Содержание

Почему спидометр показывает скорость отличную от GPS-навигатора

Спидометр показывает скорость отличную от показаний скорости навигатора потому, что принцип измерения скорости у этих приборов — разный. И точность измерений тоже разная (на спидометр влияет больше факторов, чем на GPS).

Для тех, кому лень читать длинную заметку, скажу просто:

ЧТО ТОЧНЕЕ: СПИДОМЕТР или НАВИГАТОР? Автомобильный навигатор (или любая система GPS) всегда показывает более точные значения скорости, чем любой автомобильный спидометр.

Тем же, кто хочет разобраться почему так, и что с этим делать, и как можно учесть эти поправки — рекомендую прочитать статью до конца. Также, здесь будет рассмотрен вопрос, как диаметр шин влияет на точность измерения скорости спидометром.

Кстати, автомобильный одометр (счетчик расстояния) тоже «небезгрешен», и производители авто очень любят «подкручивать» его так, чтобы он также немного завышал показания (но это уже не на всех автомобилях). Почему так, и как это определить, можно прочитать в заметке по ссылке ниже:

Почему показания одометра не совпадают с показаниями навигатора (или с расчетом расстояния по электронной карте), как это определить и учесть, и как с этим бороться — описано в отдельной заметке.

Но вернемся пока к спидометрам. Для начала, одна простая истина, известная каждому метрологу (специалисту по измерительной технике):

Любые измерительные приборы «врут». Все и всегда.

Это первый закон метрологии. Не только автомобильные приборы обманывают, а любые, все.

Например, я полжизни летал на самолетах в качестве штурмана, так там тоже приборы «врут», и приходится учитывать поправки к их показаниям, чтобы получить значения близкие к реальным.

Так что вопрос не в том, «врут» приборы или нет (врут всегда), а вопрос в том, насколько они врут? И важно ли это для нас? И стоит ли это учитывать? И как это учитывать?

Вот с этим и попробуем разобраться в сильно упрощенном виде, без формул и графиков (они не нужны 99% людей), а те, кто хотят «копнуть» вопрос более глубоко, всегда могут попытаться найти данную информацию на специализированных форумах.

Если вы — человек внимательный, то наверняка замечали такие же несоответствия, при выполнении поездок (собственно, поэтому, и начали искать ответ на этот вопрос).

Не вдаваясь в формулы (по возможности) и опуская другие малоинтересные технические подробности, расскажу, почему так происходит. Но сначала, общие пара общих моментов.

От чего зависит точность показаний спидометра

Точность работы этого прибора, (как и всех других измерителей каких-либо параметров), зависит от их погрешностей. Как и все остальные измерительные приборы, спидометры имеют свои погрешности: инструментальные, методические и дополнительные.

Абсолютно точных приборов — не бывает, и, более того, (любой метролог вам подтвердит), никогда невозможно измерить абсолютно точно ту, или иную величину. Да оно, зачастую, и не нужно, как правило. Зачем нам знать, например, скорость автомобиля, с точностью до 0,001 километра в час?

Немного общей информации о погрешностях измерительных приборов

Для того, чтобы лучше понимать остальной материал, расскажу в трех абзацах немного теории, чтобы было проще понять, так сказать, откуда «ноги растут» у всех ошибок измерительных приборов. А растут они, как и было сказано выше, из погрешностей измерений. Погрешности эти, бывают трех видов:

Инструментальные погрешности — это погрешности, которые вызываются несовершенством принципа действия, низкой точностью сборки прибора, неточностью градуировки его шкалы и т.п., то есть — определяются точностью самого инструмента измерения (например, сравните точность измерения длины с помощью штангенциркуля и с помощью китайской рулетки).

Как правило, такие погрешности вычисляются и устраняются еще на заводе, после калибровки прибора, путем введения соответствующей поправки в вычислитель.

Также, свои инструментальные погрешности имеют и датчики, измеряющие ту или иную величину.

Методические погрешности — это погрешности, обусловленные несовершенством используемого метода измерения, а также упрощениями и допущениями, положенными в основу методики измерения.

Методов измерения скорости в автомобилях — существует несколько, но среди них нет ни одного идеального, все имеют какие-либо недостатки.

В одних случаях, контролируется скорость вращения вторичного вала коробки передач и по ней рассчитывается число оборотов ведущего колеса за единицу времени, и, исходя из этого и из радиуса колеса — вычисляется скорость движения (в основном это касается автомобилей с задним приводом).

А на переднеприводных машинах, зачастую измеряют скорость с помощью привода левого переднего колеса. Значит, к погрешности спидометра и влиянию размера шины прибавляется эффект от закругления дороги: на поворотах влево «приборная скорость» чуть меньше, чем посередине машины (левое колесо за тот же промежуток времени проходит меньший путь), а при поворотах вправо – чуть больше.

Существуют и другие методы измерения скорости применяемые в автомобилестроении, но в конечном счете, большинство из них сводится к подсчету числа оборотов одного из ведущих колес за единицу времени.

Каждый производитель выбирает метод определения скорости, исходя из каких-то своих соображений. Но каждый из этих методов имеет какие-то свои недостатки. Как правило, эти погрешности производитель тоже пытается учесть еще на этапе производства и ввести соответствующие поправки.

Дополнительные погрешности — это погрешности вводимые в измерения пользователем прибора и внешними условиями.

Если прибор (и датчики, которые он использует), работают в условиях отличных от нормальных (идеальных), то есть, тех, на которые они рассчитаны, и при которых они испытывались и калибровались, то возникает дополнительная погрешность, изменяющая общую погрешность измерений в ту или иную сторону.

