Каким прибором измеряется скорость

Каким прибором измеряется скорость

  • Стрелочный — наиболее распространён; скорость указывает вращающаяся вокруг оси стрелка;

  • Ленточный — использовался на ГАЗ-24 до начала 1975 года, многих американских и некоторых европейских и японских моделях; скорость показывает лента, проходящая мимо делений на неподвижной шкале;

  • Барабанный — использовался на многих довоенных автомобилях, некоторых американских автомобилях шестидесятых, а также — относительно современных моделях «Ситроена»; деления нанесены на вращающийся барабанчик и при его вращении появляются в окошке, отображая текущую скорость;

Цифровые

Индикатор цифрового спидометра представляет собой жидкокристаллический или аналогичный дисплей, отображающий скорость в виде цифр;

В последнем случае основной проблемой является задержка показаний: в отсутствие задержки отображения значения скорости или слишком малой задержки водитель не способен корректно воспринимать постоянно «скачущие» перед глазами цифры; при введении существенной задержки же, индикатор начинает некорректно отображать данные о скорости в данный момент времени при разгоне и торможении из-за запаздывания.

В силу этого, аналоговые индикаторы всё ещё очень широко используются, а цифровые получили распространение на относительно небольшом числе моделей; всплеск их популярности произошёл в США в конце семидесятых — восьмидесятых годах, откуда эта мода передалась японским производителям, но впоследствии на большинстве моделей их сменили традиционные стрелочные спидометры.

Часто спидометр совмещают в одном корпусе со счётчиком пройденного расстояния — одометром.

Измеритель скорости. Виды и работа. Применение и особенности

Измеритель скорости является востребованным прибором, который используется для различных целей. Он измеряет скорость движения объектов и веществ в километрах в час или метрах в секунду.

Виды измерителей скорости

Измеритель скорости очень точное оборудование, которое используется практически повсеместно в различных отраслях промышленности и бытовой жизни. Его конструкция многократно модернизировалась под определенные цели.

Существуют следующие разновидности измерителей скорости:
  • Спидометр.
  • Радар.
  • Анемометр.
  • Хронограф.
  • Измеритель газового потока.
  • Скоростемер для воды.
Спидометр

Спидометр – это прибор для измерения скорости колесных транспортных средств. Он устанавливается на панель приборов автомобилей, сельхозтехники, спецтехники и поездов. Он бывает механическим, электронным и электромеханическим.

Механическое устройство оснащается тросом, который выполняет роль привода. Трос подсоединяется к коробке передач или напрямую к оси колеса. Один его оборот соответствует обороту колеса и соответственно прохождению определенной дистанции. Специальный механизм с шестеренками оперативно проводит расчет соответствия пройденной дистанции за определенный промежуток времени к скорости в километрах в час. Подобное оборудование оснащается цифровой шкалой и стрелкой, которая указывает на достигнутую скорость. Механические спидометры используются и сейчас. Их главный недостаток заключается в периодическом износе троса, который необходимо менять. Помимо текущего показания скорости механические модели имеют встроенный в корпусе циферблат, показывающий пробег транспорта с момента начала его эксплуатации.

Электронные спидометры оснащаются датчиками, передающими информацию в электронном виде на циферблат на панели приборов. Она отображается как светящиеся цифры. Отсутствие стрелок позволяет проводить более комфортную визуальную оценку показателей скорости движения.

Электромеханические спидометры являются гибридом двух типов. В них снятие показателей осуществляется электрическим датчиком, но вывод данных о развиваемом темпе движения проводится с помощью стрелки.

Радар

Радар – это прибор предназначенный для измерения скорости движущегося объекта без физического контакта с ним. Обычно такое оборудование применяется правоохранительными органами, а также спортивными судьями. Принцип действия прибора заключается в том, что он создает радиосигнал, который направляется на движущийся объект. После при достижении волны к автомобилю или другому объекту, волна отражается и возвращается на чувствительный элемент устройства. По характеристикам отражаемой волны прибор вычисляет скорость, с которой двигался объект. Существует также устройство, где вместо радиосигнала направляется луч лазера. Выдаваемая на циферблате скорость выражается в километрах за час.

