第五章仪表、照明及信号系统
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《汽车电器与电子控制技术》 第五章 仪表、照明及信号系统
天津科技大学 机械工程学院汽车系 谈炳发
2015/8/22 天津科技大学 谈炳发 1
• 我们学过了哪些电器设备？ 蓄电池 汽车电源系统 发电机 起动机 驱动发动机使其起动 点火系统 点燃汽油发动机气缸内的混合气
2015/8/22
天津科技大学 谈炳发
二、电流表
起动机工作时蓄电 池的放电电流高达 数百安培，而电流 表的量程只有 ±20A，为什么？
起动机工作时蓄电池 的大电流不流经电流 表，而由起动电缆直 接进入起动机。
天津科技大学 谈炳发
2015/8/22
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三、机油压力表
1.组成
机油压力表由 拧装在发动机主油道 上或粗滤器壳上的油 压传感器和仪表板上 的油压指示表两部分 组成。指示发动机润 滑油压力大小。
指示燃油箱中所储存的燃油量，由装在 油箱中的油量传感器和仪表板上的燃油指示 表组成。 通常有电磁式和电热式两种。传感器为 可变电阻式。
电磁式燃油表
电热式燃油表
2015/8/22
天津科技大学 谈炳发
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五、燃油表
1.电磁式燃油表
电路接通，左、右线圈产生合 磁场，指针指示一定数值。 当油箱无油时，浮子下沉，右 线圈短路，左线圈磁场使指针指向 “0”位置。 当油位增加时，浮子上浮，可 变电阻值增加，左右线圈产生合磁 场，指针向右偏转，指示油量。 当油箱满时，右线圈磁场最强， 指针指向“1”
电流表 的“+” 接发电 机和负 载
电流表 的“-” 接蓄电 池
2015/8/22
天津科技大学 谈炳发
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二、电流表
1.电磁式电流表 2）工作原理
点火开关OFF， 无电流通过电流表 时，软钢转子在永 久磁铁的作用下， 指针居中，示值零。
2015/8/22
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二、电流表
1.电磁式电流表
一、仪表系统的组成、要求及分类
3.分类 (1)按结构形式分 独立式仪表 组合式仪表 机电式模拟仪表 (2)按工作原理分
模拟电路电子式仪表
数字式仪表
2015/8/22
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一、仪表系统的组成、要求及分类
独立式仪表: 就是将各独立的仪表 固定安装在同一块金属板 上。 组合式仪表: 就是将各仪表封装在 一个壳体内,结构紧凑,美 观。
2 1
33
四、水温表
2.电磁式水温表 2）工作原理
水温低，热敏电阻值大， 线圈2 中电流减小，磁场减 弱，合磁场决定于线圈1， 指针指向低温。 当水温升高时，热敏电 阻值减小，线圈2 磁场增强， 合磁场决定于线圈2 ，转子 带动指针转动指向高温。
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2 1
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五、燃油表
2）工作原理
当蓄电池放电时，软钢转子在合成磁场的作用下， 指针偏向“-”，偏转角度随电流增大而增加。 - 20
0
+ 20
电流产生的环形磁场
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二、电流表
1.电磁式电流表
2）工作原理
当蓄电池充电时，电流方向相反，合成磁场的偏转 方向也相反，指针指向“+”。 - 20
二、电流表
电流表又称安培表，以双向工作方式串 接在发电机充电电路中，用于表示蓄电池充 电或放电的电流值，指示电源工作是否正常。 蓄电池放电指针指向“-”，充电指针指 向“+”。 根据结构形式分为： 电磁式 动磁式
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二、电流表
1.电磁式电流表 1） 结构
国产EC-02型
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雪佛兰
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一、仪表系统的组成、要求及分类
数字式仪表:
就是由ECU采集传感器的信号，将模拟量 转换为数字量，经分析处理后控制显示装置的 仪表。
Chrysler 数字仪表板
2015/8/22 天津科技大学 谈炳发 10
一、仪表系统的组成、要求及分类
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二、电流表
2.动磁式电流表
2）工作原理
没有电流 时，永久磁铁转子 通过磁轭构成磁回路，指针保持 在中间“0”位置。 蓄电池放电时，流过导电板 的电流产生磁场，指针偏向“-”。 蓄电池充电时，流过导电板 的电流方向改变，产生的磁场使 指针偏向“+”。
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指示电源 电流表 电压表、充电指示灯 系统工作 机油压力表---机油压力传感器 指示发动机 情况，发 润滑系统的 电机是否 水温表---冷却液温度传感器 工作情况 正常发电。 燃油表---油量传感器 指示发动机 车速里程表 冷却系统工 指示燃油箱 作情况 发动机转速表 内的储油量 显示汽车的实 时车速和累计 显示发动机的 行驶里程 天津科技大学 实时转速 谈炳发 2015/8/22 11 各种仪表的作用
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第五章 仪表、照明及信号系统
第一节 仪表系统 第二节 照明系统 第三节 指示灯系统 第四节 电喇叭
