第六章汽车仪表

第六章汽车仪表汽车仪表是用来指示汽车运行以及发动机运转的状况本章从学习理论着手，针对传统仪表，主要搞懂诸如电流表、机油压力表、水温表和燃油表等仪表的工作原理在此基础上，了解汽车电子仪表的显示装置，重点掌握汽车电子仪表的工作原理和构成，理论联系实际，逐步掌握其外观构成和检测维修方法。2023/2/4仪表作用：仪表用来指示汽车运行以及发动机运转状况，以便驾驶员随时了解各系统的工作情况，保证汽车安全而可靠地行驶。仪表种类：常见仪表有冷却液温度表、燃油表、车速里程表等。报警灯作用：当汽车或发动机的某一系统处于不良或特殊状态时，突然发亮，以提醒驾驶员注意以便采取适当措施，保证行车安全。仪表板的作用：使驾驶员随时掌握汽车主要运行参数和重要部位的状态参数，以便能正确地使用汽车及时发现故障和不安全因素。仪表板上装有各种指示仪表和报警装置。组合仪表的组成：面罩、边框、表芯、印制电路板、插接器、报警灯、指示灯及仪表灯等。有些还带有电源稳压器和报警蜂鸣器。桑塔纳2000型轿车用组合仪表1-冷却温度表；2-燃油表；3-电子钟分钟调整旋钮；4-电子钟时钟调整旋钮；5-电子液晶钟；6-阻风门接起指示灯；7-手制动拉起和制动液面警告灯；8-机油压力警告灯；9-充电指示灯；10-电子车速里程表；11-远光指示灯；12-后窗除霜加热指示灯；13-冷却液液面警告灯；14-电子发动机转速表第一节电流表和电压表一、电流表1、电流表的作用

电流表用来指示蓄电池充电电流或放电电流的大小，它串接在电路中，电流表的正极接发电机的正极，负极接蓄电池的正极。当电流表的指针指向“+”侧时，表示蓄电池充电；当电流表的指针指向“－”侧时，表示蓄电池放电。进口汽车基本上都已取消了电流表而用充电指示灯代替，国产部分汽车还装用电流表，如解放CAl092汽车两者都具备。2、电流表的结构与原理（1）电磁式电流表1）结构：电流表内的黄铜片(相当于单匝线圈)固定在绝缘底板上，两端与接线柱相连，黄铜片的下面装有永久磁铁，磁铁内侧的轴上装有带指针的软铁转子。（2）原理：1）当没有电流通过电流表时，软铁转子被永久磁铁磁化而相互吸引，使指针停在中间“0”的位置。2）当充电电流通过黄铜片时，在黄铜片周围产生磁场，与永久磁场合成一个磁场，使软铁转子向“+”方向偏转一个角度，充电电流愈大，偏转角度愈大，电流表的读数愈大；当放电时，指针则反向偏转，指示蓄电池放电电流的大小。

2．动磁式电流表（1）结构：导电板2固定在绝缘底板上，两端与接线柱1、3相连，中间装有磁轭6，与导电板2装在一起的转轴上装有指针5与永磁转子4，该表与电磁式电流表的区别在于转子是永久磁铁。2.原理(1)当没有电流通过电流表时，永久磁铁转子4通过磁轭6构成磁回路，使指针保持在中间“０”的位置。(2)当放电电流通过导电板2时，在它的周围产生磁场，使浮装在导电板中心的磁钢指针向“一”向偏转，指示出放电电流读数。电流越大，偏转越多，则示电流读数越大。若充电电流通过导电板2时，则指针偏向“十”，指示出充电电流的大小。动磁式电流表大多数汽车上电流表已被结构简单而价廉的充电指示灯所取代。充电指示灯虽不如电流表那样可以直接指示充放电电流的读数，但可以通过指示灯信号变化，来表明发电机、调节器的工作是否正常。二、电压表

电压表用来指示工程机械电源系统的工作情况。它不仅能指示交流发电机和调节器的工作状况，同时还能指示铅蓄电池的技术状况，比电流表和充电指示灯更为直观和实用。电压表与铅蓄电池、交流发电机和用电设备并联，并由电源开关控制的电路，连接图如5—4所示。图5－4电压表的连接示意图接通电源开关，电压表即可指示铅蓄电池的端电压，对使用24v电系的工程机械柴油车辆，一般为23．5—24．8V则为正常，如起动时电压表指示电压过低，则为铅蓄电池亏电或有故障。交流发电机以正常转速运转时，电压表应指示在25．5-27．5V的规定范围内。如起动前后，电压表指示读数不变，则说明交流发电机不发电；如起动后电压表指示值不在规定范围内，则说明调节器调整不当或损坏。

