Tachometer - Nutzen, Funktionsprinzip und Entwicklung
Ein Tachometer ist ein Gerät, das die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs misst und anzeigt. Diese kann durch eine Tachonadel auf einer Skala erkennbar sein; seltener kommen Balken- oder digitale Anzeigen in Betracht. Im Laufe der Zeit wurden unterschiedliche Funktionsprinzipien entwickelt. Informieren Sie sich über Nutzen, Funktionsprinzip und Entwicklung des Tachometers.
Tachometer - Funktion und Einsatzgebiete
Bei einem Tachomter handelt es sich um ein Gerät, mit dem der Betrag der Gschwindigkeit eines Landfahrzeugs gemessen und dargestellt werden kann. Es gibt in der Regel eine analoge Anzeige, auf der eine Skala mit Zeigertachomter, der Tachonadel, zu sehen ist. Seltener findet man eine analoge Balkenanzeige oder auch eine digitale Ziffernanzeige.
Erfolgt eine Aufzeichnung der Werte, ist die Rede von einem Tachographen oder auch Fahrtneschreiber. Als Anzeiger bezeichnet man den sichtbaren Teil, sofern es sich um ein Geschwindigkeitssignal handelt, das aus einem an Geschwindigkeitssensoren angeschlossenen Rechner stammt.
Abweichungen bei der Geschwindigkeitsmessung eines Autos
Den Tachometer kennt man vor allen Dingen aus dem Straßenverkehr bei Autos oder Motorrädern. Hier wird jedoch nicht die exakte Geschwindigkeit angezeigt, was sicherheitstechnische Gründe hat.
Die Bestimmung des Fahrtempos erfolgt durch die Drehzahl der Räder oder der Antriebswelle. Die Orientierung des Tachos steht dabei mit einer fixen Radgröße in Verbindung.
Reifenluftdruck sowie die Profiltiefe varrieren jedoch. Aus diesem Grund treten Ungenauigkeiten auf.
Des Weiteren ist festzuhalten, dass die angezeigte Geschwindigkeit das tatsächliche Tempo stets ein wenig übersteigt. Maximal dürfen nach oben zehn Prozent plus 4 km/h Abweichung erkennbar sein, niemals jedoch Abweichungen nach unten.
Um die tatsächliche Höchstgeschwindigkeit bestimmen zu können, nutzt man beispielsweise auch GPS-Daten. Voraussetzung ist ein einwandfreier Empfang von Signalen von mindestens vier Satelliten.
Alternativ kann ein so genanntes Peiseler-Schlepprad zur Anwendung kommen. Es handelt sich um ein genormtes Rad, welches neben oder hinter einem Auto montiert wird.
Die Radumdrehung wird durch optoelektronische und magnetische Sensoren gemessen. Die Errechnung der genauen Geschwindigkeit erfolgt dann aus der Strecke, die zurückgelegt wurde sowie der benötigten Zeit.
Entwicklung
Im Folgenden werfen wir einen Blick auf die Entwicklung des Tachometers.
Tachowellen
Die ersten Tachometer wurden in Form von Drehzahlmessern in Textilmaschinen verwendet. Sie arbeiteten mechanisch und machten sich die Zentrifugalkraft zunutze.
Gemessen wurde die Anzahl der Umdrehungen einer Tachowelle in einer bestimmten Zeit. Später wurde diese Art Tachometer auch auf Lokomotiven verbaut.
In der Praxis zeigte sich aber, dass Tachowellen einige Nachteile boten. Zum einen litten sie unter großem Verschleiß, zum anderen gaben sie die Messergebnisse oft nur ungenau wieder. Größere Reibung führte nämlich dazu, dass die Tachowelle nicht völlig rund lief und zu ruckeln begann.
Insbesondere auf Lokomotiven wurde die Tachowelle gegen einen Drehmelder ausgetauscht, bei dem es sich um einen Transformator handelte. Seine Aufgabe bestand darin, einen Wirbelstromtachometer anzutreiben.
Der Wirbelstromtachometer erzeugte durch die Rotation eines Magneten Wirbelströme. Vor dem Magneten befand sich eine Anzeige aus Aluminium, welche die Form einer Scheibe aufwies und mit einem Zeiger ausgestattet war. Durch eine Rückstellfeder wurde die Scheibe gesichert.
Je schneller der Magnet sich drehte, desto höhere Feldenergien entwickelten sich. Auch die Krafteinwirkung auf die Rückstellfeder nahm zu.
Diese wiederum beeinflusste die Winkelauslenkung der Aluminiumscheibe. Auf einer Skala ließen sich relativ genaue Geschwindigkeitswerte ablesen. Das Gerät wurde auch als Drehmelder bezeichnet.
Tachogeneratoren
In der Vergangenheit wurden häufig auch Tachogeneratoren eingesetzt, die eine von der Magnetstärke abhängige Drehzahl lieferten. Unterscheiden ließen sich dabei Gleichspannungs- und Wechselspannungsgeneratoren.
Der Vorteil des Tachogenerators war seine Robustheit. Ein Nachteil war, dass sich besonders langsame Rotationen nicht erfassen ließen.
Inkrementalgeber
Tachogeneratoren wurden zwischenzeitlich von Inkrementalgebern abgelöst. Dies sind Sensoren, die Lageveränderungen oder durch Drehbewegung ausgelöste Winkelabweichungen erkennen können.
An jedem Rad von modernen Fahrzeugmodellen befindet sich ein Geber, der die Anzahl von Impulsen innerhalb eines bestimmten Zeitraums weitergibt. In der Fachsprache ist dies die Periodendauer zwischen Signalflanken.
Je nach Tacho-Modell lassen sich die Zeiger gleichmäßig von einem Schrittmotor bewegen, dem Temperatureinflüsse nichts ausmachen. Die Anzeige der Messwerte kann für sich allein oder in Verbindung mit anderen Anzeigen an sogenannten Kombiinstrumenten erfolgen.
