數字儀表盤的核心是什麼

① 智能汽車數字儀表盤HMI體驗設計

  1. 駕駛負荷

駕駛負荷即由於認知資源有限，大量信息湧入給駕駛員造成的負擔。隨著自動駕駛級別的提升，汽車數字化儀表盤從簡單的車輛行車信息顯示器變成承載車輛信息、車輛與其他信息交互的復雜環境體系。駕駛員在這樣復雜的信息體系中除了需要獲取與駕駛相關的路況、車況信息外還需要及時在各個狀態信息之間進行切換。

2.  情境安全意識

自動化程度越來越高，讓駕駛員有足夠的安全感，但是在某種程度上會使得駕駛員缺乏情境安全意識。現有技術下，已量產發布的自動駕駛僅能達到L3級甚至更低，這意味著某些復雜情境下需要用戶接管車輛的控制權。如今交通瞬息萬變，用戶幾乎需要時時刻刻保持謹惕，隨時做好「接鍋」的准備。坦福大學研究顯示，在3級自動駕駛模式下，用戶所承受的精神壓力負荷反高於普通駕駛，意味著用戶更容易出現疲勞 ，造成安全隱患。

https://v.qq.com/x/page/w1331mtn4l9.html 

AUDI A8 L3自動駕駛場景

   3. 駕駛員情緒

駕駛員情緒狀態是汽車駕駛的一個重要因素。情緒控制人們的行動，「路怒症」即來源於此。一些駕駛行為如果受到情緒的負面影響，會極大地造成安全隱患。車輛數字化儀表盤與傳統移動數字界面不同的是，人們使用這些設備時會盯著屏幕直至完成任務，但在數字化儀表盤使用上，大多數使用情景卻只是在駕駛過程中的匆匆一瞥。如果由於車內界面的可用性差，可能對駕駛員情緒帶來影響。

用戶體驗專家Manfred Tscheligi 對車輛用戶體驗設計因素各個維度的解析圖，包括社會、環境、心理、用戶、系統以及各個元素的相關因子。

本文從Manfred Tscheligi 的車輛用戶體驗設計因素中抽離出與儀表盤交互體驗設計相關的關鍵因素，結合前一部分描述的關於影響儀表盤的設計挑戰，在儀表交互體驗設計可視安全性基礎上，MOMOUX總結出以下儀表盤設計六要素：

【1  可視安全性 】

數字化儀表盤作為整個駕駛系統的大腦。在智能操作系統的環境下，保證數字化儀表盤能在使用期間作為駕駛輔助最大化保障駕駛員安全，在設計的任何一個環節需要將可視化安全性作為首要條件。

   顏色

1 ）   顏色使用規范性：在顏色顯示上，每個像素點的顏色傳達都必須有嚴格的目的性以及規范性。ISO國際規范（詳情參見：《車操縱件、指示器及信號裝置的標志》）上有著車輛信息顯示使用色。顏色的規范統一性有助於駕駛員在潛意識里對信息作分類。

綠色： 安全的、正常的操作方式或工作狀態；

黃色或琥珀色： 需要引起注意的，非正常的操作限制、汽車系統故障，可能導致汽車損害 或其他將來可能導致危險的情況;

紅色： 危及人身安全的或易對設備、系統造成嚴重損害的，具有緊急性。

2）   根據場景顏色及時反饋：可根據場景前後的關聯性，將顏色作為信息精準傳達的一要素。如在速度過高的場景下加入警示顏色，能快速將「需要減速」的信息傳達給駕駛員。

https://v.qq.com/x/page/k1331t2s16h.html

▲ BMW 8 series速度警示場景視頻

圖標

1）   圖標規范性：與顏色規范性類似，需要使用通用標志，且圖標顏色需要嚴格按照規范。（詳情參見：《車操縱件、指示器及信號裝置的標志》）

2）   圖標外輪廓與快速識別的關系:圖標外輪廓的加入可以使得駕駛員在原本熟悉的系列圖標的基礎上，更加快速區分哪些圖標需要快速忽略哪些圖標可暫時忽略。德裔美國心理學家沃爾夫岡·科勒使用Bouba&kiki 效應，如下圖所示：

