極限厚度時發(fā)出信號，就可不必定期檢測摩擦片，鑒定其磨損程度。在每個摩擦片的表面，埋進(jìn)一個絕緣的金屬觸點(diǎn)，當(dāng)摩擦片磨損到使用極限時，觸點(diǎn)就和制動鼓或制動盤接觸。上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置因觸點(diǎn)接觸，儀表板上的指示燈使顯示圖像發(fā)亮。六、空氣濾清器報警燈空氣濾清器報警裝置的作用是當(dāng)空氣濾清器濾芯發(fā)生堵塞時，報警燈亮。七、聲音報警1.倒車蜂鳴器汽車倒車時，為了警告車后的行人和其他車輛駕駛員，在汽車的后部常裝有倒車燈、倒車蜂鳴器或語音倒車報警裝置，它們都由裝在變速器蓋上的倒車開關(guān)自動控制。上一頁下一頁返回任務(wù)三汽車報警裝置當(dāng)把變速桿撥到倒擋時，倒車燈、倒車蜂鳴器或語音倒車報警器便與電源