1.测量装置工作原理
现代汽车组合仪表采用的是紧凑的、可电子控制的比例式旋转磁场的转速表。目前做得很薄的驱动式步进电机指示精度仍然很高。由于使用步进技术,电子仪表组合能精确显示出测量参量,另外还能担当“智能”功能的角色,如与转速有关的发动机机油压力报警。在列阵显示器或周期显示器上可优先显示故障。电磁步进电动机是驱动元件,具有特殊的设计并以脉冲控制信号工作,执行旋转或线性步进运动。因此,电动机轴旋转完整一周将产生精确的参数增量、步进角度。
驱动系统采用电磁步进电动机具有以下特点:
(1)磁场力可控制,渐进式运动(较小的摩擦阻力)。
(2)采用开环控制电路(无位置监测器或反馈信号)可产生精确的运动。
(3)在低角速度和单步操作过程中可获得较大力矩。
(4)无刷电动机的设计能够建立驱动系统,使之具有较高的可靠性和较长的使用寿命。步进电动机只适合用作直接驱动元件(电动机的电枢直接驱动执行元件,无齿轮传动),在这些应用中,负荷波动和干扰因素应受到限制,否则会产生步进误差。基于此原因,在要求较高的应用中,将旋转步进电动机和螺纹轴集成在一起的数字线性执行器已经成为一种日益普及的线性电动机。在闭环控制系统中工作时,步进电动机的动态特性、位置精确性和稳定性能得到改进,但成本也随着开环控制系统的取消而增加。
因为仪表组合是各种车型的基本配置,并与所有的总线汇合在一起,所以它也成为汽车上不同总线间的桥梁,如发动机的CAN总线、车体的CAN总线和汽车的诊断总线。
2.发光原理
原来的仪表组合用白炽灯发光,由于快速的图像效应而不断使用透射技术,所以白炽灯被寿命长的发光二极管代替。发光二极管适用于报警信号灯、带刻度的背面照明、显示器和利用塑料发光体的指示器。
用InALGaP工艺制成的高效发光二极管,目前有黄色、橙色和红色等三种颜色。采用InGaN新工艺制成的绿色、蓝色和白色发光二极管可显著地提高发光效率。白光可以通过蓝色发光二极管芯片和橙色发光物质的组合得到。
指示灯和报警灯通过后面的彩色发光二极管亮起表示进入工作状态,由此可根据重要程度分别用红色、黄色、绿色或蓝色来显示这些图标。如图4所示。
为得到专门的造型,需采用以下新技术:
(1)冷阴极荧光灯
主要用于黑屏仪表上,仪表在不工作状态时呈现黑色。颜色可变的(如发射频率为25%)仪表组合盖板和高亮度、高电压的十分明亮的灯泡可以构成一幅绚丽的、有极好对比度的图像效应。用于汽车后照明的带颜色的液晶器件,由于它很低的发射率(约为6%),即使在白天照明时也可达到很好的对比度,所以也需要采用冷阴极荧光灯。
(2)电致发光薄膜
用交流电使薄膜产生均匀的光,它能组合成很多颜色并叠加在数字字盘的显示屏上。