文本

1）   文本信息盡量簡潔、易讀，保證信息傳達清晰。長篇大論或文字信息表達不清晰容易造成駕駛分心，在信息消化上花費太久時間造成危險。

2）   字體大小適中，在整體上考慮車內駕駛員的視角和字體大小的關系。

3）   選擇清晰、更容易閱讀的字體。

麻省理工學院AgeLab和新英格蘭大學運輸中心以及Monotype研究發現英文字體——Frutiger(humanist)在車機交互中更容易閱讀。

  數據

1）   直觀易懂，將數據轉化為駕駛員想要的數據直接表達出來。通過顯示檔次行程的預計里程、以及預計最大、最小里程，降低用戶里程焦慮，在視覺信息傳達上為用戶提高試用體驗。

2）   可比較性，將不同時間段的駕駛數據進行對比，可以幫助用戶在駕駛任務上進行全局考量、分析。例如：此次駕駛剎車5次，比上次平均耗油量多大約0.2ml（虛擬數據，以實際項目為准）。在這樣的數據參照下，還可以驅使駕駛員逐漸糾正駕駛行為。

【2 品牌感知 】

品牌逐漸從狹義上的LOGO概念逐漸擴大上升到整體感知、使用體驗、反饋等方面，在設計上建立屬於自己的品牌DNA來讓用戶感知，並與其他車型產生差異化。

差異化

在設計之初找到識別車型儀表盤的差異化關鍵點，如特色模塊功能、視覺風格、動畫效果等，並在設計中將關鍵點應用在：有助於提升產品差異化競爭力的功能、產品核心功能模式化的設計語言等。這些能夠體現品牌特色的核心要素，本身要具有很強的響應性，它們會被用戶不斷的看到、用到。

自定義、個性化

根據自身品牌特性為用戶創造個性化服務體驗，或為駕駛員提供可配置的功能。在儀表盤功能上可根據自己喜好自定義界面，讓功能更容易找到和使用。例如：根據品牌屬性建立幾種不同的風格，讓用戶高度自定義選擇；或為用戶創建ID幫用戶「記住」駕駛喜好和自定義設置，確保在另一輛車上無縫駕駛體驗。

【  3 信息場景化 】

前面提到的情境安全意識，在某種程度上來源於駕駛員情境意識不足帶來安全隱患。所以，為用戶進行信息層級梳理，並在適當的場景下為用戶提供最佳信息層級關系，顯得格外重要。

回顧前一部分Audi A8 儀表盤在信息層級優化上的例子：正常情況下檔位和車速作為一級信息左右對稱分布；在導航模式下檔位和車速的信息層級降低，將導航信息作為主要信息展示。在A8上儀表盤導航駕駛情境下，即在正常駕駛和導航模式的X軸和Y軸切換（如圖所示）。（X、Y、Z軸，信息層級幾個維度的概念來自於USTWO公司對儀表設計的研究案例）

X  Y 軸用於對信息進行分類和排列優先順序，有動態和適應性關系。一般基本信息包含：車速、轉速、水溫、油量（電動車是剩餘電量信息）、時間、指示燈、檔位、里程數等信息。其中類似速度顯示的位置和大小（信息層級），取決於該信息對此時的駕駛場景是否重要。

Z  軸顯示的該層級下信息深度上被隱藏的信息，在特殊狀態下顯示，如在遇到緊急情況時。

在釐清三個維度後，在進行場景化時信息更容易結構化、更易於梳理。需要注意的是，同一類型Z軸信息出現方式需要以相同或者類似方式出現，這樣的統一性有助於增加用戶記憶負擔。