图5-5为美国·卡特皮勒公司生产的小型振动，压路机上所使用的电压表的工作原理图。它由两只十字交叉的电磁线圈、永久磁铁、转子、指针和刻度盘组成。两只线圈相互串联，在电路中又串有一个稳压二极管和限流电阻。稳压二极管的作用是当电源电压达到一定数值时，才能将电压表电路接通。图5—5电磁式电压表1—线圈；2—线圈；3—带指针的转子；4－永久磁铁基本工作原理如下：在电源开关未接通时，电压表未加电压，永久磁铁将转子磁化，使指针指向最小刻度。当接通电源开关后，电源电压高于稳压管反向击穿电压时，稳压管击穿导通，两线圈中便有电流通过，产生形成合成磁场，该合成磁场与永久磁铁的磁场相互作用；使转子带动指针偏转。电源电压越高，通过线圈的电流大，其磁场越强，因此指针的偏转角度越大，即可指示相应的电压数值。第二节机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表、转速表一、机油压力表作用：用来指示发动机润滑系统机油压力的大小。组成：机油压力表的电路由机油压力表和机油压力传感器两部分组成。安装：机油压力表安装在组合仪表内，机油压力传感器安装在润滑主油道上。说明：目前进口汽车基本上都已取消了机油压力表而用机油压力报警灯代替，国产大多数汽车还同时装有机油压力表和机油压力报警灯。分类：指示表在结构上分为电热式（双金属片式）和电磁式两种，传感器分为电热式（双金属片式）和可变电阻式两种。指示表和传感器的配合类型如下：(1)电热式指示表+电热式传感器(2)电磁式指示表+可变电阻式传感器(3)电热式指示表+可变电阻式传感器1、机油压力表及机油压力传感器的结构与工作原理（1）弹簧管式机油压力表弹簧管式机油压力表由表头(即指示器)和连接气缸体润滑油路的机油软管或铜管两个部分组成。表头的内部结构和组成见图5-6所示。其主要机件为一根用弹性金属制成的空管，截面呈椭圆形，并弯成不到一整圈的圆弧，使其横截面的长轴垂直这个圆弧的平面。如果管子内部空间与其外表面之间产生压力差，则这种管子可以变更其曲率。图5—6机油压力表的弹簧管图5—7所示即为这种具有弹簧管机油压力表的简单结构图。在黄铜管接头2中焊有弹簧管5，它的自由端用杠杆4铰接于耳子6，耳子6与指针3制成一体。指针3在支架l的孔中旋转，而支架1则固定于接头2上。当液体或气体在压力下进入弹簧管5时，弹簧管曲率变更，使其中心角缩小，于是由杠杆4带动指针3向右方偏转；机油的压力愈高，指针移转的角度愈大，表面指示的压力数值也愈大。图5—7弹簧管式机油压力表的简单结构图1—指针支架；2—管接头；3—指针；4－杠杆；5－弹簧管；6－耳子（2）电热式机油压力表1）机油压力传感器机油压力传感器内部装有膜片，其下腔与发动机润滑主油道相通，机油压力直接作用到膜片上，其上方压着弹簧片，簧片一端与外壳固定并搭铁，另一端焊有触点，双金属片上绕着加热线圈，线圈的一端焊在双金属片的触点上，另一端焊在接触片上。2）电热式机油压力表：机油压力表内装有中双金属片，其上绕有加热线圈，线圈两端分别与机油压力表接线柱相接，机油压力表接线柱与机油压力传感器相接，机油压力表接线柱经点火开关与电源相接。双金属片的一端弯成勾形，扣在指针上。机油压力表的工作原理1）当点火开关闭合时，电流表的电路为：蓄电池正极→点火开关→机油压力表接线柱→机油压力表内双金属片的加热线圈→机油压力表接线柱→机油压力传感器接线柱→接触片→机油压力传感器内双金属片上的加热线圈→触点→弹簧片→搭铁，回到电源负极。2）电流通过电流表内双金属片的加热线圈时生热就会使双金属片变形，带动指针偏转。

