속도계(Speedometer)는 자동차의 속도를 측정해서 보여주는 계기판이다.
속도계는 자동차와 같은 수송수단의 속력을 측정해서 보여주는 계기판이다.
속도계의 작동원리는 수송수단마다 다르며 실제 통용되는 이름도 다르다. 예컨대, 항공기의 경우는 풍속계, 선박이나 잠수함의 경우는 피토미터(pitometer, 혹은 pit log)라고 부른다. 자동차의 경우 속도계는 1900년경에 선택사양으로 처음 등장하여 1910년경 이후로는 표준사양이 되었다. 대개 기관차에 설치되었던 속도계의 원형은 배비지(C. Babbage, 1791-1871)가 최초로 발명한 것으로 인정받고 있다. 전자식 속도계는 1888년 크로아티아의 벨루시치(J. Belušić, 1847 - ?)가 발명하였고, 원래 벨로시미터(velocimeter)라고 불렀다. [1]
작동원리[편집]
속도는 단위 시간 내에 이동한 위치 백터의 변위로서 물체의 빠르기를 나타내는 백터량이다. 속도는 선속도와 각속도로 분류한다. 속도 계측 장비는 크게 접촉식 속도 계측 장치와 비접촉식 속도 계측 장치로 분류된다.
□ 접촉식（회전식)
접촉식은 운동 물체와 직접 연결되어 속도를 계측하는 방식이다. 속도 센서가 달려 있는 롤러가 운동 물체와 접촉할 때 마찰력의 작용으로 회전이 발생하게 되며 그때 속도 센서는 시리즈의 펄스를 발송한다. 접수된 펄스는 일정한 변위를 나타내며 이로서 속도를 측정한다. 접촉식 속도 센서의 구조는 아주 간단하며 사용에 편리하다. 단, 운동 물체와 롤러의 지속적인 접촉으로 마모가 발생함으로 이에 따른 롤러의 둘레 길이(perimeter)에 변화가 발생한다. 속도 센서가 발송하는 펄스 수량은 일정하기에 측정의 정밀성에 영향이 발생하며 이를 보완하려면 속도계의 보상 회로(Compensation circuit)에서 보상 작업을 해야 한다. 이외 접촉식에는 슬립(slip) 현상을 피면하기 어려우며 역시 계측의 정밀도에 영향을 미친다. [2]
□ 비접촉식
비접촉식으로 속도를 측정하는 방식으로는 발전식, 전자식, 광전식, 홀 효과식, 자기저항식 등 여러 가지 방식이 있다.
- 발전식 - 영구자석을 회전시켜 속도에 비례한 전압 출력을 검출 코일에 검출하는 방식과 영구자석을 고정하고 코일을 회전시켜 전압 출력을 얻는 두 가지 방식이 있다.
- 전자식 - 영구자석이 고정되어있는 구동축이 회전하면서 구동축에서 유동하는 비자성체 로터(주로 알루미늄)에 와전류가 유도되고 와전류와 영구자석 자속 간의 상호 작용에 의해, 로터에는 영구자석의 회전 방향과 같은 회전력이 작용하게 된다. 로터에 지지되어 있는 지침은 로터에 작용하는 회전력과 헤어스프링(Hair spring)의 장력이 평형을 이루는 위치까지 회전하며 지침의 회전각이 자석의 회전속도를 나타낸다. [3]
- 광전식 - 슬릿(slit) 원판을 회전축에 설치한 후 광원(발광 다이오드)과 광전 소자(photodiode)를 장착하여 광원으로부터 발사되어 슬릿 원판을 지나는 빛의 명암을 검출하는 방식으로 속도를 계측한다.
- 홀 효과식 - 자석을 부착한 원판이 회전하면서 자석이 홀 센서를 지나갈 때 자기장 변화에 따른 홀 센서의 펄스를 검출하여 속도를 측정한다. [4]
- 자기저항식 - 회전체에 고정한 영구자석에 의하여 자기저항 소자에 단속적으로 자계가 가해지는 구조를 사용하여 자기저항 소자의 저항 변화의 횟수를 계측함으로써 영구자석이 자기저항 소자 근처를 통과한 횟수, 즉 회전수를 검출할 수가 있다. 회전체에 고정시키는 영구자석의 수를 증가시키면 보다 미세하게 회전수를 검출할 수 있다.
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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