Данное оборудование является не идеальным и дает небольшую погрешность, которая указывается производителем. Радары отличаются между собой не только по классу точности, но и дистанции измерения. Все зависит от мощности излучателя и чувствительного элемента, который принимает отраженные сигналы.

Современные радары существенно отличаются от первых устройств этого класса. Дело в том, что в связи с наличием штрафов за превышение скорости, для защиты от подобных неприятностей началось производство так называемых антирадаров. Данные оборудования позволяют глушить радиосигналы и сбивать показатели, которые выдает радар. В связи с этим полицейские измерители скорости начали оснащаться системой шифрования с особой технологией отправки импульсов и их восприятия. Нельзя сказать, что это дает стопроцентную гарантию от погрешности, но по крайней мере позволяет игнорировать глушение от большинства приборов подавляющих сигналы.

Анемометр

Анемометр – это измеритель скорости передвижения воздушных и газовых потоков. Принцип его действия заключается в наличии лопастей подобных тем, что используются в вентиляторах или в авиации. При прохождении ветра сквозь диффузор анемометра лопасти начинают проворачиваться. Специальный механизм измеряет частоту вращения и определяет скорость движения потока в километрах в час или метрах в секунду. Такое оборудование обычно используется метеорологами для расчетов изменения погоды. По характеристикам движения ветра определяется через сколько времени циклон достигнет определенной местности.

В бытовой жизни анемометры нашли свое применение в авиации. Они устанавливаются на аэродромах для определения параметров силы ветра с целью корректировки диспетчерами пилотов при посадке самолетов. Анемометрами пользуются военные снайперы для корректировки направления полета пули. С помощью специальных таблиц определяется угол сноса пули ветром при полете. Чем слабее воздушный поток, тем по более ровной траектории нужно выпускать пулю. Данный показатель является важным при стрельбе на длинные дистанции.

Анемометры используются в вентиляционных системах. С их помощью проводится регулировка вентиляторов для точной настройки вентилирования без создания сквозняков. Вывод показателей скорости осуществляется с помощью стрелки как в обычных спидометрах для автомобиля или на циферблат, если прибор является электронным или электромеханическим.

Подобное оборудование не всегда имеет механический привод. Существуют также анемометры с теплочувствительным элементом, который начинает деформироваться при остывании. При движении воздушного потока чувствительный элемент обдувается, и его температура снижается. При этом оборудованием проводятся сложные расчеты, в результате которых выводятся точные показатели скорости ветра с поправкой на температуру самого воздуха. Одними из последних изобретений стали ультразвуковые анемометры, которые анализируют растворение звука посылаемого против движения воздушных масс.

Хронограф

Хронограф – это универсальное оборудование, которое используется для различных целей. Одним из способов его применения является измерение скорости движения пули выпущенной из пневматического или огнестрельного оружия. Главные особенности таких устройств в том, что они дают точные показатели скорости движения мелких объектов. Такой измеритель скорости даст возможность снять показатели о характеристиках движения стрелы выпущенной из лука, болта из арбалета или камушка из рогатки.

Хронограф снимает характеристики о полете пули или другого мелкого объекта в метрах за секунду. Также отдельные модели могут иметь возможность переключения показателей на километры в час. Хронографы имеют сложную конструкцию и являются очень чувствительными. Те приборы, которые применяются для измерения скорости движения пуль и прочих боеприпасов выполняются в двух вариантах – дульном и рамочном.