①若机油压力很低，则传感器膜片变形很小，作用在触点上的压力也很小，通电时，温度略有上升，传感器双金属片稍有变形，就会使触点分开，切断电路；冷却后触点又接通电路，循环工作。因触点压力小，分开时长，接触时短，平均电流小，压力表内双金属片变形小，指针偏转量小，指示低油压。

②当机油压力升高，则传感器膜片变形增大，作用在触点上的压力也增大，传感器内双金属片被压向上弯曲，需要通电时间长双金属片变形量大才能使触点分开，切断电路；稍一冷却触点又接通电路，循环工作。因此，机油压力升高时，触点分开时短，接触时长，平均电流大，压力表内双金属片变形大，指针偏转量大，指示高油压。

③为使油压压力表指示值不受外界温度变化影响，双金属片做成“Π”形，一臂有加热线圈，另臂作补偿。因外界温度变化而引起工作臂变形时，由补偿臂的相应变形进行补偿，减小了误差。

④安装传感器时箭头朝上，保证工作臂位于补偿臂上方，避免工作臂产生热影响补偿臂。

⑤发动机正常工作时，机油压力正常值为：低速≮0.15MPa，高速≯0.5MPa。电磁式机油压力表与可变电阻式机油压力传感器1-L1线圈；2-铁磁转子；3-指针；4-L2线圈；5-可变电阻式机油压力传感器（3）电磁式机油压力表

工作过程：当油压降低时，传感器５的电阻值增大，线圈L1中的电流减小，线圈L2中的电流增大，转子２带动指针３随合成磁场的方向逆时针转动，指向低油压；当油压升高时，传感器５的电阻值减小，线圈L1中的电流增大，线圈L2中的电流减小，转子２带动指针３随合成磁场的方向顺时针转动，指向高油压。二、冷却液温度表1、作用：指示冷却液温度。2、系统组成：温度传感器(装于发动机水套上)和冷却液温度指示表。3、分类：电热式、电磁式和动磁式三种，冷却液温度传感器可分为双金属片式和热敏电阻式两种。汽车水温表指示表＋传感器电热式电磁式电热式可变电阻式汽车水温表由指示表和传感器两部分组成。(1)电热式冷却液温度表

1)电热式冷却液温度表配电热式冷却液温度传感器结构原理与机油压力表相似，但表头刻度相反。双金属片变形最大时指示低温，变形最小时指示高温。发动机正常工作水温应在75-90℃之间。

2)电热式冷却液温度表配热敏电阻式冷却液温度传感器热敏电阻式冷却液温度传感器主要由热敏电阻、弹簧、壳体等组成。热敏电阻下端通过壳体接地，上端通过弹簧与导电柱、接线柱相通。A.负温度系数的热敏电阻—一般用二氧化钛与氧化镁的混合物、氧化镍与氧化锰的混合物或氧化锰、氧化镍、氧化钴的混合物等半导体材料制成。特点是温度升高时其阻值变小；温度降低时，其阻值变大。B.正温度系数的热敏电阻—一般由半导体钛酸钡为基本材料制成。其特点是温度升高时其阻值增加，温度降低时其阻值也减小。①当水温很低时，双金属片２经加热变形向上弯曲，触点分开，由于四周温度较低，很快冷却，触点又重新闭合。故流经加热线圈的平均电流大，指示表中双金属片7变形大，指针指向低温。②当水温增高时，传感器密封套筒内温度也增高，因此，双金属片受热变形后，冷却的速度降慢，所以触点分离时间增长，触点闭合时间缩短，流经加热线圈的平均电流减小，双金属片7变形减小，指针偏转小，指示较高温度。

3)仪表稳压器①作用：当电源电压变化时稳定仪表电压，避免仪表的指示误差。②适用范围：电热式水温表或电热式燃油表配用可变电阻式传感器的电路。③电热式仪表稳压器A.组成：双金属片、一对常闭触点、电热线圈、座板和外壳等。B.工作原理电源电压偏高时，电热线圈中的电流增大，产生的热量大，使触点在较短的时间里断开，而又需较长时间冷却才能重新闭合，即触点闭合时间短，断开时间长，致输出的平均电压较电源电压低(即较大幅度地降低了电源电压)；反之，电源电压偏低时，电流小热量小，触点闭合时间长而断开时间短，输出的平均电压相对高(即较小幅度地降低了电源电压)。即在电源电压变化时，保持输出电压稳定。(2)电磁式冷却液温度表其结构除表盘部分外与电磁式油压表相同。也采用负温度系数热敏电阻传感器，当冷却液温度发生变化时，热敏电阻传感器直接控制左右线圈中的电流大小，使两个铁芯作用于衔铁上的电磁力发生变化，从而带动指针偏转，指示相应的温度值。

