Какое значение величины показывает каждый спидометр

Почему отличаются показания спидометра и GPS навигатора

Стрелка замерла напротив отметки в 90 км/ч, а находящийся здесь же в автомобиле GPS-навигатор показывает скорость на 3-4 км/ч меньше. Стоит поехать еще быстрее, как разница между показаниями спидометра и навигатором станет еще больше. Знакомая ситуация?

Почему спидометр врет
Принцип работы спидометра
Когда скорость занижается и завышается
Чем спидометр отличается от GPS

Почему спидометр «врет»

На самом деле в том, что показания спидометра и GPS не сходятся, нет ничего необычного. Спидометр, как и любой другой измерительный прибор, изначально имеет погрешность. И чем выше скорость движения, тем эта погрешность – разница между реальной и демонстрируемой водителю – будет больше. Мало того – неверные показания прописаны на законодательном уровне. Исправный прибор просто обязан завышать показания.

Величина допустимой погрешности может достигать 10%. Но о линейной зависимости в данном случае речь не идет. При скорости в 40-50 км/ч погрешность должна быть равна практически нулю. В этом легко убедиться, если тут же измерить её при помощи прибора GPS. Показания наверняка совпадут. Если разогнаться до 140-150 км/ч картина поменяется кардинальным образом. Значение, измеренное с помощью GPS, окажется на 10-12 км/ч ниже.

Принцип работы спидометра

Если капнуть еще глубже, то окажется, что GPS и спидометр определяют скорость с помощью принципиально разных инструментов. В автомобиле – при помощи специальных датчиков оборотов, которые в зависимости от типа привода могут быть установлены или на вторичном валу коробки переключения передач, или на оси привода переднего левого колеса. Привод, датчик, непосредственно сам спидометр: звеньев в цепи получается немало. Минимальная погрешность от каждого подобного звена в итоге складываются в «недостающие» пару-тройку километров в час.

Если машина не новая, то в изначально заложенную на уровне стандартов погрешность измерений добавляются множество других факторов. Каких? Например, колеса нештатного диаметра. Казалось бы, пара лишних сантиметров, но даже они способны исказить показания. Причем работать с погрешностью будет и автомобильный одометр. Меж тем прибор GPS, вне зависимости от того, какие колеса будут установлены на автомобиле, будет показывать скорость автомобиля со значительно меньшей погрешностью.

Когда скорость занижается и завышается

Для того, чтобы понять, почему из-за колес иного диаметра спидометр занижает или завышает скорость, достаточно вспомнить азы школьного курса физики. Датчик оборотов вала, частота вращения колеса, зависящая от диаметра колеса длина его окружности, погрешность измерений. Связать все воедино – посильная задача для любого десятиклассника. А правильный ответ следующий: при установке на автомобиль колес большего диаметра спидометр будет занижать скорость. Готовьтесь к штрафам! Кстати, не только не рекомендованные производителем колеса делают показания неверными. Достаточно снизить давление в шинах, чтобы погрешность измерений увеличилась на 2-3%.

От того, как давно был выпущен автомобиль или его стоимости, ситуация кардинально не меняется. Новомодные электронные спидометры также привирают. Принципиально электронные спидометры и одометры отличаются от механических только отсутствием механического индикатора. Инженеры заменили их на жидкокристаллические дисплеи, но сам принцип получения данных остался прежним. Конечно, современная электроника работает с меньшей погрешностью, но она в любом случае присутствует.

В некоторых случаях традиционный способ измерения показателей с помощью спидометра и одометра и вовсе дают абсолютно неверную картину происходящего. Наглядный тому пример – попытка выехать из снежного плена или поездка по раскисшей грязи. Колеса вращаются, датчики вращения посылают информацию спидометру и одометру, а те в свою очередь показывают водителю скорость и считают пройденный километраж. А что происходит в это время с автомобилем? Правильно! Он стоит точно на месте, безрезультативно буксуя колесами. Относительно любой неподвижной точки отсчета на поверхности земли его показатели равны нулю.

Чем спидометр отличается от GPS

Любой прибор GPS, в том числе и российская спутниковая система навигации ГЛОНАСС, работают иначе. Только постоянная оценка текущих координат автомобиля, после чего прибор в соответствии с заложенными в его программное обеспечение алгоритмами работы вычисляет скорость и пройденное расстояние. Практика показывает, что у современных приборов GPS погрешность измерений скорости на порядок меньше. К тому же они не связаны рамками законодательства в части обязательного занижения показаний скорости.