Читайте также  Почему болгарка называется болгаркой

Дульный хронограф устанавливается на дуло пневматического или огнестрельного оружия. С его помощью удастся определить начальную скорость вылета пули. По этому показателю можно судить о мощности оружия и его пробиваемой силе на определенном расстоянии. Чтобы подключить хронограф к дулу оружия требуется наличие специального переходника. Для разных типов оружия переходник отличается, но сам измеритель скорости пули может использоваться практически всегда. Хронографы, которые применяются для пневматического оружия, имеют диапазон измерения до 350-400 м/с. Оборудование для огнестрельного оружия имеют значительно больший диапазон чувствительности.

Рамочный хронограф является более универсальным. Он выполнен в виде рамки, в которую нужно прицелиться, чтобы пуля пролетела между стенками. С помощью такого хронографа можно измерить скорость движения практически любого мелкого объекта. Это может быть стрела и даже брошенный рукою камень. Подобное оборудование более габаритное, но благодаря универсальности пользуется большой популярностью.

Измеритель скорости газового потока

Также существуют измерители скорости для газовых и воздушных потоков, которые двигаются внутри труб. Данные устройства фиксируются на трубопроводах и оснащаются крыльчаткой, которая проворачивается при контакте со средой. Подобное оборудование имеет много общего со счетчиками газа, но в отличие от них оно показывает не какой объем был пропущен всего, а позволяет рассчитать, сколько газа при такой интенсивности перекачки можно провести за определенный промежуток времени. Подобное оборудование выдает показатели не только в метрах за секунду, но и в объеме. Это могут быть литры или кубические метры.

Интенсивность давления на крыльчатку в различных газах отличается. В связи с этим оборудование калибруется производителем под среду, с которой будет работать. Таким образом, если измеритель скорости рассчитан для природного газа, он не будет давать точные показатели в случае работы с углекислотой. Помимо оборудования для веществ в жидком состоянии, существуют и измерители для газообразной среды, такой как воздух и даже пар.

Скоростемер для воды

Измеритель скорости воды имеет подобную конструкцию, что и для газовой среды. Его используют в исключительных случаях, когда нужно узнать скорость движения водяного потока, а не объем прокачки. Данный показатель является важным при тестировании оборудования для пожаротушения, водяных пушек и в прочих целях. Такой скоростемер представляет собой вытянутую трубку, которая подсоединяется к гибкому шлангу или трубопроводу. Кроме устройств с вращающейся крыльчаткой, снятие показателей может осуществляться лазером или ультразвуковыми волнами.

Зачем измеряют скорость воздуха

Для систем вентиляции и кондиционирования одним из важнейших факторов является состояние подаваемого воздуха. То есть, его характеристики.

К основным параметрам воздушного потока относятся:

  • температура воздуха;
  • влажность воздуха;
  • расход количества воздуха;
  • скорость потока;
  • давление в воздуховоде;
  • другие факторы (загрязненность, запыленность…).

В СНиПах и ГОСТах описаны нормированные показатели для каждого из параметров. В зависимости от проекта величина этих показателей может изменятся в рамках допустимых норм.

Скорость в воздуховоде строго не регламентируется нормативными документами, но в справочниках проектировщиков можно найти рекомендуемые значение этого параметра. Узнать как рассчитать скорость в воздуховоде, и ознакомится с ее допустимыми значениями можно прочитав данную статью.

Например, для гражданских зданий рекомендуемая скорость движения воздуха по магистральным каналам вентиляции лежит в пределах 5-6 м/с. Правильно выполненный аэродинамический расчет решит задачу подачи воздуха с необходимой скоростью.

Но для того чтобы постоянно соблюдать этот режим скорости, нужно время от времени контролировать скорость перемещения воздуха. Почему? Через некоторое время воздуховоды, каналы вентиляции загрязняются, оборудование может давать сбои, соединения воздуховодов разгерметизируются. Так же, измерения необходимо проводить при плановых проверках, чистках, ремонтах, в общем, при обслуживании вентиляции. Помимо этого, измеряют также скорость движения дымовых газов и др.