К дополнительным погрешностям относятся, например: температурная, вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной; установочная, обусловленная отклонением положения прибора или датчика от нормального рабочего положения, (если такие требования есть) и другие.

Также, к дополнительным относятся и погрешности, вводимые самим пользователем измерительного прибора (в случае с автомобилем — спидометра и одометра).

Например, «обул» хозяин резину, несоответствующую стандарту определенному производителем, спидометр и одометр будут врать. Шина разогрелась от длительного движения (изменилось давление внутри нее)? — опять погрешности измерения.

Потому что диаметр колес изменился, а они (приборы) об этом и не знают, а в вычислитель заложен стандартный для данного автомобиля типоразмер шин, который они принимают для расчетов.

И так далее. Эти дополнительные погрешности производитель не может учесть никак. Зато их можете учесть вы (если это вам зачем-то нужно). Об этом и пойдет речь ниже.

Погрешность и поправка — в чем разница

Погрешность — это величина, на которую «врет» измерительный прибор (любой) в силу разных причин (см. выше каких).

Если имеется в виду одна из погрешностей, то она называется по названию причины ее возникновения: дополнительная погрешность, методическая погрешность, инструментальная погрешность.

Если имеется в виду общая погрешность прибора (как сумма всех возможных его погрешностей) то она называется «суммарная погрешность».

Поправка — это величина, которую нужно прибавить к величине измеренной прибором, чтобы получить значение близкое к реальному.

Поправка всегда добавляется к показаниям прибора со своим знаком. То есть, если поправка положительная, то она прибавляется к показаниям прибора, если поправка имеет отрицательное значение, то она вычитается.

Что показывает скорость точнее: GPS (навигатор) или спидометр

Поскольку у GPS инструментальные и методические погрешности заведомо меньше чем у спидометра, а дополнительные погрешности отсутствуют как класс (GPS-ке все равно, какой у вас диаметр шин, или каково давление в них, какова температура за бортом, насколько точно работают датчики измеряющие число оборотов чего-нибудь, какие поправки введены производителем в вычислитель и т.п.), то можно смело утверждать, что:

GPS или спидометр? GPS (навигатор) всегда показывает скорость движения гораздо более близкую к реальной, чем любой штатный автомобильный спидометр.
(! Но тоже не идеально точную.)

Некоторое влияние на точность показаний GPS может оказывать положение спутников, но для средних широт эта проблема не так актуальна. Она более характерна для арктических и антарктических областей планеты (т.е. нас это не касается особо).

Некоторое влияние на точность измерений скорости GPS могут также оказать и высотные дома вдоль дороги, или горы, деревья (сужается видимый горизонт, и система может потерять некоторые спутники), но это тоже не столь характерное явление, проявляющееся кратковременно.

Также, GPS в силу некоторых методических погрешностей алгоритма расчета скорости на этапах разгона и торможения автомобиля, измеряет скорость с некоторой задержкой (с запаздыванием), и на этих этапах, ее точность хуже, чем у штатного спидометра.

Но нас больше интересуют участки с установившейся, или плавно и незначительно изменяющейся скоростью (так как это основной режим движения), поэтому, этими погрешностями мы можем пренебречь.

На участках с установившимся режимом движения, GPS измеряет скорость точнее штатного спидометра.

Погрешности спидометра заложенные производителем

Кроме того, еще есть один «секрет» автопроизводителей (который, в принципе, известен всем, кто интересовался темой ранее), касающийся правил измерения скорости на автомобиле:

СЕКРЕТ СПИДОМЕТРА Все спидометры, на автомобилях всех производителей настроены так, что они всегда завышают показания скорости на величину 3-10% от фактической скорости (конкретная величина завышения устанавливается производителем).

Разумеется, утверждение приведенное выше, верно при условии, что спидометр исправен, датчики, которые он использует для измерения — «живы» и выдают правильные показания, а комплектация автомобиля резиной (типоразмер шин) и давление в них, соответствуют рекомендованным производителем авто.

При соблюдении всех требований, спидометр будет вам показывать скорость завышенную на те самые 3-10%, о которых говорилось выше.

То есть, когда вы едете по дороге, и спидометр вам показывает скорость ровно 100 км/ч, на самом деле, ваша фактическая скорость, будет 90-97 км/ч (то есть ниже, чем вы думаете).

Величина завышения скорости спидометром, задается производителем автомобиля и может отличатся от марки к марке и от модели к модели. Как правило, в среднем она составляет около 5% во всем диапазоне измерения.

ЗАЧЕМ ЭТО СДЕЛАНО?

Во-первых, существует Правило ЕЭК ООН №39, регламентирующее этот вопрос в производстве автомобилей (вернее, спидометров для них). В нашей стране оно реализовано (введено в действие) в виде ГОСТа Р41.39-99 (действовал до сентября 2018 года, что введено вместо него пока не знаю, но что-то похожее есть точно).

Но как бы то ни было, этот ГОСТ (Правило) касалось всех авто произведенных до сентября 2018-го (и в Европе, и у нас).

Редко какой момент производства зарегламентирован так, как производство автомобилей, (разве только самолетов). Кстати, пресловутые экологические нормы (или стандарты чистоты выхлопа) «Евро» (Евро-1, Евро-2, Евро-3 и так далее) — это тоже их (ЕЭК ООН) проделки.

Так вот, это правило устанавливает норму, что исправный спидометр автомобиля всегда должен или завышать измеряемую скорость, (но на величину не более 10%+4 км/ч), или показывать ее абсолютно точно. Занижать измеренную скорость спидометр не должен никогда.

Всё. Все производители автомобилей должны следовать этому стандарту (и они следуют).