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第一节 仪表系统
一、仪表系统的组 成及要求 二、电流表 三、机油压力表 四、水温表 五、燃油表 六、车速里程表 七、发动机转速表
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三、机油压力表
2.分类
按工作原理可分为： 双金属片式、电磁式、 动磁式三种 双金属片式---与双金属 片电热脉冲式传感器配 套 电磁式、动磁式与可变 电阻式传感器配套
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三、机油压力表
3.结构 （双金属片式）
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四、水温表
水温表用于指示发动机水套中冷却液的工 作温度，由安装在仪表板上的温度表和安装在 发动机气缸水套上的冷却液温度传感器组成。 水温表可分为电热式和电磁式两种。 冷却液温度传感器有双金属片式和热敏电 阻式两种。
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三、机油压力表
4.工作原理
3）油压增大时， 膜片2变形大，触点闭 合时间长，分开时间 相对较短，电路中的 有效电流大，双金属 片11受热变形大，指 针偏转角大，指示油 压高。
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三、机油压力表
结论
触点容易分开--闭合时间短，电路中的有效电流小， 表中双金属片受热变形小，指针偏转角小； 触点不易分开，闭合时间长，电路中的有效电流大， 表中双金属片受热变形大，指针偏转角大。
六、车速里程表
指示汽车行驶速度和累 计行驶总里程数，由车速表 和里程表组成。一般为磁感 应式仪表。
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六、车速里程表
电子车速里程表
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七、发动机转速表
有机械式和电子式。 电子转速表指示平稳、结构简单、安装方便， 广泛应用。
一、仪表系统的组成、要求及分类
1.组成 电流表 电压表、充电指示灯 机油压力表---机油压力传感器 水温表---冷却液温度传感器 燃油表---油量传感器 车速里程表 发动机转速表
2.一般要求
结构简单，工作可靠，显示 正确清晰，受电源电压、环境温 度影响小，抗震、耐冲击。
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电子式转速表一般从发动机点火系统采集转 速信号。 主要有： 电容放电式电子转速表 单稳态多谐振荡式转速表 感应式电子转速表
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七、发动机转速表
1.电容放电式电子转速表
发动机工作时，分电器触点的开闭次数与发动机转速成正 比，触点开闭产生断续电流，经积分电路R1、R2、C1整形 送至晶体管VT，对C2进行充放电，放电电流通过电流表 PA，指示电流的平均值。
4. 同时用充电指示灯指示蓄电池的充、放电情况。
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为什么现代车 辆用电压表和 充电指示灯？
第二节 照明系统
一、概述
二、前照灯
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四、水温表
1.电热式水温表
电热式水温表和双金属片式冷却液温度传感器
1）结构
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四、水温表
1.电热式水温表 2）工作原理
电路接通且冷却液 温度低，双金属片2主 要由线圈加热产生变 形，使触点分开，此 时触点容易闭合，断 开时间短，金属片7受 热变形大，指针偏转 角大，指示水温低。
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四、水温表
1.电热式水温表 2）工作原理
水温升高时，金属 片2 使触点断开的 加热时间变短，电 路中电流有效值小， 金属片7受热变形小， 指针偏转角小，指 示水温高。
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四、水温表
2.电磁式水温表
配有热敏电阻传感器， 它具有负温度系数。
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参考书目
1 .赵福堂编著.汽车电器与电子设备.北京理工 大学，2005，P195~P219 2 .（美）B.霍莱姆比克 著.汽车电气与电子系 统.机械工业出版社，1998，P142~P150， P285~P335 书面作业 教材P138：5-1，5-2
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触点闭 合，C2 充电 触点分开 C2向电流 表PA放电
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充电 回路
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七、发动机转速表
2.单稳态多谐振荡式转速表
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七、发动机转速表
3.感应式电子转速表
当分电器触点开闭时， 在W1中产生脉动电流信 号，同时在W2中感应出 脉动电压信号，当A端电 位正时，VT导通，电流 表PA中有电流通过，指 示转速。
0
+ 20
电流产生的环形磁场
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二、电流表
1.电磁式电流表
2）工作原理
放 电- 20 无电流
0
充 电 + 20