电源是由接线柱B接入指示器的两个软铁心的线圈的绕组。左线圈的一端与表壳搭铁，右面绕组的一端经接线柱以电线和传感器1连接并搭铁。当接通电流后，转子力将其宽面沿二个线圈组成合成磁场的磁力线方向排列。当电压不变时，左线圈绕组电流强度不变。故合成相对地稳定。而右线圈绕组电流强度则决定于传感器的电阻。传感器电阻又决定于周围的水温。它在室温下的电阻很大，受右线圈绕组的电流强度的制约，此时指针停在刻度盘上40℃处。但当温度升高时，右线圈磁场家加强，合成磁场向顺时针方向偏移，指针也同时偏转，示值向高温区转移。当切断电流后，平衡锤使转子和指针一起回至刻度盘左方低温极限位置。温度传感器内装有负温度系数的热敏电阻1，其阻值随温度的升高而减小。指示表内有两个线圈，L2与传感器串联，L1与传感器并联。两个线圈中间装有指针可转动的衔铁4。串联电阻R用来限制流经线圈L2的电流。当水温低时，热敏电阻阻值大，流经L1线圈与L2线圈电流相差不多，但L1匝数多，产生磁场强，吸引衔铁使指针偏向0°C。当水温增高时，热敏电阻阻值减小，分流作用增强，流经L的电流减小，磁力减弱，衔铁被L2吸引，指针向右偏转指向较高温度。以上介绍的冷却液温度传感器，只有一个接线柱，与冷却液温度表相接。在有些车上，如奥迪、红旗轿车，热敏电阻式冷却液温度传感器有两个接线柱，同时控制冷却液温度表与冷却液温度报警灯电路，。在传感器中，双金属片控制的常开触点与高温报警灯相连，热敏电阻与冷却液温度表相连。三、燃油表作用：指示汽车燃油箱燃油储量。组成：燃油表，传感器，浮筒。对双油箱系统在各油箱均有一个浮筒和一个传感器，由开关切换。传感器均为可变电阻式，但指示表有电磁式和双金属片式两种。1、燃油表分类（1）电磁式燃油表双线圈式燃油表A.组成：左线圈，右线圈，指针，转子，可变电阻，滑片，浮子等。B.工作原理：C.可变电阻（阻值约为65Ω）一端搭铁可避免滑片与电阻接触不良时产生火花发生火灾。电磁式燃油表结构与工作原理见图。传感器由可变电阻滑片和浮子组成。当燃油箱油位高低变化时，浮子带动滑片移动，从而改变电阻大小，相当于热敏电阻感受温度变化的作用。L2与可变电阻并联，L1与可变电阻串联，因此其工作原理与电磁式水温表相似。

当点火开关置ON时，电流由蓄电池正极→点火开关S→燃油表接线柱10→左线圈L1→接线柱9→右线圈L2→搭铁→蓄电池负极。同时电流由接线柱9传感器接线柱8→可变电阻5→滑片6→搭铁→蓄电池负极。左线圈L1和右线圈L2形成合成磁场，转子3就在合成磁场的作用下转动，使指针指在某一刻度上。工作过程：

当油箱无油时，浮子下沉，可变电阻5上的滑片6移至最右端，可变电阻5被短路，右线圈L2也被短路，左线圈L1的电流达最大值，产生的电磁吸力最强，吸引转子3，使指针停在最左面的“0”位上。

随着油箱中油量的增加，浮子上浮，带动滑片6沿可变电阻滑动。可变电阻5部分接入电路，左线圈L1电流相应减小，而右线圈L2中电流增大，转子3在合成磁场的作用下向右偏转，带动指针指示油箱中的燃油量。如果油箱半满，指针指在“1／2”位；当油箱全满时，指针指在“1”位。（2）电热式燃油表①组成(为稳定电压需串联一个仪表稳压器)。②工作原理：油量多时，浮子上升，传感器阻值减小，流过表中电热线圈的电流增加，双金属片变形大，指针指向燃油多的一侧；反之指向燃油少的一侧。