Вот как это сформулировано в документе:

5.3 Скорость по прибору никогда не должна быть меньше истинной скорости. При значениях скорости, предусмотренных для испытаний в 5.2.5, между этими значениями должно соблюдаться следующее отношение между скоростью, указываемой на шкале спидометра (V1) и истинной скоростью (V2):

0 ≤ V1 — V2 ≤ V2/10 + 4 км/ч

Расшифрую формулу для гуманитариев.
Погрешность спидометра (величина V1 — V2) никогда не должна быть меньше нуля (хотя при этом допускается нулевая погрешность прибора), но при этом погрешность должна быть все же меньше, чем 10% от истинной скорости (V2/10 — это 10% от V2) плюс 4 км/ч.

Таким образом, выбор величины поправки к спидометру отдан на откуп производителя, но ограничен рамками: от нуля до 10%+4 км/ч. Какую погрешность для спидометра выберет завод — это его право, лишь бы она соответствовала правилам.

Но здесь есть и во-вторых. Производители автомобилей и сами перестраховываются, чтобы не попасть впросак. Выше уже говорилось, что никогда невозможно абсолютно точно измерить какую-либо величину.

И датчики, и сам спидометр, и его вычислитель всегда имеют некоторые погрешности (о чем говорилось выше). После сборки автомобиля, спидометр проходит проверку и калибровку, которая учитывает все погрешности.

И, в принципе, на этом этапе прибор можно было бы откалибровать так, чтобы он показывал скорость достаточно точно (допустим, с превышением всего 0,5 км/ч). Но так не делают. Почему?

Потому что со временем, (в процессе эксплуатации), условия измерений будут меняться: датчики будут потихоньку терять чувствительность, шестеренки в приборе будут изнашиваться (если они там есть), контакты будут окисляться (т.е. сигналы будут проходить с искажениями) и т.п. и общая точность измерений, под влиянием этих факторов будет снижаться. И этот процесс неизбежен.

Кроме того, всегда есть некоторое влияние дополнительных погрешностей (даже износ шин = уменьшение их диаметра на несколько миллиметров — и то влияет на точность измерения скорости).

Накопление этих ошибок измерения может привести (и приведет) к появлению погрешностей измерения скорости (не огромных: 1-3%), но тем не менее, они будут появляться.

И здесь возникает вопрос: а в какую сторону начнет «привирать» изначально точно откалиброванный спидометр, в результате суммарного воздействия всех этих факторов?

И точного ответа на него нет, и быть не может. Может быть, он будет завышать скорость, а может и занижать. Если будет завышать — для производителя не страшно, а если начнет занижать, то у производителя могут возникнуть проблемы.

Начиная с того, что как только спидометр начнет занижать скорость, он будет считаться неисправным (помните? погрешность измерения скорости не должна быть меньше нуля).

И заканчивая тем, что во многих европейских странах штрафы за превышение скорости начинаются с превышения скорости на 1 км/ч. И если спидометр будет занижать показания скорости, то владельцы автомобилей, «затаскали» бы производителей авто по судам, за то, что они (владельцы) получили штрафы за превышения скорости, которых они не совершали.

Представьте: едет человек по автомагистрали, выдерживая по спидометру разрешенную там скорость — ровно 130 км/ч (то есть, не нарушая ничего).

Но поскольку у него спидометр (по вине производителя) занижает реальную скорость, допустим, на 5%, то фактически, он будет двигаться со скоростью 137 км/ч, и получит штраф за превышение.

И как вы думаете, к кому будут адресованы претензии владельца, когда выяснится (а это выяснится раньше или позже), что спидометр (на исправной машине укомплектованной штатной резиной и т.п.) занижает реальную скорость? Конечно, к производителю.

А производителю это не нужно, потому что в этом случае, он рискует и репутацией, и возможностью «попасть на деньги» (штрафы-то там будут ого-го, в таком случае).

Вот поэтому, после проверки и калибровки спидометра, производителем в него и вводится поправка, завышающая измеренную скорость на несколько процентов, чтобы перекрыть все возможные мелочи возникающие в процессе эксплуатации, которые могут повлиять на точность измерения.

Размер этой поправки завышающей скорость — зависит от производителя автомобиля, от марки, модели, года выпуска автомобиля.

Например, на моей старой машине (1999 года выпуска) спидометр завышал показания на 10%, а на новой машине, спидометр завышает скорость на 5% (автомобили одного производителя).

Во-третьих, при завышении скорости спидометром, безопасность движения немного увеличивается.

Водитель думает, что он едет со скоростью 130 км/ч (это ему спидометр столько показывает), а фактически он движется со скоростью, например, 120 км/ч, а это уже пусть немного, но безопаснее.

В-четвертых, и в прочих. Даже такая неизбежная вещь, как износ протектора шин (т.е. по сути небольшое изменение диаметра покрышки), вызывает дополнительную погрешность измерения скорости (до 1,5%).

Давление в шинах тоже играет роль, не говорю уже о том, что иногда владельцы ставят резину не соответствующую стандарту производителя авто.

В общем, подводя итог: на точность измерения скорости влияет достаточно много факторов не зависящих от производителя. Вот поэтому производитель и закладывает на этапе изготовления завышающую поправку в прибор, (на всякий случай), чтобы он (прибор) в любом случае показывал скорость чуть-чуть выше, чем она есть на самом деле.

Как диаметр колеса влияет на погрешность измерения скорости спидометром

В общем случае, если у вас стоят колеса штатного размера (рекомендованного производителем для вашей модели автомобиля), то погрешность измерения скорости, будет определяться поправкой заложенной производителем.