1） 將儀表盤根據用戶使用場景進行梳理、盡量將其流程化。

2） 將一定場景下功能進行分類、確定信息優先順序避免重復與遺漏。

3） 對該場景下進行詳細分析，考慮其限制條件與特殊性。

【4 及時性 】

   警告和提示

在車輛監控或者行車活動有特殊情況或安全隱患的情況時，及時預知駕駛員。在駕駛途中，如果提示和警告不夠及時，會帶來嚴重的安全事故。但是對於警告和提示的策略需要注意：

1）   不要過量 ：駕駛員在儀表盤上的注意力極為有限，每一次的提示對於駕駛員來說都是一次打擾，注意提示和警告的頻次和重要程度。

2）   考慮整體性： 在多屏幕協作的HMI狀態下，注意提示和警告的連續和無縫性。在一個系統上面已處理過的通知，最好不需要發送在另一個屏上，可以給予信息上的補充。

   反饋

在駕駛員進行車輛任務或對儀表盤進行操作時，需要給予駕駛員及時性的反饋。特別是在駕駛艙內，及時性反饋可以減少駕駛員分心。例如：駕駛員如果可以及時聽到命令確認，使得視線無需離開前方路面。

【5 一致性 】

按照尼爾森對一致性的說法：一致性能通過提高產出和減少錯誤，改善用戶學習界面的能力和提高生產效率。保持一致性，從某種程度上還能加強駕駛員對品牌元素的認知。在汽車儀表盤交互體驗設計的一致性需要從以下方面解析：

   界面與流程

界面： 整個界面布局需要保證完整有效一致性，駕駛員在不同的情境下才能有一致的方向感和關系。視覺設計的風格設定、視覺效果、品牌傳達是否一致；動效設計的一舉一動、意義表達是否一致。

流程： 在駕駛員操作儀表盤界面時需要有一致的流程體驗，整個操作過程需要讓用戶感覺自然、容易理解、復用經驗效率高等感受，而不是效率低，操作相同卻產生與心理預期不一樣的效果。

   基本設計元素

以品牌為基礎建立具有一致性的設計元素，例如：一個基本的交互控制項需要貫穿整個儀表盤界面。不僅如此，基本元素例如圖標、形狀、顏色、版式以及整個元素之間的結合方式，都需要具有一定的一致性。

用詞方式： 「確認」還是「確定」，「您」還是「尊敬的用戶」在整個產品上都需要統一。

基本動效 ：轉場動畫、下拉動效的一致性。

https://v.qq.com/x/page/f1331zb3nbi.html

▲   BMW 8 series 運動風和經典模式切換動畫

【6  交互自然化 】

汽車儀表盤的控制方式，通常在方向盤上。而物理按鍵在交互設計中往往採取一對一的映射，因此隨著功能的增加必然會增加駕駛室中物理按鍵操作復雜程度。所以，除了考慮方向盤的物理按鍵觸控的簡單性以外，還需要注意以幾點。

  語音控制

1）   按照駕駛員的心理模型來組織和命名功能，語音界面需要經過完整的情境來實際驗證，把最常用的功能放在前面供駕駛員選擇。

2）   明示當前可選的功能，用戶選擇操作後，需要提示下一步可以進行的功能，以及如何調用這些功能。

3）   給駕駛員適當的時間來考慮下一步操作。

4）   每一步語音操作具有容錯性，能夠讓駕駛員返回。

   手勢操作

1）   手勢操作的加入必須理解人的自然運動，而不是強迫駕駛員在局限的時間內適應和學習手勢操作技術。

2）   通過人機工程學理論來設計針對手勢操作的最佳導航。例如：Omek Interactive公司根據人手肘運動的最佳軌跡設計弧形菜單。

隨著車輛數字化不斷的深入發展，使得用戶沉浸在數字化中，他們的需求不斷得增長，需要設計師在用戶體驗領域不斷革新，希望在數字化儀表盤設計過程中圍繞這些關鍵要素展開，提升駕駛者的操作體驗，減少駕駛的認知負荷。