电流产生的环形磁场
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二、电流表
2.动磁式电流表
1）结构 带有指针的转子 是永久磁铁。
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复习与回顾
第一节 仪表系统
仪表系统的组成、工作原理 电磁式，动磁式 电流表 参考答案 机油压力表 双金属片式、电磁式，动磁式 1.传统方法是采用电流表或充电指示灯指示电源系充、 电热式，电磁式 放电情况，它不能准确地指示出电源电压。 水温表 2.实际使用中，常因发电机电压失调，发生蓄电池过充 燃油表 电热式，电磁式 电和用电器承受过电压而损坏的现象。 3. 因此用电压表指示电源电压比用电流表指示充、放电 车速里程表 磁感应式，电子式 电流更为重要，所以现代车辆装用电压表已成为汽车电 发动机转速表 电子式：电容放电式、振荡式、磁感 应式 系的必须。
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三、机油压力表
4.工作原理
（双金属片式） 1)仪表电路不通时，指 针在双金属片的作用下 保持在“0”位置。 电路接通时，金属片3上 的触点交替开闭，双金 属片11在线圈加热下变 形，带动指针偏转。
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三、机油压力表
4.工作原理
2）油压低时，膜 片2变形小，触点闭 合时间短，分开时 间相对较长，电路 中的有效电流小， 双金属片11受热变 形小，指针偏转角 小，指示油压低。
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一、仪表系统的组成、要求及分类
机电式模拟仪表:
就是基于电测原理,通过各类传感器将 被测的非电量变换成电信号（模拟量）加以测 量的仪表。
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一、仪表系统的组成、要求及分类
模拟电路电子式仪表:
其工作原理与机电式仪表基本相同，只不过 是用电子器件（分立元件和集成电路）取代原来的 电气器件，现在均采用各种专用集成电路。
1）结构
2 1
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四、水温表
2.电磁式水温表 2）工作原理
接通点火开关，线圈1、2 通电产生磁场，其合磁场使 转子转动，指针停在某一刻 度上。 线圈1中的电流不变，线 圈2 中的电流随水温变化， 其合磁场的方向发生偏转。
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2015/Байду номын сангаас/22
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五、燃油表
2.电热式燃油表
双金属片式燃油表 当油箱无油时，可变电 阻值最大，线圈5 电流 最小，双金属片6几乎不 变形，指针指向“0”。 当油位增加时，线圈5 中电流增加，双金属片6 受热变形，指针指示油 量。
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• 我们学过了哪些电器设备？ 蓄电池 汽车电源系统 发电机 起动机 驱动发动机使其起动 点火系统 点燃汽油发动机气缸内的混合气
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二、电流表
起动机工作时蓄电 池的放电电流高达 数百安培，而电流 表的量程只有 ±20A，为什么？
起动机工作时蓄电池 的大电流不流经电流 表，而由起动电缆直 接进入起动机。
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三、机油压力表
1.组成
机油压力表由 拧装在发动机主油道 上或粗滤器壳上的油 压传感器和仪表板上 的油压指示表两部分 组成。指示发动机润 滑油压力大小。
指示燃油箱中所储存的燃油量，由装在 油箱中的油量传感器和仪表板上的燃油指示 表组成。 通常有电磁式和电热式两种。传感器为 可变电阻式。
电磁式燃油表
电热式燃油表
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五、燃油表
1.电磁式燃油表
电路接通，左、右线圈产生合 磁场，指针指示一定数值。 当油箱无油时，浮子下沉，右 线圈短路，左线圈磁场使指针指向 “0”位置。 当油位增加时，浮子上浮，可 变电阻值增加，左右线圈产生合磁 场，指针向右偏转，指示油量。 当油箱满时，右线圈磁场最强， 指针指向“1”
电流表 的“+” 接发电 机和负 载
电流表 的“-” 接蓄电 池
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二、电流表
1.电磁式电流表 2）工作原理
点火开关OFF， 无电流通过电流表 时，软钢转子在永 久磁铁的作用下， 指针居中，示值零。
2015/8/22
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二、电流表
1.电磁式电流表
一、仪表系统的组成、要求及分类
3.分类 (1)按结构形式分 独立式仪表 组合式仪表 机电式模拟仪表 (2)按工作原理分
模拟电路电子式仪表
数字式仪表
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一、仪表系统的组成、要求及分类
独立式仪表: 就是将各独立的仪表 固定安装在同一块金属板 上。 组合式仪表: 就是将各仪表封装在 一个壳体内,结构紧凑,美 观。
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四、水温表
2.电磁式水温表 2）工作原理
水温低，热敏电阻值大， 线圈2 中电流减小，磁场减 弱，合磁场决定于线圈1， 指针指向低温。 当水温升高时，热敏电 阻值减小，线圈2 磁场增强， 合磁场决定于线圈2 ，转子 带动指针转动指向高温。