То есть, ваш спидометр будет завышать скорость на величину (те самые упомянутые 3-10%), заложенную на заводе-изготовителе. Также, по мере износа покрышек, эта погрешность будет изменяться в сторону увеличения, (до 1,5% примерно).

То есть, например, у моего автомобиля, на новой резине погрешность составляет 4% (т.е. прибор показывает 100 км/ч, когда на самом деле скорость 96 км/ч).

А по мере износа покрышек (диаметр колеса уменьшается), эта величина приближается к 5% (т.е. прибор показывает мне 100 км/ч, когда фактическая скорость всего 95 км/ч).

Общее правило таково: С уменьшением диаметра колеса от нормального (штатного, установленного производителем), спидометр будет завышать измеренную скорость.
С увеличением диаметра колеса от нормального, прибор будет скорость занижать.

Величина этой погрешности будет расти пропорционально отклонению нового размера шин, от размера заданного производителем.

Например, если новый диаметр колеса больше нормального (стандартного, штатного) на 3%, то спидометр будет занижать скорость на эти же 3%. Верно и обратное утверждение.

Ниже приведен рисунок, который наглядно объясняет зависимость изменения погрешности измерения скорости автомобильным спидометров, в зависимости от изменения диаметра колеса, относительно штатного:

То есть, допустим, ваш прибор при стандартном типоразмере шин, завышает скорость на 5%, (т.е. когда он вам показывает 100 км/ч, ваша скорость фактическая будет равна 95 км/ч).

Если вы поставите покрышки которые изменят диаметр колес на 3% в меньшую сторону, то он вам будет показывать 100 км/ч, когда ваша фактическая скорость, будет составлять 92 км/ч. То есть, к поправке заложенной производителем (5%), добавится и введенная вами поправка (еще 3%), и прибор начнет врать на 8%.

Если поставите колеса большего диаметра чем положено, то ваш спидометр будет занижать скорость на меньшую величину, чем это заложил производитель.

Возвращаясь к примеру выше, то если вы поставите колеса диаметром больше стандартного на 3%, то из поправки заложенной производителем (5%), эти 3% отнимутся, и прибор будет показывать вам 100 км/ч, когда ваша скорость будет 98 км/ч.

Переусердствовав с размером резины в сторону увеличения, можно дойти до того, что прибор начнет занижать скорость слишком сильно (т.е., показывать вам, например, скорость 100 км/ч, когда фактическая будет 103 км/ч — что может привести к дополнительным штрафам за превышение).

Впрочем, крайне не рекомендуется ставить шины, отличающиеся от нормальных (штатных) по диаметру, более чем на 3% (в любую сторону) — это вам расскажут в любом нормальном шинном магазине.

Потому что кроме точности измерения скорости (это вторично), типоразмер шин влияет и на площадь пятна контакта, а, соответственно и на то, как автомобиль будет держать дорогу, тормозить, разгоняться, аквапланировать, расходовать топливо.

На самом деле эти параметры рассчитываются инженерами, и там все довольно серьезно. Поэтому, кстати, не стоит пренебрегать требованиями производителя при выборе размера резины — они установлены не просто так.

Как диаметр колеса влияет на погрешность измерения скорости, вы можете сами посчитать сами (если вам интересно) используя т.н. «шинные калькуляторы», например, этот, или этот, или любой другой по вашему выбору.

Поэкспериментируйте, по-подставляйте значения размеров шин, и посмотрите, как будет меняться поправка к скорости (в дополнение к той, которая уже заложена производителем), в зависимости от изменения диаметра покрышки.

Зачем нужно знать о погрешностях измерений спидометра

И что делать с этими знаниями? Это зависит от вас. Можете ничего не делать, и жить как жили до прочтения этой заметки — нет проблем.

Единственное, что можете запомнить, так это то, что не нужно впадать в панику перед проездом очередной камеры измеряющий скорость на дороге, и ехать медленнее «на всякий случай».

Во всяком случае, не стоит так делать, если вы не вносили никаких изменений в конструкцию машины, и используете резину штатного (рекомендованного производителем) типоразмера.

Едете вы, например, (по России), со скоростью 110 км/ч по своему спидометру (при разрешенных 90), и видите камеру — ну и едьте себе спокойно. Не нужно сбрасывать до 105 или 100 км/ч (и уж тем более, до 90). Производитель уже позаботился о том, чтобы вы не получили штраф.

Потому что, когда вы едете 110 км/ч по своему спидометру, ваша фактическая скорость все равно будет ниже на 3-7-10 км/ч (кто ездит с навигатором, тот это знает). То есть, штрафа не будет. Точно.

Сам так езжу много лет. Даже больше скажу: под радар спокойно иду по спидометру 112-113 км/ч (навигатор при этом показывает 107-108 км/ч), и нет проблем никогда с этим, ни одного штрафа я не получал ни разу.

А на самом деле, знание величины погрешности своего спидометра, позволяет ездить немножко (на величину погрешности спидометра) быстрее всех, не нарушая при этом ПДД, и не боясь получить штраф.

Более подробно о погрешностях измерения скорости радарами в Европе (да и у нас) а также о том, с какой скоростью можно там ездить не боясь совершить нарушение — смотрите в отдельной заметке.

Как определить поправку спидометра для автомобиля

Определить поправку спидометра, то есть, величину, на которую он завышает или занижает реальную скорость, несложно. Для этого потребуется навигатор (GPS) и немного свободного времени.

Для определения поправки спидометра, выезжаете за город (лучше, в нерабочее время, когда поменьше машин), выбираете кусок дороги на котором вы сможете выдерживать постоянную скорость хотя бы минуту (чтобы вам никто не мешал).