參考資料

1《設計未來—基於物聯網、機器人與基因技術的UX》

2《多設備體驗設計—物聯網時代產品開發模式》

3 http://ixd.prattsi.org/2017/11/the-ux-of-the-smart-car/

4 Teaser for Omek's Grasp close-range gesture recognition software

5 USTWO REIMAGINES THE IN-CAR CLUSTER

6 Dashboard User Interface Design.

7 In-car typeface – something you don』t notice

8 User Experience Design for Vehicles

9 Digtel trends CES 2018

② 汽車儀表總成構造 組合儀表的組成構造（圖）

如今，大多數汽車使用組合儀表。組合儀表一般由面罩、表圈、表芯、印刷電路板、連接器、報警燈和指示燈組成。一些儀器也有電壓調節器和報警器。汽車不同組合儀表中的儀表數量不同。一般儀錶板上的主要儀表有：燃油表、冷卻液溫度計、發動機轉速表、車速表。還有很多指示燈、報警燈、儀表燈等。在儀錶板上。
從外觀上看，傳統儀表盤多採用數字和模擬的形式，既不美觀也不穩定。數字儀表盤使顯示位置遠視，使焦點更清晰，保證了良好的易讀性，非常清晰易讀。從目前的發展趨勢來看，特別是結合目前的多媒體技術，包括顯示技術，個性化的集中式大屏設計風格代表了目前的趨勢，也代表了設計的趨勢。
儀表組件的結構
長安汽車儀表總成主要由電路板、儀表罩和底殼組成。主體是電路板。電路板上安裝有指示燈、控制器和步進電機。
其核心部件是微控制器(MCU)和步進電機。
儀表微控制器(MCU)
長安汽車儀表利用單片機處理各感測器的反饋信號，然後將里程、水溫、燃油、發動機轉速信號轉換到儀表的步進電機，驅動儀表的指針顯示車輛信息。
步進電動機
儀表步進電機是將電脈沖轉化為角位移的執行元件。它驅動儀表的指針，是儀表指示的重要組成部分。
電機內部有兩組相同的定子線圈和工字形骨架。在工字形交叉處，有一個嵌有永磁體的轉子，轉子上連接著一組精密的齒輪組。
N1和N2分別是兩個勵磁繞組。如果給步進電機的繞組輸入一組脈沖信號，轉子就會轉動，其角位移與脈沖數成正比，其轉速與脈沖頻率成正比。脈沖信號的輸入由儀器的微控制器(MCU)控制。
以上就是邊肖介紹的全部內容。看完了，不知道大家對汽車儀表總成組合儀表的組成結構介紹(圖)怎麼看？如果你喜歡，請繼續關注邊肖這個網站。

③ 簡述模擬指示儀表和數字儀表結構上的不同

模擬式顯示儀表是用指針和刻度板（盤）或記錄筆和記錄紙之間的相對移動，由長度或角度的變化位置來表徵生產過程變數（被測值）的顯示儀表。
模擬式顯示儀表 - 讀數
操作者根據儀表指針或記錄筆在標尺上所處位置可讀取變數的數值。
模擬式顯示儀表 - 種類
動圈儀表、電子自動平衡儀表和機械式（氣動）儀表等均屬此類儀表。
模擬式顯示儀表 - 特點
模擬式顯示儀表的讀數方式比較直觀,便於判斷和對比,但容易產生視差。