电热式燃油表与电磁式燃油表二者的工作原理基本相同：当低油量时，浮子处于较低位置，滑动接触片触头位于可变电阻的右端，此时电阻阻值最大而电流最小，表头里的电阻丝散热量少，使表头里的金属片产生变形较少，指针则处于接近“零”位。当加油后，油面高度增加时，浮子上升，触头逐步向左移动，回路电阻减小，电流增大，双金属片热变形增大，指针随之右移，当油箱加满时，指针将指示“1”的位置上。

（3）电子燃油表

1）结构电路由两块IC电压比较器及相关电路、发光二极管显示器、浮筒传感器三大部分组成。Rx是传感器的可变电阻，电阻R15和二极管VD8组成稳压电路，给IC1、IC2两块电压比较器反向输入端提供基准电压信号。电容C和电阻R16组成延时电路，接到电压比较器的同向输入端，Rx产生的变化电压信号经延时后与基准电压信号进行比较放大。

2）工作原理当油箱内燃油加满时，Rx阻值最小，A点电位最低，IC1、IC2两块电压比较器输出为低电平，6只绿色发光二极管全部点亮，而红色发光二极管VD1熄灭，表示油箱已满。当油箱内的燃油量逐渐减少时，Rx阻值逐渐增大，A点电位逐渐增高，绿色发光二极管VD7、VD6、VD5、…、VD2依次熄灭。燃油量越少，绿色发光二极管亮的个数越少。当油箱内燃油用完时，Rx的阻值最大，A点电位最高，IC1、IC2两块电压比较器输出为高电平，6只绿色发光二极管全部熄灭，而红色发光二极管VD1亮，表示油箱无油。2、燃油表使用注意事项①燃油表必须与稳压器、传感器配套使用。②燃油传感器与油箱必须接地良好。③电磁式燃油表接线柱极性须接对。五、车速里程表组成：由指示汽车速度的车速表和记录所驶全程数的里程表组成，共用一根软轴与汽车传动系统相连。分类：磁感应式、电子式。1、磁感应式车速里程表(1)车速表1)组成：由永久磁铁、带有轴及指针的铝碗、罩壳和紧固在车速里程表外壳上的刻度盘等组成。罩壳是固定的，铝碗是杯形的，与永久磁铁及罩壳之间具有一定的间隙，没有机械连接。铝碗与指针一起转动，在静态时，由于盘形弹簧(游丝)的作用使指针指在刻度盘“0”的位置上。2)工作原理：汽车直线行驶时，变速器输出轴上的蜗轮、蜗杆及软轴等带动永久磁铁转动，在铝碗上感应出蜗流，产生转矩，铝碗反抗盘形弹簧向永久磁铁转动方向转动，带动指针同转一个角度，因蜗流强弱与车速成正比，所以指针指示的速度也必与汽车的行驶速度成正比。车速越高，永久磁铁旋转越快，铝罩上的涡流也就越大，因而转矩越大，使铝罩带着指针偏转的角度越大，因此指针在刻度盘上指示的车速也就越高。(2)里程表由蜗轮、蜗杆和计数轮组成的，其与汽车传动轴间有定传动比。汽车行驶时，软轴驱动车速里程表的小轴，经三对蜗轮、蜗杆带动里程表的第一计数轮转动。第一计数轮上的数字为1/10km，每两个相临的计数轮之间，又通过本身的内齿和进位计数轮的传动齿轮，形成1：10的传动比。这样汽车行驶时，就可累计行驶里程。2、电子式车速里程表（奥迪100型轿车）组成：车速传感器、电子电路、车速表和里程表。①车速传感器：由变速器驱动，能产生正比于汽车行驶速度的电信号。由一个舌簧开关和一个含有四对磁极的转子组成。转子每转一周，舌簧开关中的触点闭合8次，产生8个脉冲信号，汽车每行驶1km，车速传感器将输出4127个脉冲。磁电式转速传感器，主要是利用磁阻元件来做转速测量的。磁阻元件有一个特性，就是其阻抗值会随着磁场的强弱而变化。

