汽车信息显示系统

2）电磁式电流表的结构与原理
（1）结构组成
黄铜片4固定在 绝缘底板上， 两端与接柱1 和3相连，下 面装有永久磁 铁6。在磁铁 内侧的轴7上 装有带指针的 软钢转子5。
（2）工作原理
没有电流时，因软磁钢转子被研究磁铁磁化，且转子 磁化后的极性与永久磁铁的极性相反，因而两个互相 吸引，使指针保持中间位置，说明放电电流等于零。
第五章 汽车信息显示系统
§5-1 概 述 §5-2 电磁驱动式仪表 §5-3 数字式汽车仪表
§5-1 概 述
为了驾驶员随时了解汽车特别是发动机的各个工 作参数是否正常，以便及时采取措施，防止发生人身 和机械事故，汽车上都设有各种仪表。
汽车信息显示系统
指示仪表 指示灯 报警灯 电子显示器件
发光显示器件 线条图形显示器件 液晶显示屏
❖ 计算车速，通常用两种 方法。一种是计算固定 时间内传感器输出的脉 冲数量，另一种方法是 测量固定脉冲周期所用 的时间。
❖ 电子车速表一般与自动 变速器共用传感器
电子车速里程表
§5-3 数字式汽车仪表
1、概述
数字仪表一般由传感器、控制单元（ECU)和显示装置组成
传感器
控制器 （ECU) 或集成电路
2、电磁式电压表
1）功用
指示电源电压系统的情况。可以指示电压的高低 来反映发动机、调节器和蓄电池的技术状况，所 以，比电流表和充电指示灯更为直观实用。
2）组成
两支十字交叉布置的电磁线圈、永久磁铁、转 子、指针和刻度盘组成。
3）工作原理
电压表尚未接通或电源电压低于稳压管的稳 定电压时，永久磁铁将转子磁化，使指针保 持在初始位置。
3）液晶显示的缺点 缺点是液晶为非发光型物质，白天靠日光显示，
夜间必须使用照明光源。低温条件下灵敏度较低，
有时甚至不能正常工作。
3、真空荧光管（VFD）
真空荧光管实际上是一种低压真空管，它是最常 用的数字显示器，如下图所示。
4、阴极射线管（CRT）
阴极射线管也称显象管或电子束管，它是一种特 殊的真空管。阴极射线管具有全彩色显示、图象 显示的灵活性大、分辨率和对比度高等特点。且 具有-50～100℃的工作温度范围，有微秒级以 下的响应速度，所以它是目前显示图象质量最高 的一种显示器件。
图7—10为电磁式燃油表的工作电路。其中燃 油表与电磁式水温表相同。其传感器由可变电 阻5、滑片6和浮子7等组成。当油箱内油位高 低变化时，浮子带动滑片移动，从而改变电阻 大小。线圈1与可变电阻串联，线圈2与可变电 阻并联。等效电路如图7—11所示。
其工作原理为：当油箱无油时，浮子7下沉，可 变电阻5被滑片6短路，线圈2同时被短路，无 电流通过。此时，线圈L中的电流达到最大， 产义的电磁吸力最强，吸引转子3使指针指向 “0”的位置。
当蓄电池放电电流流过黄铜片时，其周围产生磁场， 方向可用安培定则判定。与永久磁场合成一个磁场， 在合成磁场作用下，软铁转子向“＋”方向偏转一个 角度。
当交流发动机向蓄电池充电，电流及其磁场方向与放 电时恰好相反。
3）动磁式电流表
（1）结构组成
导电板2固定在绝缘底 板上，两端与接柱1和 3相连，中间夹有磁轭 6，与导电板2固装在 一起的针轴，指针5和 永磁转子4套装在针轴 上，称为磁钢指针。
显示装置
2、显示器件 目前在汽车上最常用的电子显示器件可分为两大类：
发光型
非发光型
发光型
显示器件
真空荧光管
VFD
等离子显示器件
发光二极管
PDP
LED
阴极射线管
电致发光显示器件 ELD
CRT
非发光型 显示器件
液晶显示器件 电致变色显示器件
LCD
ECD
如上所述都可以作为汽车电子显示器件使用。 应用广泛的是发光二极管和液晶两种。 既可做成数字式的，也可做成图形或指针式的。
电式燃油表
❖ 又称为双金属片燃油 表，它的传感器与电 磁式燃油表相同，结 构如图
❖ 当油箱无油时，传感 器浮子7在最低位置， 将可变电阻5全部接 入电路，加热线圈中 的电流最小。
5、水温表
❖ 水温表用来指示发动机冷却液工作温度。 ❖ 水温表的工作电路由水温表和水温表传感器两部
分组成 ❖ 水温表安装在组合仪表内，水温传感器安装在发
汽车常用仪表都是由传感器和指示仪表两部分组成。
按功能分
电流表
电压表
按结构分
冷却液温度表
燃油表
车速表
里程表
按原理分
指针式 电子显示式
电磁驱动式 电热驱动式 磁感应式 电子控制式
§5-2 电磁驱动式仪表
1、电流表 1）电流表的作用 指示蓄电池充放电情况； 指示发电机工作情况；
当电流表的指针指向“＋”侧时，表示蓄电池 充电；当电流表的指针指向“－”侧时，表示 蓄电池放电。
阴极射线管作为汽车电子仪表显示器件，体 积太大。尽管扁平型的阴极射线管已经实用 化，但仍嫌太长、太重，不便安装。另外， 阴极射线管还要采用10kv以上的高压，不仅 安全性差，而且对其它电子电器有很大的无 线电干扰。