Разгоняетесь ровно до 100 км/ч по вашему спидометру (если есть «круиз-контроль», то задаете эту скорость), и смотрите в это время на показания скорости по GPS (желательно, не теряя контроля за дорогой).

Смотреть на GPS-ку нужно не «мельком», а достаточно внимательно, хотя бы с минуту, при необходимости, осредняя ее показания. Вы увидите, какую скорость она вам покажет. Эта скорость будет тоже не идеально точной, но она будет гораздо ближе к реальной, нежели определенная спидометром.

Вот разница между скоростью по GPS и скоростью по вашему спидометру — и есть та самая поправка к скорости для вашего спидометра. Причем, если для определения поправки используется скорость ровно 100 км/ч, то полученная сразу в процентах.

Можно использовать и другую скорость для расчета погрешности спидометра (90 или 110 или 130 км/ч — чем больше скорость, тем заметнее будет разница), но тогда придется уже брать карандаш, чтобы пересчитать поправку. Формула примитивна:

Поправка спидометра в % = (1 — VGPS / Vсп )* 100;

где: VGPS — скорость по GPS; Vсп — скорость по спидометру.

Если поправка получилась положительной, то это значит, что спидометр завышает реальную скорость (это нормально), если получилась отрицательной — то занижает (а вот здесь нужно уже разбираться почему: или колеса слишком большие стоят, или датчики «пошаливают», или сам спидометр грешит, может, контакт где-то «гуляет» и т.п.).

Допустим, при постоянной скорости по спидометру ровно 100 км/ч, навигатор показывает вам скорость 96 км/ч. Значит, у вас поправка спидометра составляет 4% (спидометр завышает фактическую скорость на 4%), при данных фактических условиях (размер шин, давление в них, уровень износа и т.п.).

Но учтите, что если вы поменяете, например, резину на другой типоразмер, то эта поправка немного (или «много» — смотря что на что поменяете) изменится, о чем говорилось выше.

Таким образом, надо будет ее вычислить (измерить) заново. Если типоразмер будет тот же, но резина будет новая, то поправка тоже изменится, но уже не так существенно (до 1,5% максимум). Учитывайте это, если есть необходимость.

* * * * *

На этом, заметку про то, почему спидометр показывает скорость отличную от показаний GPS, от чего зависит точность измерения скорости спидометром, как размер шин влияет на точность определения скорости спидометром, я закончу. Подводя, вкратце, итоги:

  • Спидометр «врет» всегда.
  • GPS определят скорость точнее спидометра.
  • Поправки к спидометру можно вычислить и учитывать при поездках.

Вот, собственно, и всё. Выводы же (нужно это вам принимать во внимание или нет) — каждый делает сам для себя. Кому нужно — имейте информацию приведенную выше в виду.

Почему одометр (спидометр) показывает расстояние отличающееся от расстояния по карте (по GPS-навигатору) и что точнее

Автомобильный одометр (измеритель пройденного расстояния) показывает расстояние отличное от показаний навигатора (или карты) потому, что принцип измерения принцип измерения расстояния в этих случаях — абсолютно разный.

Навигатор (или электронная карта, вроде карты Гугла), рассчитывает расстояние между двумя точками по дороге (или по прямой), по достаточно сложным, но очень точным формулам сферической тригонометрии.

Точность вычислений — десятки метров. Максимум — пара сотен метров, зависит от общего расстояния маршрута и точности используемой программой карты (цифровой модели местности). Ну, а в настоящее время, карты достаточно точные.

Одометр же, вычисляет пройденное расстояние либо по данным измерения скорости спидометром автомобиля (который измеряет скорость далеко не идеально точно), либо, по числу оборотов колеса (что тоже не совсем точно).

Кроме того, производители зачастую сознательно вносят погрешности в точность измерений спидометра и одометра, заставляя их немного завышать показания.

Для тех кому лень читать всю заметку, открою интригу сразу:

ЧТО ТОЧНЕЕ: ОДОМЕТР или НАВИГАТОР? Любая современная навигационная программа, определяет (показывает) пройденное автомобилем расстояние, точнее, чем автомобильный одометр.

Тем, кому интересно знать почему так, и что с этим делать, и как можно учесть эти погрешности, рекомендую прочитать заметку до конца.

От чего зависит точность показаний одометра

Точность работы этого прибора, (как и всех других измерителей каких-либо параметров), зависит от его погрешностей измерения. Как и все остальные измерительные приборы, одометр имеет свои погрешности: инструментальную, методическую и дополнительную.

Одометр же, как и любой измерительный прибор, тоже «врет». По тем же причинам, что и спидометр. Инструментальная и методическая погрешности всегда присутствуют, и величина, на которую будут отличаться показания одометра от реальной дистанции, будут зависеть от этих погрешностей.

Более подробно о погрешностях приборов рассказано в заметке про то, почему есть разница между показаниями спидометра и навигатора — можно посмотреть по ссылке. Там же описано все, про автомобильный спидометр — зачем он завышает показания, насколько завышает, как это вычислить и т.п.

Причем, иногда одометр «врет» на величину одинаковую со спидометром (как, например, на моей машине), а иногда, на некую другую величину (как на моей старой машине).

Величина, на которую будет обманывать одометр, задается (как и в случае со спидометром) производителем автомобиля.

В принципе, производителю никто не мешает откалибровать одометр так, чтобы он показывал пройденное расстояние с минимальной погрешностью (порядка десятых долей процента).

На безопасность движения, и на нарушение скоростного режима (в отличие от поправок к спидометру) это никак не влияет. Но здесь открою «секрет»:

Производителю не выгодно, чтобы одометр показывал пройденное расстояние идеально точно.