Впрочем, водители прекрасно знают, что даже работающая в глобальном масштабе система ГЛОНАСС, далеко не всегда ведет себя идеально. Недорогие приборы GPS тем более зависимы от множества факторов. Количество видимых спутников стало меньше – GPS стал работать с большей погрешностью. Или вовсе на время потерял сигнал. Тем не менее, в большинстве случаев погрешность измерения скорости и пройденного пути через GPS оказывается значительно меньше, чем у спидометра и одометра.

Научный форум dxdy

Последний раз редактировалось Ivan Gorelik 20.08.2009, 12:36, всего редактировалось 1 раз.

Вопрос: Какую физическую величину измеряет спидометр?
Может ли спидометр идеального релятивистского автомобиля показывать к примеру 10c , где с – скорость света?

Мой ответ: Спидометр идеального автомобиля измеряет собственную скорость. Предел собственной скорости есть бесконечность, а, следовательно, он может показывать и 10 скоростей света, то есть, 10с .

Парадокс: Слово «спидометр» происходит от английского слова «speedometer», прибор для измерения скорости (speed). Но в названии не уточняется, какой именно скорости: координатной, собственной, квантуемой, или аддитивной. По умолчанию, без расшифровки, мы воспринимаем скорость (speed, velocity), как координатную скорость . Но предел координатной скорости есть 299792458 м/с. А предел показаний спидометра – бесконечность. Здесь мы имеем не парадокс, а противоречие. Парадокс заключается в том, что большинство физиков, в том числе хорошо разбирающихся в релятивистской физике, не знают, что предел показаний спидометра идеального автомобиля равен бесконечности.

Объяснение: Колесо идеального релятивистского автомобиля копирует дорогу.
Точка колеса, соприкасающаяся с дорогой, покоится, не сокращается.
Если длина обода колеса равна с , и, если колесо делает десять оборотов за одну секунду (по часам, связанным со спидометром), то спидометр покажет скорость 10*299792458 м/с.

Спидометр движется вместе с автомобилем, а значит, течение времени в нем замедляется относительно дорожных часов.

Темп движения можно описать четырьмя видами скоростей:
Координатная скорость: $v_t$ – предел 299792458 м/с.
Собственная скорость: $v_\tau$ — предел бесконечность.
Квантуемая скорость: $v_q$ — предел $(\pi/2)299792458$ м/с.
Быстрота (или аддитивная скорость): $v_\psi$ — предел бесконечность.

Спидометр измеряет собственную скорость, предел которой бесконечность. Это, однако, не значит, что автомобиль может обогнать свет, т.к. собственная скорость света равна бесконечности.

Многим, по привычке хочется, чтобы спидометр показывал координатную скорость. Но это желание надо обосновать. Чем координатная скорость лучше трех остальных видов скорости? Координатная скорость входит в группу скоростей, значения которых совпадают при медленных нерелятивистских движениях, но все эти скорости отличаются друг от друга, как только мы переходим к релятивистским движениям.

Моё обоснование о том, что спидометр измеряет собственную скорость, см. выше.

Вот некоторые связи между видами скоростей:

Погрешность спидометра автомобиля

Спидометр — это устройство, которое служит для измерения скорости движения автомобиля. А значит, как и любой измерительный прибор, он может иметь погрешности, когда определяет скорость. Погрешность спидометра – это разница между реальной скоростью движения автомобиля и той, которую показывает спидометр. В целом спидометру поэтому гораздо сложнее быть точным, чем многим другим приборам. Ведь скорость движения обычно определяется по скорости вращения колеса, а эта скорость в свою очередь зависит от диаметра колеса, который является нестабильным параметром.

Стоит отметить, что показания датчика спидометра на автомобиле всегда немного завышены — на 5-10% от реальной скорости. Причем это не случайность, а заведомо предусмотренная неточность, которую производитель автомобиля внедряет, чтобы избежать возможных судебных исков со стороны водителей. Таким образом, при данных условиях водитель имеет определенный запас, который дает возможность соблюдать установленный лимит скорости на дороге. Однако же при скорости до 60 км/ч погрешность скорости практически отсутствует — так что это актуально для более высоких скоростей. Стоит помнить, что спидометр не может занижать значение скорости.

Что оказывает влияние на погрешность спидометра

Основной принцип работы современного спидометра заключается в том, что он получает данные с одного из валов трансмиссии. В зависимости от типа привода автомобиля спидометр может ориентироваться на вращение вторичного вала КПП (в случае заднего привода) или привода левого колеса (в случае переднего привода автомобиля).

Таким образом, для заднеприводного автомобиля важно, как передаточное число редуктора, шины и погрешность самого прибора. В переднеприводных автомобилях на показания спидометра влияют диаметр колес, закругленность дорожного полотна и погрешность самого прибора.