5、电子燃油表
电子燃油表可以随时测量并显示汽车油箱内 的燃油情况，一般采用柱状或其它图形方式 来提醒驾驶员油箱内可用的剩余燃油量。如 下图所示 。
由于液晶显示器件为非发光型显示器件，所以只 有在光亮的环境中才能观察液晶显示器的内容，由 于在较暗的环境中难于观察液晶显示器的内容，因 此在汽车上所用的液晶显示器通常采用白炽灯作为 背景照明光源。
2）液晶显示的优点 液晶显示的优点很多，如：工作电压低（3V左右）， 功耗非常小；显示面积大、示值清晰，通过滤光镜可 显示不同颜色；电极图形设计灵活，设计成任意显示 图形的工艺都很简单。因此在汽车上得到广泛应用。
机油压力表和传感器的结构
❖ 电热式油压 表又称为双 金属片式机 油压力表， 机油压力表 及传感器的 结构和工作 原理如图
4、电磁式燃油表
功用：指示燃油 箱内储存的燃油 量
其工作原理是：打开点火开关，电流从蓄电池正极
→点火开关→燃油表接线柱10→左线圈1→接线柱 9→右线圈2搭铁→蓄电池负极。
接线柱8→可变电阻5→沿片6→搭铁—蓄电池负极。 电流通过左、右线圈时，产生电磁吸力并形成合 成磁场，于是转子就在合成磁场的作用下转动，使指 针指在某一刻度上。 当油箱无油时，浮子下沉，可变电阻被短路，此 时右线圈也被搭铁短路。左线圈在电源电压作用下， 通过电流达到最大值，产生的电磁吸力最强，吸引转 子使指针指在“0”位
当电压表电流接通，电源电压达到稳压管的 稳定电压时，合成磁场使转子带动指针偏转
3、机油压力表
❖ 汽车的燃油表、水温表和机油压力表，虽然测量的 参数不同，但均由指示表和传感器两部分组成。
❖ 指示表在结构上分为电热式和电磁式两种，传感器 分为电热式和可变电阻式两种。
❖ 指示表和传感器的配合类型如下：(1)电热式指示 表+电热式传感器(2)电磁式指示表+可变电阻式传 感器(3)电热式指示表+可变电阻式传感器
永磁转子可随指一同针 转动，故称为动磁式 电流表。
（2）工作原理
当没有电流通过电流表时，永磁转子4通过磁 轭6构成磁回路，使指针保持在中间“0”的位 置。当放电电流通过导电板2时，在它的周围 产生磁场，使浮装在导电板中心的磁钢指针向 “－”的方向偏转，指示出放电电流安培数。 电流越大，指针偏转角度越大，则指示安培数 也越大。当充电电流通过导电板2时，则指针 向“＋”的方向偏转，指示出充电电流安培数。
1、发光二极管（LED）
发光二极管是一种把电能转换 成光能的固态发光器件，实际 上也是一种晶体管,它是应用最 广泛的低压显示器件。其结构 如左图所示。
发光二极管一般都是用半导体材料，当在正、 负极引线间加上适当正向电压后，二极管导通， 半导体晶片便发光，通过透明或半透明的塑料 外壳显示出来。
发光的强度与通过管芯的电流成正比。外壳起 透镜作用，可利用它来改变发光型式和发光颜 色以适应不同的用途。当反向电压加到二极管 上，二极管截止，管芯无电流通过，不再发光。
发光二极管可通过透明的塑料壳发出红、绿、黄、 橙等不同颜色的光，以便需要时使用。
汽车电子仪表中常用发光二极管作为汽车仪表板 上的指示灯，数字符号段或不太复杂的图符显示。
发光二极管响应速度较快、工作稳定、可靠性高、 体积小、重量轻、耐振动、寿命长。
发光二极管组成的光条显示器
发光二极管组成的数码显示板
电磁式水温表一般配用热敏电阻式水温传感器， 而且不需要电源稳压器。其工作原理如下：当水温 低时，由于热敏电阻传感器的阻值大，因此线圈L2 中的电流小，而线圈L1中的电流大，磁场强，吸引 衔铁使指针指向低温；当水温高时，由于热敏电阻 传感器的阻值减小，流经线圈L2的电流增大，磁场 增强，吸引衔铁逐渐向高温方向偏转，使指针指向 高温。
动机气缸盖的冷却水套上。 ❖ 电热式水温表又称双金属片式水温表，电热式水
温表可与电热式水温传感器或热敏电阻式水温传 感器配套使用。
电热式水温表与电热式水温传感器的工作电路图
电磁式水温表的结构原理图
电磁式水温表内有两个互成一定角度的铁心。铁心 上分别绕有磁化线圈，其中磁化线圈L2与水温传感 器3串联，磁化线圈L1与水温传感器3并联，两个铁 心的下端有带指针的偏转衔铁，其等效电路如图7— 8所示。
发光二极管组成 的点阵显示板
2、液晶显示器件（LCD）
在两层做有镶嵌电极或交叉电极的玻璃板之间夹 一层液晶材料，当板上各点加有不同电场时，各 相应点上的液晶材料即随外加电场的大小而改变 晶体特殊分子结构，从而改变这些特殊分子光学 特性。利用这一原理制成的显示器件叫液晶显示 器件。
1）液晶显示
7、车速里程表
❖ 车速里程表是用来指示汽车行 驶速度和累计行驶里程数的仪 表，由车速表和里程表两部分 组成。