Ему всегда выгоднее, чтобы он тоже немного завышал пройденное расстояние. Немножечко так. Чуть-чуть.

Зачем производитель закладывает погрешность измерения в одометр

В отличие от погрешностей заложенных производителем в спидометр (на исправных автомобилях спидометры завышают измеренную скорость на 3-10%), в случае с одометром, причина банальна — деньги.

Во-первых, не секрет, что многие автопроизводители, значительную часть средств (кроме продажи автомобилей) получают от проведения их технического обслуживания.

Значит, чем быстрее будет крутиться одометр, тем чаще клиент будет заезжать на сервис для выполнения планового обслуживания автомобиля, и тем больше денег он принесет.

Во-вторых, расход топлива. Известно же, что чем меньше расход, тем лучше для потребителя (в массе). Поэтому, всеми правдами и неправдами, расход топлива нужно уменьшить, (в том числе и фиктивно) — это уже простой маркетинг.

Поэтому, зачастую производитель не видит большого греха в том, чтобы слегка «подкрутить» одометр в нужную ему сторону. В «нужную» — это чтобы одометр слегка завышал измеренное им пройденное расстояние.

Зачем это нужно — подробно разобрано ниже. Общая причина — указана в самом начале этой части заметки (деньги).

Чудеса с расходом топлива и маркетинг

Из вопроса точности показаний одометра, (а точнее того, почему производителю выгоднее, чтобы одометр немного завышал показания), «выплывает» вопрос связанный с учетом расхода топлива бортовым компьютером.

Не с мгновенным расходом, а со средним, то есть тем, который выражается в литрах на 100 км пути. Это достаточно важная маркетинговая величина, и чем она меньше, тем производителю легче продать автомобиль.

КАК ПОКАЗАНИЯ ОДОМЕТРА, ПОЗВОЛЯЮТ «УМЕНЬШИТЬ» РАСХОД ТОПЛИВА

Дело в том, что практически во всех современных автомобилях, средний расход топлива (тот, который выражается в литрах на 100 км пути), считается бортовым компьютером по простой формуле:

Расход общий (литров) / Пройденное расстояние (км) * 100;

Расход топлива общий — рассчитывается по сумме мгновенных расходов, и учитывается максимально точно (чтобы точно показать вам остаток топлива в баке на экране компьютера, если такая функция там предусмотрена).

А вот пройденное расстояние берется для расчета по данным одометра. И чем большее расстояние накрутит одометр, тем «меньше» будет средний расход.

КАК ТАК? А ВОТ ТАК:

Если одометр завышает показания на 5%, то когда автомобиль реально пройдет, допустим, 160 км пути, одометр покажет пройденное расстояние равное 168 км (= 160 км + 5%). Допустим, за этот путь, вы израсходовали фактически 11,5 литров топлива.

Какой будет фактический средний расход топлива?

Средний расход топлива фактический = 11,5 / 160 × 100 = 7,2 л/100 км.

Это нормально. Отличный расход. Но какой расход покажет вам бортовой компьютер?

Средний расход по компьютеру = 11,5 / 168 × 100 = 6,8 л/100 км

— увидите вы на экране.

Ну? И какой цифре будет больше рад глаз маркетолога, и директора отдела продаж данной фирмы? Да и ваш тоже? Какую цифру лучше указать в рекламном буклете? : )

А всего дел-то, «подкрутить» счетчик расстояния на 5%… Плевое дело! И почти незаметное (на «городских» расстояниях).

Вот и получается, что у одного и того же автомобиля, одновременно есть два расхода: фактический (реальный), и «маркетологический» (если можно так выразиться) — тот, которым можно похвастаться.

Показания одометра и плановое ТО

Кроме того, при таким образом подогнанном счетчике, владелец будет заезжать на сервисный центр для планового обслуживания автомобиля почаще, что принесет дополнительную прибыль.

Допустим, плановое ТО положено выполнять один раз в 15000 км. Вы намотали их по счетчику и поехали на обслуживание. Но фактический пробег-то будет не 15 тысяч, а меньше на 5% — т.е. всего 14250 км.

Опять выгода! (производителю авто, не вам). Вы чуть чаще заезжаете на сервис, и платите ему за это, разумеется.

Вот такие «невинные шалости», порой случаются.

Почему «порой»? Потому что, возможно, не все автопроизводители «балуются» таким образом. Я не проверял все машины, поэтому, не могу говорить за всех, но на всех машинах, которые я проверил, одометр завышал показания на 1,5-5%.

Специально подчеркну еще раз, что:

Трюк с одометром, возможно, применяется не на всех автомобилях, и не всеми производителями (здесь я не знаю точно), но в некоторых случаях он используется (это я знаю точно).

Зависит это, как вы понимаете, от воли производителя. Как это узнать, и что с этим делать?

Зачем нужно знать погрешность одометра

Для бытовых поездок (внутри города или на небольшие дистанции) знать эту величину не обязательно.

Погрешность одометра нужно знать при организации (планировании) дальних поездок на автомобиле, чтобы по возможности точно посчитать планируемый пробег и расход топлива.

Потому что если планируемый пробег за отпуск составляет 8-10 тысяч километров (или больше, мой, например, крайний отпуск — 14800 км за месяц с небольшим), погрешности одометра будут вылазить «в полный рост».

Поскольку, лично я люблю, чтобы в моих расчетах все было точно (насколько это возможно), то я вычислил для себя, и учитываю эту поправку своего одометра в своих расчетах на поездку.