Приборная, истинная, путевая скорости на доступном языке

Возможно вы удивитесь, но в авиации все совсем не так как в автомобилестроении. У вас в машине один спидометр который показывает скорость вашего движения. Все просто, чем быстрее вращается колесо, тем выше скорость, у нее всегда одно значение скорость относительно земли.

Но вот какая история, у самолета все иначе, скоростей здесь гораздо больше.

Приборная скорость (Indicated Airspeed)

То что показывает «спидометр» пилота называется приборная скорость или приборная воздушная скорость.

Дело в том, что для измерения скорости движения самолета используется Приемник воздушного давления, то есть скорость измеряется относительно потока воздуха в котором движется самолет с допущением. что за бортом так называемые «нормальные условия» (давление 760 мм ст, температура +15 и влажность 0%). Но они ведь не всегда такие, правда?

Истинная скорость (True Airspeed)

Идем дальше и обнаруживаем истинную воздушную скорость. Это скорость с учетом поправок. Учитывается инструментальная поправка (ведь прибор сам по себе может давать погрешность) аэродинамическая, волновая (возникновение скачков уплотнения на сверхзвуковых и близких к ним скоростях) и методическая.

На высоте уровня моря обе скорости совпадают, а вот с увеличением высоты полета истинная скорость начинает расти и на высоте 12 км истинная может быть в 2 раза выше приборной скорости.

Есть несколько типов указателей скорости (авиационный спидометр): показывающей приборную скорость, показывающий истинную скорость, показывающий приборную скорость и число М и т. д.. В общем, исходя из типа самолета приборы могут быть разными.

Указатель скорости самолета DC-10

Эквивалентная скорость (Equivalent Airspeed)

Скорость применяемая для расчетов инженерами, она учитывает сжимаемость воздуха. Прибора показывающего ее нет.

Скорости выше «воздушные». А вот и:

Путевая скорость (Ground Speed)

Это скорость самолета относительно земли, а не воздуха. В современном мире она измеряется с помощью GPS. Суть в том, что, например, при встречном ветре скорость самолета относительно земли будет меньше, чем при попутном, а относительно воздуха не изменится. Поэтому зная скорость относительно воздуха и скорость ветра можно вычислить свою путевую скорость.

Вертикальная скорость

Это скорость набора высоты или снижения.

Число Маха

Фактически скорость относительно скорости звука

В принципе для пилота самой важной является приборная скорость, она влияет на динамику полета, число М важно для понимания не превысил ли пилот допустимое значения. Истинная и путевая скорости важнее для навигации, эквивалентная для расчетов.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Как работают приборы , измеряющие скорость автомобиля

Житель Барнаула Владимир рассказал корреспондентам о том , что дважды за одну неделю его остановил один и тот же экипаж ГИБДД. Оба раза ему предъявили нарушение скоростного режима на основании показаний так называемого «ручного радара». Владимир не был согласен с данными , и в связи с этим у него возникло несколько вопросов относительно работы радаров на дорогах. Эти вопросы мы задали генеральному директору компании «Алтайагроприбор», которая занимается обслуживанием радаров , Александру Бернгардту.

Какие радары есть в крае

— В Алтайском крае сотрудники ГИБДД используют два вида приборов для измерения скорости автомобилей. Это радар «Искра-1». Он выглядит как пистолет , его держит в руках инспектор и для измерения скорости направляет на интересующий объект. В течение 10 минут радар показывает данные о скорости движения машины. Этого достаточно , чтобы автомобиль остановился и водитель увидел указанную скорость. Затем она стирается. Однако в новых моделях таких радаров памяти достаточно , чтобы хранить все показания скорости нарушителей. Дальность — до 300 м.

Читайте также  Паяльная лампа бензиновая

Второй вид приборов , такой как «Визир 2М» не только фиксирует скорость автомобиля , который едет с превышением скоростного режима , но и фотографирует его и снимает на видео , когда впереди движется автомобиль со скоростью , выше заданной. На фотографии видны автомобиль и его госномер. Такой фотографии , даже сделанной в автоматиче-ском режиме , достаточно для штрафа. Дальность — до 800 м.