上图所示是磁电式转速传感器的原理图，由两个磁阻元件和两个电阻构成的电桥回路，其差动输出信号即检测信号被取出后直接送到DC放大器进行放大。

图1为光电式车速传感器的结构，它用在数字式速度表上，由发光二极管、光敏晶体管以及安装在速度表驱动轴上的遮光板构成。它的工作原理如图2所示。当遮光板不能遮断光束时，发光二极管的光射到光敏晶体管上，光敏晶体管的集电极中有电流通过，使该管导通，这时三极管VT2也导通，因此在Si端子上有5V电压输出。脉冲频率由车速决定，车速为60km/h时，仪表挠性驱动轴的转速为637r/min，仪表软轴每转一圈，传感器有20个脉冲输出。②电子电路：A.作用：将车速传感器送来的具有一定频率的电信号，经整形、触发，输出一个与车速成正比的电信号。B.组成：稳压电路、单稳态触发电路、恒流源驱动电路、64分频电路和功率放大电路。③车速表：是一个磁电式电流表。当汽车以不同车速行驶时，从电子电路接线端输出的与车速成正比的电流信号便驱动车速表指针偏转，从而指示相应的车速。车速表标度盘上50—90km/h区域用红色标志，表示“经济车速”区域。④里程表：由一个步进电动机及六位数字的十进位齿轮计数器组成。步进电动机是一种利用电磁铁的作用原理将脉冲信号转换为线位移或角位移的电机。车速传感器输出的频率信号经64分频器分频后，再经放大，驱动步进电动机带动齿轮计数器累计行驶里程。五、发动机转速表为了检查和调整发动机，并监视发动机的工作状况，更好地掌握换档时机，大多数汽各都安装发动机转速表。(1)作用：测量发动机曲轴转速。(2)分类：机械式、电子式。电子式转速表按转速信号的获取方式不同，可分为：A.从点火系获取信号的转速表；B.测取飞轮(或正时齿轮)转速的转速表；C.从发电机上获取转速信号的转速表。注意：驾驶员可以根据发动机转速正确地选择换挡时机，防止发动机超速运转。发动机转速不得进入红色区域以防造成发动机早期损坏。(3)脉冲式电子转速表的原理转速信号取自点火系初级电路。发动机工作时，点火控制器大功率控制三极管不断导通与截止，其变化次数与发动机转数成正比。A.当其导通时，晶体管VT无偏压而截止，电容器C2被电源充电：蓄电池正极→电阻R3→电容器C2

→二极管VD2

→蓄电池。B.当其截止时，晶体管VT导通，电容C2通过导通的VT1

→转速表测量机构M(实际上为毫安表)→二极管VD1放电，从而驱动转速测量机构。C.当控制管不断导通与截止时，C2不断充放电，其放电电流的平均值与发动机转速成正比，通过转速表指针指示发动机转速。（4）电磁感应式转速表这种转速表由装在飞轮壳上的转速传感器和装在仪表板上的转速表表头(包括电子线路)组成。图6—15为磁感应式转速传感器的结构原理图。它由永久磁铁3、感应线圈6、心轴5、外壳2等组成。

在旋转轴上安装检测齿轮，让传感器靠近齿尖，取出与转速成比例的频率信号。当飞轮转动时，齿顶与齿底不断地通过心轴，空气隙的大小发生周期性变化，使穿过心轴的磁通也随之发生周期性地变化，于是在感应线圈中感应出交变电动势。该交变电动势的频率与心轴中磁通变化的频率成正比，也即与通过心轴端面的飞轮齿数成正比。磁感应式转速传感器输出的近似正弦波频率信号加在转速表线路，经电路处理后，输出具有一定的幅值和宽度的矩形波，用来驱动毫安表。由于输入的信号频率与通过心轴的飞轮齿数成正比，信号的频率和幅值与发动机转速成正比，当转速升高时频率升高，幅值增大，使通过毫安表中的平均电流增大，则指针摆动角度也相应增大，于是转速表指示的转速就高。第三节汽车电子仪表显示装置传统的汽车仪表，如电流表、车速里程表、机油压力表、燃油表与水温表等，这些仪表基本上都采用电热式或电磁式结构原理，通过指针和刻度盘实现模拟显示。这些仪表虽然结构简单，但精度不高、可靠性差、体积大、质量大、而且显示的信息量少、目视性不好、易使驾驶员眼睛疲劳、难以满足人们对汽车舒适性和方便性的要求。随着汽车工业的发展，人们对汽车性能的要求越来越高，这样汽车行驶过程中各系统工作状态的信息需求量显著增加，即对汽车仪表功能的要求越来越高。为适应汽车安全、节能、舒适和低污染的要求，汽车电子控制装置必须能准确、迅速地处理各种复杂的信息，并以数字、文字或图形显示出来，而且信息还要精确、可靠。这样现在高档汽车的组合仪表已采用电子显示装置，即采用了电子仪表。一、电子仪表的优点1）能提供大量、复杂的信息，显示直观。为满足汽车排气净化、节能、安全性和舒适性的要求，汽车电子控制装置必须能迅速、准确地处理各种复杂的信息，并以数字、文字或图形显示出来，供驾驶员了解汽车的运行状况，并及时处理。另外，汽车的故障诊断、导航、定位等大量的信息，数子仪表显示终端能完成这些任务。2）具有高精度和高可靠性。数字式仪表显示为即时值，故精度高，又因没有运动部件，故障率低，提高了可靠性。3）可满足小型、轻量化的要求。数字式仪表既可适用各种传感器和控制系统的电子化，又可实现小型轻薄化。既节省了仪表台附近的空间利用率，又处理日益增多的信息。4）具有一表多用的功能。数字式仪表采用数字显示，既可用一组数字分时显示，又可同时显示几个信息，不必为每个信息设置一个指示表，故使仪表系统结构得以简化。