Например, по маршруту в отпуск, я определил (измерил) расстояние от дома до первой заправки, равное 525 км (по картам Гугл). Это же расстояние мне выдает и навигатор, когда я забиваю в него маршрут.

Но я-то уже знаю, что за счет того, что мой одометр привирает на 5% в большую сторону от фактически пройденного расстояния, реально эту заправку я увижу, когда на счетчике будет не 525 км, а 525 км + 5% = 551 км пройденного расстояния (ну, плюс-минус километр, максимум два — это уже незначительная погрешность).

И так оно и есть потом, в процессе поездки. Ведь разница между 525 и 550 км — уже очень сильно бросается в глаза. Но я не волнуюсь в пути абсолютно на тему: где, же черт возьми, эта заправка?!.

Учет этих погрешностей отражается и в моем плане поездки, в той его части, где я произвожу общий расчет по топливу на поездку (то есть, эту поправку своего спидометра, я учитываю при расчетах сразу).

Вот, например:

Таблица расчета заправок (та, что на рисунке выше), автоматически пересчитывает расстояние расчетное (измеренное на карте), в то расстояние, которое накрутит (покажет) одометр.

Более подробную информацию о расчете потребного количества топлива для дальней поездки, о том, как его определить, как заранее подобрать заправки по маршруту поездки, можно получить, прочитав заметку по ссылке.

Обозначенную выше таблицу расчета расхода топлива на поездку, вы тоже можете использовать для своих целей (она существенно упрощает расчет топлива для дальней поездки). Более подробную информацию про ее использование, а также ссылку для скачивания этой таблицы, можно найти в заметке по ссылке выше.

А вот расчет топлива в этой таблице, ведется по фактическому расходу. Про фактический расход топлива и то, как его определить, рассказано ниже.

Как определить погрешность одометра автомобиля

Ну, с тем, что штатные одометры на автомобилях достаточно часто «врут», это понятно. В этой части заметки рассказывается о том, как определить на какую величину вас обманывает ваш одометр (и обманывает ли вообще).

Вычислить «шутки» производителя с одометром (если они есть), несколько посложнее, чем определить погрешность измерения скорости спидометром.

Для этого нужна статистика, то есть измерение расстояния не 3-5-10 км (на таких дистанциях ошибка в 3-5% будет не заметна практически), а расстояние хотя бы от 100 км и больше, (чем больше — тем точнее будет расчет).

Определение погрешности одометра

Поправку одометра, удобнее всего вычислять, одновременно с определением среднего расхода топлива, о чем рассказано ниже.

Погрешность одометра определяется на контрольном участке, длина которого точно известна (т.е. определена по карте или навигатору).

Для этого, нужно заранее наметить контрольный отрезок пути (желательно за городом), длинной порядка 100 км (это в идеале, для упрощения расчетов — ровно 100 км, но не это обязательно, можно и 90 или 150, но чем длиннее участок — тем точнее будет расчет).

Выехать за город. Обнулить счетчик километража. Забить маршрут (намеченную точку на дороге, выбранную на заданном расстоянии) в навигатор.

Запомнить (записать), расстояние, которое рассчитает GPS от вашего места, до выбранной точки (с точностью до 0,1 км), до начала движения.

Проехать это расстояние. Посмотреть на одометр, записать пройденное расстояние (с той же точностью), и произвести нехитрые вычисления поправки к одометру, по формуле:

Поправка одометра в % = (1 — SGPS / Sод )* 100;

где: SGPS — расстояние вычисленное навигатором (GPS); Sод — расстояние измеренное одометром.

Если полученный результат получился положительным — то ваш одометр завышает измеренное пройденное расстояние на столько-то процентов, если отрицательный — то занижает пройденное расстояние (в чем я сомневаюсь).

Что делать с поправкой к одометру? Учитывать, при желании. Или просто «забить» на эту тему. Если ошибка одометра у вас присутствует, и вы собираетесь ее учитывать, то нужно знать, что:

  1. пройденное расстояние, которое вам насчитывает одометр, будет на несколько процентов больше того, которое вы измерите по карте при расчете маршрута, т.е. на несколько процентов больше фактического;
  2. помнить, что если одометр «привирает», то возможно (но не всегда, это лучше проверить на практике), фактический (реальный) расход топлива будет на несколько процентов выше, чем тот, который показывает вам бортовой компьютер (на столько же выше, на сколько процентов «врет» одометр).

Как определить фактический расход топлива автомобилем

Определение фактического расхода топлива, удобно совмещать с определением поправки к одометру автомобиля. Или совместить его с какой-нибудь поездкой средней длины (на 100-200 км от места своего проживания).

Для того, чтобы максимально точно определить средний расход топлива для своего автомобиля при движении по трассе (если вы его до сих пор не знаете), выполните несколько достаточно простых пунктов.

Во-первых, подберите маршрут для тестовой поездки. Он не должен пролегать по колхозам и пустынным дорогам, наоборот, он должен проходить по максимально загруженным дорогам (федеральные трассы подойдут), т.е. в условиях близких к реальным, которые будут в дальней поездке.

Длина маршрута должна быть не менее 50 км в одну сторону, а лучше, ближе к 100 км (чем длиннее контрольный этап — тем точнее расчет).

Длину контрольного маршрута при определении среднего расхода топлива, необходимо определять по навигатору (или по электронным картам) а не по одометру!

Надеюсь, из заметки выше — понятно почему.

Во-вторых, не нужно смешивать режим расхода топлива городской и трассовый. Лучше всего будет выехать из города на трассу выбранную для испытаний, и заправиться там под горловину (не до «отсечки», а именно под горловину, вручную), на первой же загородной заправке.