Еще один прибор — «Арена». Этот чаще всего крепят на треногу и выставляют на обочине дороги. Инспекторы в это время стоят на некотором расстоянии , а прибор передает им данные о скорости. Видеоданные сохраняются на жесткий диск аппарата и хранятся постоянно.

Сертификат точности

— Поверка радара проходит один раз в один-два года в зависимости от модели и технических характеристик. Эта норма закреплена в техническом регламенте. После каждой поверки на радар выписывается специальное свидетельство , где указаны срок действия поверки , а также владелец прибора и его заводской номер. Если в документе указано 15 мая 2010 года , а сегодня 16 мая , данные радара будут недействительны. Свидетельство о поверке вправе потребовать у инспектора ДПС каждый водитель.

Теоретически можно и оспорить показания прибора. Но к нам крайне редко поступают запросы о том или ином приборе. Чаще всего показания все-таки верные.
У водителей возникает вопрос , как доказать , что это скорость именного их автомобилей , а не движущихся рядом или по встречной полосе. Для радаров с видео- и фотофиксацией такой проблемы вообще не существует — они все наглядно показывают. Что касается приборов «Искра», то здесь действительно может быть разногласие. Например , если рядом движутся грузовой и легковой автомобиль, то радар зафиксирует скорость грузового , поскольку его размеры больше.

У каждого радара есть погрешность в 1−2 км/ч. Более того , штраф положен только в том случае , если скорость превышена на 10 и более километров в час. Кроме того , на показания радара влияют помехи от высоковольтных линий электропередач , погодные условия.

И чтобы еще точнее определить , чья скорость на радаре , необходимо обратить внимание на время , когда зафиксирована скорость. Если это больше чем минута назад , то нетрудно посчитать , на каком расстоянии от инспектора был автомобиль , ехавший именно с такой скоростью.

Об «антирадарах»

— Устройства , которое бы защищало от радарной волны и делало бы автомобиль «невидимым», не существует. Есть только индикаторы — специальные приемники , которые оповещают о том , что в радиусе 1,5 км есть радар. Правда , такой прибор эффективен только на трассе. В городе слишком много помех , поэтому он сигнализирует о радиоизлучении постоянно. Чем уже диапазон частот, воспринимаемых индикатором , тем он дороже и точнее.

Что касается компакт-дисков , якобы защищающих от лучей радара, — это миф. Он пришел к нам из-за границы , где дальнобойщи вешали на зеркало диск , чтобы он отражал вспышку камеры , и лицо водителя невозможно было разглядеть.

Справка

Как действует радар. Принцип работы измерителя скорости основан на эффекте Доплера. Прибор измеряет изменение частоты сигнала , отраженного от объекта. По изменению частоты вычисляется радиальная составляющая скорости объекта ( проекция скорости на прямую , проходящую через объект и радар). Доплеровские радары широко применяются в самых разных областях: для определения скорости летательных аппаратов , кораблей , автомобилей , гидрометеоров ( например , облаков), морских и речных течений , а также других объектов.

На службе науки: от далекой планеты до клетки крови

Чуть позже теория Доплера была распространена и на свет, и на электромагнитное излучение в целом. Универсальность эффекта позволила найти ему применение в самых различных сферах. К примеру, он оказался совершенно незаменимым инструментом в космических исследованиях. Было установлено, что эффект Доплера влияет на картину спектра звезд, по которому можно определить, удаляется звезда или, наоборот, приближается. Так эффект Доплера помог понять, что Вселенная расширяется – звезды разбегаются друг от друга.

С помощью эффекта Доплера были определены экзопланеты, которые невозможно увидеть ни одним современным телескопом. Измеряя спектры излучения некоторых звезд, астрономы сделали вывод, что причиной различных колебаний звезды может стать планета, вращающаяся вокруг нее. При помощи метода Доплера удалось открыть уже порядка 500 далеких планет.