Но давайте разберемся в причинах погрешности спидометра уже имеющего хороший пробег автомобиля.

1. Состояние шин

Производитель спидометров ориентируется на использование новых шин, правильно накачанных и максимально допустимого размера для данной модели авто. Однако с течением времени диаметр шин уменьшается примерно на 2 см из-за их износа, что приводит к неточным показаниям скорости на приборе. Погрешность в этом случае может составлять от 2 до 5 км/час. Кроме того, при износе колеса его диаметр становится ниже, что приводит к увеличению числа оборотов колеса при проезде одного и того же расстояния.

Уровень давления в шинах также влияет на показания прибора.
2. Изменение размера колес

Если вы установили колеса с другим диаметром, это может изменить количество оборотов колеса и, соответственно, повлиять на показания спидометра. Чем больше диаметр колес, тем больше скорость машины. Если заменить 14-ый радиус колес на 15-ый, то данные спидометра изменятся в меньшую сторону ориентировочно на 2,5%. И наоборот — если сменить больший диаметр колес на диаметр меньше — спидометр начинает завышать реальную скорость.

3. Внесение изменений в редуктор или его замена. Или же замена коробки передач (там могут оказаться другие шестеренки и не будет согласованности со спидометром).

4. Технические неисправности

Если привод спидометра поврежден или изношен, это может привести к снижению точности показаний. Также ошибки в измерении скорости могут вызывать технические неполадки в электронной системе автомобиля или плохую связь между спидометром и другими компонентами.

Так что следует регулярно проверять состояние автомобильных шин и колес, так как изменение их размеров может привести к отклонениям в работе спидометра.

Очень важно в случае установки на ТС колес большего или меньшего размера проводить калибровку спидометра. Это нужно дабы исключить его погрешность, чтобы он работал точно. В данном случае необходимо оформлять свидетельство о тарировке спидометра. Об этом можно подробнее почитать и получить информацию здесь на сайте.

5. Вопросы и ответы
Какая погрешность спидометра автомобиля по ГОСТу?

Согласно требованиям ГОСТ Р 41.39-99 средняя погрешность показаний спидометра автомобиля не должна превышать истинную скорость движения более чем на 10%+6 км в час. Например, если спидометр показывает 90 км/ч, то реальная скорость автомобиля может быть от 81 до 99 км/ч. Это нештатное отклонение считается допустимым. Спидометр не может занижать показатель скорости

Может ли спидометр ошибаться?

Да, спидометр может ошибаться. Погрешность спидометра зависит от многих факторов, таких как износ шин, давление в шинах, температура окружающего воздуха, состояние дорожного покрытия и т.д. Поэтому рекомендуется периодически проверять показания спидометра с помощью других источников, таких как ГЛОНАСС или GPS

Можно ли ехать если отказал спидометр?

Если отказал спидометр, то ехать можно, но не рекомендуется в целях безопасности. Вы не сможете контролировать свою скорость и соблюдать правила дорожного движения, что может привести к авариям или можно получить штраф.

Какой прибор показывает правильную скорость автомобиля: навигатор или спидометр?

Случается так, что при поездках на машине скорость, которую показывает спидометр, и скорость на навигаторе либо видеорегистраторе отличаются друг от друга. С чем это связано и какому прибору всё-таки стоит верить?

По мнению пользователя портала iXBT.com, основным прибором, на который в плане скорости опирается водитель, должен быть спидометр. Если же установить ещё и другие устройства, то они, скорее всего, будут расположены неудобно и будут отвлекать.

При этом показания на спидометре и таких приборах, как навигатор или видеорегистратор, могут расходиться даже на низкой скорости. В действительности же каждый спидометр показывает не совсем верную скорость. Причём «привирает» он в сторону её увеличения. Объясняется это особенностью создания автомобиля на заводе. Кроме того, всё это зафиксировано в международных требованиях — в ЕЭК ООН №39 (в РФ — ГОСТ 12936-2017).

Спидометр показывает вам скорость, которая снята с датчиков, установленных на оси ведущего колеса либо вала коробки. Также может исказить показания установленная нештатная резина. При этом видеорегистраторы и навигаторы определяют скорость совсем по-другому. Поскольку работают они на GPS или ГЛОНАСС, то скорость определяется по спутникам и их количеству. Но всё же нельзя сказать, что показатели скорости, полученные при помощи систем навигации, — идеально точные. Всё же при этом лучше опираться на скорость с навигатора. Объясняет это автор статьи тем, что этот прибор показывает скорость, которая снята по спутникам, и не ограничен в своих возможностях, как спидометр.