Потом обнулить счетчики, и в путь. Проехав километров сто — развернуться, и вернуться к той же самой заправке, где была выполнена заправка перед тестовой поездкой.

И залить также полный бак, под горловину, вручную. В идеале — заправляться на той же колонке, на которой вы заправлялись перед началом испытаний (чтобы учесть возможные уклоны поверхности). Лучше всего это делать на брендовых заправках, там «шутки» с объемом заправляемого топлива минимальны.

Заметьте, запишите с точностью до 0,1 литра, сколько топлива вы заправили (или сохраните чек). Вернувшись домой, спокойно пересчитайте, сколько ваш автомобиль фактически расходует топлива при обычной поездке по трассе. Формула расчета примитивная:

Q ср. факт. (литров на 100 км)= Q факт. / S факт.× 100

где: Q ср. факт. — средний фактический (реальный) расход топлива автомобилем; Q факт. — фактический расход топлива за поездку; S факт. — фактически пройденное расстояние за поездку (по навигатору).

Наиболее точных результатов можно достичь, повторив испытания два-три раза, и затем осреднив полученный результат. Не обязательно гонять машину специально, но при случае (нужно съездить далеко), испытания можно лишний раз повторить.

Кстати, если будете пользоваться моей таблицей для расчетов топлива на поездку, то там надо вводить именно фактический расход топлива, то есть расход топлива по фактическому расстоянию. И расстояния для расчета надо вводить «по карте». Впрочем, об этом подробно написано в заметке по ссылке выше.

Связано это с тем, что свой бортовой компьютер я давно откалибровал так (используя статистику своих поездок, которой у меня полно), что он показывает мне реальные цифры (и пробег, и расход топлива и скорость), поскольку он (этот компьютер) полностью настраиваемый. Так мне удобнее.

* * * * *

Если вы считаете эту информацию полезной — пользуйтесь ей на здоровье. Особенно она актуальна, если вы выполняете (или планируете выполнять) дальние поездки на автомобиле.

На этом, заметку посвященную рассмотрению вопроса почему одометр и карта (навигатор, GPS) показывают разные расстояния, и что точнее, и как определить поправки одометра и фактический расход топлива, я закончу.

CARInfo

Еще один из самых популярных споров среди автомобилистов — о скорости движения. При этом часто ссылаются на то, что спидометр «врет» (он действительно не может занижать показания скорости, но допустимая степень завышения равна 6 км/час + 10% от фактической скорости движения, что приводит к росту допустимой погрешности показаний спидометра пропорционально росту скорости движения в зависимости от фактического радиуса качения колес, сцепления колес с дорогой и т.д.). Отсюда и получаются ВАЗы, «летающие» со скоростью 180 км/час, и т.д. Как контр-доказательство все чаще и чаще используются показания различных GPS-приемников, встроенных в навигаторы, смартфоны и «профессиональные» приборы вроде vbox, которые любят использовать журналисты на тестах. Но насколько можно им доверять? Давайте посчитаем:

В настоящее время GPS позволяет определять точность положения на местности в радиусе не менее 13 метров. Но это при постоянном положении GPS-приемника, когда надо привязаться к местности. В случае же движущегося автомобиля можно рассчитывать на радиус окружности от 5 метров в случае отсутствия серьезных помех для приема сигнала со спутников — плотная городская застройка, плотная облачность, сильный снегопад и т.д.

Но даже эти 5 метров на автомобильных скоростях движения могут, и вносят, существенную погрешность в определение истинной скорости движения автомобиля. Я не знаю, как часто GPS-приемники определяют свое местоположение, но мои наблюдения за логами видеорегистратора DOD GSE550 показывают, что он фиксирует в них свои местоположение и скорость примерно один раз в 1.5 сек. Где-то с такой же частотой изменяются показания скорости в Яндекс.Навигатор, Navitel 5.0.3 и iGO под платформу Android. Поэтому предлагаю посчитать возможную погрешность показаний скорости для случая движения с фактической скоростью 20 м/с (72 км/час) в течение 3-х секунд:

С данной скоростью за 3 сек автомобиль пройдет 60 метров. При погрешности определения местоположения с точностью до 5 метров мы можем получить расчетное пройденное расстояние в пределах от 50 до 70 метров.

Соответственно погрешность определения скорости составляет ±16.67%, что приводит к возможному определению скорости в диапазоне от 60 до 84 км/час. Многовато… Именно по этой причине к показаниям GPS-приемника применяют программную аппроксимацию, которая показывает текущую скорость, опираясь в том числе и на предыдущие показания. В результате указанные выше навигационные программы при равномерном движении со скоростью 80…90 км/час постоянно изменяют свои показания в диапазоне ±3…8 км/час даже при зрительно неподвижной стрелке спидометра. И так как погрешность определения местоположения постоянна, то с ростом скорости движения ее влияние на определение скорости уменьшается. Так, при скорости движения 40 м/с (144 км/час), максимальная погрешность уменьшается в два раза — до 8.33%, что и подтверждается моим опытом: при движении со скоростями 110 и более километров в час скачки показаний скорости в указанных навигационных программах практически отсутствуют.

Обратной стороной медали является то, что при резком и существенном изменении скорости движения (торможении, например) текущие показания скорости по GPS могут существенно отличаться от фактической скорости. Так, на одном из видео с моего видеорегистратора при фактической скорости в районе 40 км/час на видео зафиксирована скорость 74 км/час.

Так что точность показаний скорости по GPS очень сильно зависит от качества приема сигнала со спутников и качества алгоритмов аппроксимации этого сигнала.

Вы можете взять файл с расчетами и изменить его под свои нужды .

Рубрики: Мотоспорт

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *