自動車のスピードメーターについて

質問

工学部機械工学科の学生です。大学の数学や工業力学では、速度は「移動距離を微分する」「加速度を積分する」と求める事が出来る、と習います。
以前から疑問に思っていたことなのですが、自動車のスピードメーターはこの考え方をもとに作られているのでしょうか？
大変無知なもので申し訳ありません。よろしくお願い申し上げます。

回答No.3

old98best · ベストアンサー

回答１と２にもありますが、タイヤの回転から、換算しています。
もちろん、（タイヤの回転数×タイヤの円周）＝自動車の移動距離、で換算です。
つまり、間接的に移動距離を計算して、時間で微分しています。

普通の、針式のスピードメータは、純粋に機械的な物で、微分回路などは入っていません。
車輪の回転に比例して回転する軸をメーターの入力としています。
構造原理は、単に回転数が高い程針が大きくふれるようになっているだけです。

デジタル式のスピードメータは、タイヤの回転数に比例した電気的パルス信号を入力として、時間あたりのパルス数から速度を換算しています。
こちらは、電気回路の部分で微分している考える事が出来でしょう。

お礼

ありがとうございました。同じスピードメーターでも針式とデジタル式では全然違うんですね。

回答No.4

tocoche

機械式のスピードメータについて補足を。

アルミ製のドラムに針をつけ、針が０を指すようにバネをつけます。　そしてドラムの中で磁石を回転させると、磁界の変化による誘導でドラムにトルクが発生し、バネの力と釣り合うところまで針が回転します。　その針の指したところにスピードの目盛りを書いていけば、スピードメータになるわけです。
ドラムに生じるトルクは、時間に対する磁界の変化に比例するので「時間で微分」していることになるのですが、これは単に「回転速度に比例」といったほうがわかりやすいですね。

お礼

ご回答ありがとうございました。スピードメーターがそのような構造になっているとは全く知りませんでした。今回質問させて頂いて、本当に勉強になりました。

回答No.2

maris_stella

タイヤの回転速度を、瞬間瞬間に針の位置で示しているので、自動車の走行距離を時間で割ったり微分したりしているのではありません。

その証拠に、雪道とか、雨に濡れたアスファルト道で、急にブレーキをかけると、メータの表示速度はゼロに近いのに、車はスリップして、そのまま進んでゆきます。

あるいは、四輪駆動でない場合、駆動車輪が、道の穴とか溝に落ちて、宙に浮いた場合、エンジンを動かして、車輪を必死にまわして、速度メータが、あがっても、車輪が空転するだけで、車は前進しません。

車の移動距離に合わせて、速度メータの指標が決まっているとすると、こういうことにはならないはずです。

お礼

確かにタイヤが空回りしてもスピードメーターは動きますね。ありがとうございました。

回答No.1

asuca

単純にタイヤの回転回数をカウントしてそれとタイヤの径からのおおよその速度を捻出しているだけです。
微分とか積分とかとはあまり関係ない原始的な考えで表示しています。

お礼

微積分を使わなくても、タイヤの回転回数と径からでも速度は出せますね。ありがとうございました。