Эффект Доплера помогает делать открытия не только астрономам, но и медикам. Это физическое явление легло в основу множества приборов ультразвуковой диагностики. Методика, использующая УЗИ с эффектом Доплера, называется доплерографией. Ее сутью является то, что движущиеся объекты отражают ультразвуковые волны с измененной частотой. К примеру, можно узнать, с какой скоростью кровь бежит по жилам пациента.

Но, пожалуй, самое широкое распространение эффект Доплера получил в радиолокации. Доплеровский радар посылает короткий, высокой интенсивности, пакет высокочастотных радиоволн. После этого радар слушает эхо и измеряет время его возврата, а также его доплеровский сдвиг. Такие радары позволяют определять скорости автомобилей и летательных аппаратов, судов, течений водных потоков.

Что представляет собой устройство?

Автомобильный спидометр предназначен для измерения мгновенной скорости движения автомобиля. Данные цифровой спидометр отображает в километрах или милях в час (последняя единица измерения применима в Америке). Скорость транспортного средства устанавливает цифровой или аналоговый (механический) прибор. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки при детальном сравнении.

Американский спидометр

Если автомобиль заднеприводный, спидометр будет контролировать вращение вторичного вала коробки, и, отталкиваясь от этого показателя, будет рассчитывать данные. Мгновенная скорость движения будет зависимой величиной от размера колёс, отклонения прибора и передаточного числа редуктора заднего моста. Следовательно, даже современный спидометр показывает число с некоторой погрешностью.

Если транспортное средство переднеприводное, интенсивность движения измеряется при помощи привода левого колеса. Погрешность результатов измерения будет изменяться, потому что к данным прибавляется эффект от закругления на дорогах. Приборы при повороте налево отразят меньшее значения, направо – большее. Стрелка спидометра отразит среднее значение (минимальная погрешность) у полноприводных машин.

Какую скорость измеряет спидометр автомобиля? Среднюю скорость движения, с минимумом погрешностей. Всё зависит от типа трансмиссии, состояния деталей авто, а также скорости движения.

Используем часы

Больше доверия вызывают при этом аппаратные методики измерения уровня кислорода в крови человека. Так, например, оценив потенциальную пользу такой манипуляции, сегодня многие производители фитнес-браслетов и умных часов начали включать такую опцию в свои девайсы.

Как отмечают различные источники, в 2020 году практически все крупные производители таких гаджетов добавили функцию измерения SPO2 (измерения уровня насыщения крови кислородом). Принцип действия основываются на следующем. Кислород в крови связывается с гемоглобином. Происходит это при прохождении крови через легкие — чем больше насыщен гемоглобин кровью, тем она становится более яркой. Именно на этой цветовой яркости и базируется работа пульсоксиметра в часах и браслетах. В них установлен специальный датчик, который включает в себя светоизлучающие диоды и детектор света, расположенные с разных сторон. Свет от датчика поглощается кровью и тканями, а фотодектор улавливает силу световой волны, которая смогла пройти. На основании того, сколько света было поглощено, рассчитывается и сатурация.

Читайте также  Дремель своими руками

Как проводят измерения

Измерения скорости воздуха можно проводить в воздуховодах, на выходе из воздуховодов, в вентиляционных решетках или диффузорах.

Когда измерение скорости проводят непосредственно в воздуховоде, то место измерения должно находится после прохождения потока через фильтры. На воздуховоде следует найти специальное отверстие, которое предназначено для контрольно-измерительных операций (такие отверстия часто закрывают питометражной заглушкой). Также можно использовать очистной лючок.

[important] Следует помнить , что отверстие для контрольно-измерительных операций должно находится на прямом участке воздуховода. Его длинна не менее 5 диаметров воздуховода [/important]

При произведении замеров трубкой Пито, ее вставляют в воздуховод, направляя против потока воздуха.