二、显示器件

目前在汽车上最常用的电子显示器件可分为两大类：发光型非发光型真空荧光管VFD发光二极管LED阴极射线管CRT等离子显示器件PDP电致发光显示器件ELD发光型显示器件非发光型显示器件电致变色显示器件ECD液晶显示器件LCD如上所述都可以作为汽车电子显示器件使用。应用广泛的是发光二极管和液晶两种。既可做成数字式的，也可做成图形或指针式的。1、发光二极管(LED)发光二极管是电子显示装置中最简单的一种，体积小，结构简单，耐用，使用寿命长达5X104h以上。

发光二极管的结构:PN结为特殊材料制成的。当PN结空穴从P区流向N区和电子从N区流向P区时，电于从导带跃迁到价带与空穴产生复合结外加正向电压，放出能量，从而发出一定波长的光。发光二极管的颜色有红、绿、黄、橙，可单独使用，也可用来组成数字或光条图。（1）发光二极管组成的光条显示器(2)发光二极管组成的数码显示器(3)发光二极管组成的点阵显示器。(4)发光二极管还常用做汽车仪表板上的报警指示灯，如燃油、制动液、风窗洗涤液等的液面过低，制动蹄片过薄，制动灯、尾灯、前照灯等的灯泡烧坏，这时报警指示灯就会亮。(5)发光二极管响应速度较快、工作稳定、可靠性高、体积小、重量轻、耐振动、寿命长。

（6）发光二极管的缺点：在环境暗的情况下，效果较好，在阳光直射下很难辨别；若要增大其亮度，则需要相当大的电流，功率消耗较大，故使用受到限制。2、液晶显示器（LCD）

液晶是一种有机化合物，由长形杆状分子构成。在一定的温度范围内，它具有普通液体的流动性，也具有晶体的某些特征。液晶的光学性质是随着分子排列方向的变化而变化，当在液晶上加一个电场时，液晶杆状分子的长轴方向发生变化，因此液晶的光学性质也发生变化。液晶显示器是一种被动显示装置，具有显示面积大、耗能少、显示清晰、在阳光直射下不受影响等特点，应用十分广泛。液晶显示器需要外来光源，因为其自身不能发光，只能起到吸收、反射或透光的作用。外来光源可以是日光，也可以是人为光源，人为光源可以由灯光开关控制，也可以由点火开关的RUN挡或ACC挡控制。