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五、燃油表
2）工作原理
当蓄电池放电时，软钢转子在合成磁场的作用下， 指针偏向“-”，偏转角度随电流增大而增加。 - 20
0
+ 20
电流产生的环形磁场
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二、电流表
1.电磁式电流表
2）工作原理
当蓄电池充电时，电流方向相反，合成磁场的偏转 方向也相反，指针指向“+”。 - 20
二、电流表
电流表又称安培表，以双向工作方式串 接在发电机充电电路中，用于表示蓄电池充 电或放电的电流值，指示电源工作是否正常。 蓄电池放电指针指向“-”，充电指针指 向“+”。 根据结构形式分为： 电磁式 动磁式
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二、电流表
1.电磁式电流表 1） 结构
国产EC-02型
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一、仪表系统的组成、要求及分类
数字式仪表:
就是由ECU采集传感器的信号，将模拟量 转换为数字量，经分析处理后控制显示装置的 仪表。
Chrysler 数字仪表板
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一、仪表系统的组成、要求及分类
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二、电流表
2.动磁式电流表
2）工作原理
没有电流 时，永久磁铁转子 通过磁轭构成磁回路，指针保持 在中间“0”位置。 蓄电池放电时，流过导电板 的电流产生磁场，指针偏向“-”。 蓄电池充电时，流过导电板 的电流方向改变，产生的磁场使 指针偏向“+”。
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指示电源 电流表 电压表、充电指示灯 系统工作 机油压力表---机油压力传感器 指示发动机 情况，发 润滑系统的 电机是否 水温表---冷却液温度传感器 工作情况 正常发电。 燃油表---油量传感器 指示发动机 车速里程表 冷却系统工 指示燃油箱 作情况 发动机转速表 内的储油量 显示汽车的实 时车速和累计 显示发动机的 行驶里程 天津科技大学 实时转速 谈炳发 2015/8/22 11 各种仪表的作用
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第五章 仪表、照明及信号系统
第一节 仪表系统 第二节 照明系统 第三节 指示灯系统 第四节 电喇叭
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第一节 仪表系统
一、仪表系统的组 成及要求 二、电流表 三、机油压力表 四、水温表 五、燃油表 六、车速里程表 七、发动机转速表
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三、机油压力表
2.分类
按工作原理可分为： 双金属片式、电磁式、 动磁式三种 双金属片式---与双金属 片电热脉冲式传感器配 套 电磁式、动磁式与可变 电阻式传感器配套
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三、机油压力表
3.结构 （双金属片式）
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四、水温表
水温表用于指示发动机水套中冷却液的工 作温度，由安装在仪表板上的温度表和安装在 发动机气缸水套上的冷却液温度传感器组成。 水温表可分为电热式和电磁式两种。 冷却液温度传感器有双金属片式和热敏电 阻式两种。
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三、机油压力表
4.工作原理
3）油压增大时， 膜片2变形大，触点闭 合时间长，分开时间 相对较短，电路中的 有效电流大，双金属 片11受热变形大，指 针偏转角大，指示油 压高。
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三、机油压力表
结论
触点容易分开--闭合时间短，电路中的有效电流小， 表中双金属片受热变形小，指针偏转角小； 触点不易分开，闭合时间长，电路中的有效电流大， 表中双金属片受热变形大，指针偏转角大。
六、车速里程表
指示汽车行驶速度和累 计行驶总里程数，由车速表 和里程表组成。一般为磁感 应式仪表。
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六、车速里程表
电子车速里程表
2015/8/22
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七、发动机转速表
有机械式和电子式。 电子转速表指示平稳、结构简单、安装方便， 广泛应用。
一、仪表系统的组成、要求及分类
1.组成 电流表 电压表、充电指示灯 机油压力表---机油压力传感器 水温表---冷却液温度传感器 燃油表---油量传感器 车速里程表 发动机转速表
2.一般要求
结构简单，工作可靠，显示 正确清晰，受电源电压、环境温 度影响小，抗震、耐冲击。
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电子式转速表一般从发动机点火系统采集转 速信号。 主要有： 电容放电式电子转速表 单稳态多谐振荡式转速表 感应式电子转速表
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七、发动机转速表
1.电容放电式电子转速表
发动机工作时，分电器触点的开闭次数与发动机转速成正 比，触点开闭产生断续电流，经积分电路R1、R2、C1整形 送至晶体管VT，对C2进行充放电，放电电流通过电流表 PA，指示电流的平均值。
