Nopeusmittarin kehitys ja tekniikka

Nopeuden mittauksen ensimmäiset konkreettiset tarpeet liittyivät merenkäyntiin ja navigointiin. Jotta merellä pystyttäisiin mittamaan sijaintia, tarvittiin kompassin avulla tiedetyn suunnan ohella kuljetun matkan pituus tietyssä ajassa. Matkan pituus pystyttiin laskemaan laivan nopeuden avulla. Laivan nopeus määrityksessä käytettiin alkeellista, mutta toimivaa menetelmää. Laivan keulasta pudotettiin jokin kelluva puupala veteen ja tiimalasia käyttäen seurattiin paikallaan kelluvaa puupalaa tarkkaillen, kuinka pitkän matkan laiva kulki hiekan valuessa tiimalasin läpi. Näin saatiin selville nopeus, joka mahdollisti valtamerinavigoinnin. Vasta 1900-luvun alussa patentointiin ensimmäinen todellinen nopeusmittari.

Pyörrevirtanopeusmittari

Ensimmäinen toimia mekaaninen nopeusmittari patentoitiin vuonna 1902 saksalaisen keksijän toimesta. Pyörrevirtaan perustuvan nopeusmittarin tekniikka on edelleen tänä päivänäkin yleisesti käytössä. Mittarin toiminta perustuu jousimaiseen kaapeliin, joka yhdistetään kulkuvälineen voimansiirtolaitteeseen. Kulkuvälineen liike pyörittää kaapeliin kiinnitetty magneetti alkaa pyöriä. Pyörimisliike synnyttää pyörrevirran, joka magneettikentässä saa laitteen osoittimen kääntymään samansuuntaisesti pyörimissuunnan kanssa.

Osoitin pysyy ajoneuvon paikallaan ollessa nollassa erillisen vääntöjousen avulla. Nopeuden kiihtyminen kasvattaa magneettikentän voimaa ja siten osoittimen vääntövoima kasvaa vääntöjousta vasten. Tämä voima on suoraan suhteessa kulkuvälineen nopeuteen. Osoittimen vääntökulma jousta vasten kertoo siten ajoneuvon nopeuden. Osoittimen taustalle voidaan siten merkitä nopeusmerkinnät tasaisin välein. Mahdollisimman tarkan nopeuden osoittaminen vaatii aina laitteen kalibroinnin. Kalibroinnissa tarkistetaan, että mittarin nopeusmerkinnät vastaavat kulkuneuvon todellista nopeutta ja tehdään tarvittaessa säätöjä nopeusmittariin.

Elektroninen nopeusmittari

Elektroniset nopeusmittarit ovat yleistyneet ja monissa uusissa kulkuvälineissä ei enää käytetä perinteistä pyörrevirtaan perustuvaa nopeusmittaria. Mittaria on muokattu niin, että vääntöjousen sijasta käytetään voimansiirtolaitteeseen kiinnitettyjä pyörimisnopeusantureita. Nämä anturit lähettävät sähköimpulsseja, jotka kertovat pyörän tai akselin kiertonopeuden. Näistä impulsseista saadaan ajoneuvon nopeus tietokoneen avulla laskettua. Laskennassa oletetaan aina, että ajoneuvon renkaat ovat pitävästi alustassaan. Renkaiden niin sanottu sutiminen johtaa nopeusmittarin vääristymään ja mittari näyttää suurta nopeutta, vaikka ajoneuvo olisi paikallaan. Anturit toteutetaan erillisinä laitteina, jotka kiinnitetään voimansiirtoon tai yhä enenevässä määrin metallilevynä, joka on rakennettu kiinteäksi osaksi voimansiirtotekniikkaa.

Uusissa ajoneuvoissa ja jopa polkupyörien nopeusmittareissa käytetään käytännössä elektronista nopeusmittaria. Se on helppo asentaa ja on toiminnaltaan luotettava ja pitkäikäinen.