圖/123RF
文/穿山甲
您的家人或朋友是否有過開在速限為100 km/hr的高速公路上,明明已經開到最高速限,卻還是被後面的車輛閃大燈示意避讓,難道他們都不怕因為超速被測速照相機檢舉?或者一不小心油門踩過頭,車速超過限速,懊惱之餘卻沒等到罰單。
機械傳遞 渦流檢測
早期的車速表多半是機械式的,靠的是一條細長的柔性轉軸連接到變速箱。當變速箱輸出動力給車輪時,同時會帶動一組連到柔性轉軸的齒輪,讓轉軸也跟著旋轉,於末端帶動車速表裡的一組磁鐵。磁鐵被放置於鋁製的感應杯中,但並不接觸感應杯。由於感應杯是金屬材質,磁鐵旋轉時會在感應杯上產生渦電流。
產生的渦電流又再次生成磁場與磁鐵相互作用,從而讓感應杯也被帶動。速度指針會安裝於感應杯上,並且繫上扭轉彈簧,用以對抗感應杯扭轉的力矩,實現速度指針功能。車速愈快,扭轉力矩愈大,速度指針指示到的數值愈大。這種設計的優點是結構簡單、耐用,但缺點是容易受到零件磨損、鬆弛或溫度影響,時間一久準確度就會下降,導致車速顯示失準。
霍爾元件 磁場偵測
隨著電子技術的進步,許多車會改用「霍爾感測器」。其原理是在輸出動力的齒輪上安裝多顆磁鐵,霍爾感測器可以透過穩定電流感測周圍的磁場強度,檢測到的電壓會與磁場強度成正比。當齒輪旋轉時,上面的磁鐵也會跟著被帶動,磁鐵經過霍爾感測器時,就會被偵測到訊號,進而可以推測出齒輪的轉速,並透過簡單的運算推測出車速。
由於霍爾感測器不會接觸轉動中的物體,所以不會有任何因機械磨損、配件鬆弛導致的準確度變化,即便長時間量測也能持續運作,並提供可靠的數值。霍爾感測器也能為車輛提供許多其它檢測參數。然而這種方法是偵測與車輪相關的齒輪轉速,藉以得知車輪轉速並推測出行車距離。倘若車輪胎壓不足或磨損,抑或安裝非原廠建議的輪胎尺寸與車框,都會導致車輪的周長改變,車輪轉一圈前進的距離也會不一樣。換算公式已經被刻畫於車用微電腦上無法改變,這使得顯示的車速將會失準。
車速顯示 低於實際
您可能有看過一則新聞提及:駕駛明明開在規定的車速之內,但卻因為身處內線,被開罰車速過慢低於速限,讓駕駛困惑不已。除了車速表因自身量測原理造成的車速顯示失準外,其實各國法規亦有規定車速表顯示的速度不可低於真實速度,但可以高出一些,顯示的範圍亦有規範。換句話說,如果你真實速度是每小時100公里,車速表可以顯示105公里,但絕不允許顯示95公里。這樣做是為了避免駕駛行車速度過快,降低事故發生機率。
部分的豪華車、行車紀錄器或導航系統會配備GPS車速表,依照全球定位系統以衛星定位來判斷車輛移動速度。這種方式理論上最準確,不會因為車輛的機械構造問題產生誤差。不過可能會因為接收天線形式、衛星訊號強弱、連線速度、天氣因素,以及地形地貌或行經隧道等因素,造成車速顯示延遲或短暫失去作用。
最準確的車速量測裝置當屬立於路旁的測速照相機,其原理是基於雷射、雷達、感應線圈或光遮斷等形式直接量測,量測的裝置也經過標準局頒布的測試標準,所以在一般情形下失誤較少。