4. 同时用充电指示灯指示蓄电池的充、放电情况。
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为什么现代车 辆用电压表和 充电指示灯？
第二节 照明系统
一、概述
二、前照灯
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四、水温表
1.电热式水温表
电热式水温表和双金属片式冷却液温度传感器
1）结构
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四、水温表
1.电热式水温表 2）工作原理
电路接通且冷却液 温度低，双金属片2主 要由线圈加热产生变 形，使触点分开，此 时触点容易闭合，断 开时间短，金属片7受 热变形大，指针偏转 角大，指示水温低。
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四、水温表
1.电热式水温表 2）工作原理
水温升高时，金属 片2 使触点断开的 加热时间变短，电 路中电流有效值小， 金属片7受热变形小， 指针偏转角小，指 示水温高。
2015/8/22 天津科技大学 谈炳发 31
四、水温表
2.电磁式水温表
配有热敏电阻传感器， 它具有负温度系数。
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参考书目
1 .赵福堂编著.汽车电器与电子设备.北京理工 大学，2005，P195~P219 2 .（美）B.霍莱姆比克 著.汽车电气与电子系 统.机械工业出版社，1998，P142~P150， P285~P335 书面作业 教材P138：5-1，5-2
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触点闭 合，C2 充电 触点分开 C2向电流 表PA放电
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充电 回路
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七、发动机转速表
2.单稳态多谐振荡式转速表
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七、发动机转速表
3.感应式电子转速表
当分电器触点开闭时， 在W1中产生脉动电流信 号，同时在W2中感应出 脉动电压信号，当A端电 位正时，VT导通，电流 表PA中有电流通过，指 示转速。
0
+ 20
电流产生的环形磁场
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二、电流表
1.电磁式电流表
2）工作原理
放 电- 20 无电流
0
充 电 + 20
电流产生的环形磁场
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二、电流表
2.动磁式电流表
1）结构 带有指针的转子 是永久磁铁。
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复习与回顾
第一节 仪表系统
仪表系统的组成、工作原理 电磁式，动磁式 电流表 参考答案 机油压力表 双金属片式、电磁式，动磁式 1.传统方法是采用电流表或充电指示灯指示电源系充、 电热式，电磁式 放电情况，它不能准确地指示出电源电压。 水温表 2.实际使用中，常因发电机电压失调，发生蓄电池过充 燃油表 电热式，电磁式 电和用电器承受过电压而损坏的现象。 3. 因此用电压表指示电源电压比用电流表指示充、放电 车速里程表 磁感应式，电子式 电流更为重要，所以现代车辆装用电压表已成为汽车电 发动机转速表 电子式：电容放电式、振荡式、磁感 应式 系的必须。
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三、机油压力表
4.工作原理
（双金属片式） 1)仪表电路不通时，指 针在双金属片的作用下 保持在“0”位置。 电路接通时，金属片3上 的触点交替开闭，双金 属片11在线圈加热下变 形，带动指针偏转。
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三、机油压力表
4.工作原理
2）油压低时，膜 片2变形小，触点闭 合时间短，分开时 间相对较长，电路 中的有效电流小， 双金属片11受热变 形小，指针偏转角 小，指示油压低。
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一、仪表系统的组成、要求及分类
机电式模拟仪表:
就是基于电测原理,通过各类传感器将 被测的非电量变换成电信号（模拟量）加以测 量的仪表。
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一、仪表系统的组成、要求及分类
模拟电路电子式仪表:
其工作原理与机电式仪表基本相同，只不过 是用电子器件（分立元件和集成电路）取代原来的 电气器件，现在均采用各种专用集成电路。
1）结构
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四、水温表
2.电磁式水温表 2）工作原理
接通点火开关，线圈1、2 通电产生磁场，其合磁场使 转子转动，指针停在某一刻 度上。 线圈1中的电流不变，线 圈2 中的电流随水温变化， 其合磁场的方向发生偏转。
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2015/Байду номын сангаас/22
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五、燃油表
2.电热式燃油表
双金属片式燃油表 当油箱无油时，可变电 阻值最大，线圈5 电流 最小，双金属片6几乎不 变形，指针指向“0”。 当油位增加时，线圈5 中电流增加，双金属片6 受热变形，指针指示油 量。
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