液晶显示器是一种新型的非发光型平板显示器，构造:在前、后玻璃板2、3之间夹有一层液晶，外表面分别贴有前偏光镜1和后偏光镜4，在玻璃板的后面放有反射镜5。前面的偏光镜是垂直偏光镜，后面的偏光镜是水平偏光镜。液晶显示的数字或光条是透过垂直偏光镜观看的。液晶分子的排列方式将来自垂直偏光镜的光波旋转90°，这样垂直方向的光波穿过液晶后变成水平方向的光波，水平方向的光波穿过水平偏光镜后到达反射镜，经反射镜反射后按原路反射回去，这时再透过垂直偏光镜看液晶时，液晶呈亮的状态。液晶显示器（LCD）的工作原理a)当液晶不加电场时，液晶将垂直光波旋转90当给液晶加上一个电场时，液晶分子将重新排列，液晶便不能使光波旋转了。来自垂直偏光镜的光波，通过液晶后，仍是垂直方向的光波，垂直光波无法穿过水平偏光镜到达反射镜，这时再透过垂直偏光镜看液晶时，液晶呈暗的状态。液晶显示器（LCD）的工作原理b)当液晶加电场时，液晶不能将光波旋转通过以上分析可知，当液晶不加电压时，光线可穿过液晶到达反射镜，再由反射镜反射回去，观察者可看到液晶呈亮的状态；当液晶加上电压时，液晶分子方向发生改变，并且将不能使光波旋转，来自垂直偏光镜的光波经过液晶后，将不能穿过水平偏光镜到达反射镜，观察者看到的液晶呈暗的状态。这样将液晶制成字符段，分别控制每个字符段的通电状态，即控制哪些字符段呈亮的状态，哪些字符段呈暗的状态，观察者便可在液晶上看到字段了。加到液晶上的方波电压，是通过两块偏光镜与前、后玻璃板上的导电字符段轮廓线接触来实现的。前、后玻璃板上有显示字符段轮廓形状的金属镀膜。液晶显示器本身没有颜色，只能靠液晶显示器前面的滤色膜决定。液晶显示的缺点是液晶为非发光型物质，白天靠日光显示，夜间必须使用照明光源。低温条件下灵敏度较低，有时甚至不能正常工作。3、真空荧光显示器(VFD)

真空荧光显示器是一种主动显示系统，使用寿命长，色谱宽，易与控制电路连接，环境温度适应性强，可改变其显示亮度，能显示数字、单词和柱状图表等。真空荧光显示器实际上是一种低压真空管，它由玻璃、金属等材料构成。汽车用的数字式车速表的真空荧光显示器：真空荧光显示器由灯丝、栅格、阳极和玻璃罩构成。其中灯丝为阴极，与电源负极相接；阳极为涂有磷光物质的屏幕，与电源正极相接，采用的是20字符段图形(也有采用7或14字符段图形)，每个字符段由电子开关单独控制通电状态；在灯丝与阳极之间有栅格，整个装置密封在被抽真空的玻璃罩内。真空荧光显示器的工作原理：

当阴极有电流通过时，灯丝便产生热量，释放电子。由于栅格的电位比阴极的电位高，电子被栅格吸引；而阳极的电压更高，这样一些电子穿过栅格，均匀地打在阳极的字符段上。凡是由电子开关通电的字符段，受电子轰击后发亮；否则，发暗。这样通过控制字符段的通电状态，便可在真空荧光显示器上形成不同的数字。

真空荧光显示器十分明亮，大多数制造厂都作了这样的处理：每当接通灯光开关时，将真空荧光显示器的亮度降至75％，为了白天有足够的亮度，灯光开关的变阻器可使真空荧光显示器的亮度增强。由于真空荧光显示器是一种真空管，这样为保持一定的强度，必须采用一定厚度的玻璃外壳，故体积和质量较大。一、汽车仪表使用注意事项1.拆装注意事项，现分别介绍如下：①拆装组合仪表时，应先拆下蓄电池负极电缆线，以免手触摸仪表板后面线束时造成线路短路。②拆组合仪表装饰面板时，由于固定螺钉是隐蔽的，因此，要仔细查找固定螺钉，否则强行拆卸将会损坏装饰面板。③拆装组合仪表时，应注意仪表板后面的线束插接器及车速里程表软轴接头，一般都带有锁止机构，切忌强拆。④从电路板上拆下仪表表芯、电源稳压器、照明灯及指示灯时，不要损坏印制电路。第四节仪表装置的故障诊断及排除

2.单独更换表芯或仪表传感器时，注意仪表与传感器必须配套使用。3.拆装仪表及传感器时，注意动作要轻，不要敲打。4.电热式机油压力传感器安装时有方向要求。5.仪表与传感器的接线必须可靠。6.电磁式仪表的接线柱有极性之分，不得接错。二、燃油表、冷却液温度表、机油压力表的常见故障的诊断与排除在所有汽车仪表电路中，大部分都配有电源稳压器，而且不论是电磁式仪表还是电热式仪表，又都配有传感器。这样，在仪表故障中，若两个或两个以上仪表同时不工作时，应先检查仪表熔丝和电源稳压器是