數字儀表，應用數字和模擬電子線路實現電學量的測量，並以數字顯示測量結果的電工儀表。數字儀表是隨電子技術的進步而發展起來的。第一台數字電壓表於1952年問世，採用電子管電路控制繼電器工作。以後，數字儀表又採用半導體電路。70年代以來隨著集成電路的出現，較簡單的數字式面板表、小型多用表中只用幾塊集成電路晶元。80年代已出現具有很高計量性能的微機化數字電表。
應用數字和模擬電子線路實現電學量的測量，並以數字顯示測量結果的電工儀表。數字儀表是隨電子技術的進步而發展起來的。第一台數字電壓表於1952年問世，採用電子管電路控制繼電器工作。以後，數字儀表又採用半導體電路。70年代以來隨著集成電路的出現，較簡單的數字式面板表、小型多用表中只用幾塊集成電路晶元。80年代已出現具有很高計量性能的微機化數字電表。
數字儀表按用途分為數字電壓表、數字頻率表、數字功率表、數字相位表、數字多用表等。數字儀表圖示數字儀表的典型電路。其中輸入電路具有衰減、放大、整形等功能，使被測信號適合於後面的轉換電路；轉換電路將被測信號進一步變換成正比於該信號的電脈沖數或頻率；計數電路記錄電脈沖數或測定信號的頻率；測量結果由顯示電路用數字顯示出，或以某種編碼形式輸出；基準電路產生標准電壓值或標准時間間隔，並送入轉換電路，以實現被測信號的准確轉換；控制電路對上述5個電路實施協調一致的控制,使電表在啟動之後自動完成重復測量。轉換電路是數字儀表的核心，輸入電路和基準電路的質量對准確度有較大的影響。不同的數字儀表具有不同的轉換電路，其他電路則大同小異。
數字儀表的准確度高、測量速度快、讀數方便、輸入阻抗高。有些數字儀表還具有自動量程切換、編碼輸出、通過介面電路與其他儀表或計算機聯結等功能。數字儀表不用指針指示，沒有讀數視差和估讀誤差，但存在末位半個字的顯示誤差。

④ 數字式萬用表的基本結構由幾部分組成各部分的作用是什麼

數字式萬用表主要由表頭、測量電路及轉換開關等三個主要部分組成。

1、表頭的作用：一般由一隻A/D（模擬/數字）轉換晶元+外圍元件+液晶顯示器組成，為磁電系測量機構，它只能通過直流，利用二極體將交流變為直流，從而實現交流電的測量。測量值由液晶顯示屏直接以數字的形式顯示。

2、測量線路的作用：用來將不同性質和大小的被測電量轉換為表頭所能接受的直流電流。由電阻、半導體元件及電池組成。將各種不同的被測量（如電流、電壓、電阻等）、不同的量程，經過一系列的處理（如整流、分流、分壓等）統一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進行測量。

3、轉換開關的作用：用來選擇各種不同的測量線路，選擇被測電量的種類和量程（或倍率），以滿足不同種類和不同量程的測量要求。轉換開關一般是一個圓形撥盤，在其周圍分別標有功能和量程。

(4)數字儀表盤的核心是什麼擴展閱讀：

數字式萬用表的工作原理

萬用表測量電壓、電流和電阻功能是通過轉換電路部分實現的，而電流、電阻的測量都是基於電壓的測量，也就是說數字萬用表是在數字直流電壓表的基礎上擴展而成的。

轉換器將隨時間連續變化的模擬電壓量變換成數字量，再由電子計數器對數字量進行計數得到測量結果，再由解碼顯示電路將測量結果顯示出來。邏輯控制電路控制電路的協調工作，在時鍾的作用下按順序完成整個測量過程。

⑤ 電工儀表的核心是什麼

很貼切的形容一下，電氣是建築工程的心臟，儀表是建築工程的經脈。
簡單的說：
電氣，涉及整個工程的用電
儀表，涉及整個工程的控制
電氣工程包括：變配電所的安裝、電氣設備的安裝、防雷接地的安裝、照明安裝等等
儀表工程包括：DCS室內的安裝、現場儀表（可讀式）安裝、現場儀表（控制類）安裝、閥安裝、導壓管等等
兩者之間也有聯系，MCC與DCS的聯鎖，比如從DCS給出一個脈沖信號，給MCC 指令，讓現場加熱器進行工作
總之，在一般單位，電氣儀表專業是分開，甚至電信專業（即火災報警類）也是分開的，但是我建議電氣儀表不分家，都要學習，有利於你的職業生涯。

⑥ 數字儀表明明更精準，為什麼大多數車還是用指針

目前大部分儀表盤都有數顯速度的功能，和指針式儀表同時存在於儀表盤上。至於為什麼早年汽車上沒有數字儀表，都是模擬儀表，也就是機械儀表。機械儀表可以直觀准確地顯示汽車的當前速度。其次，早期受到感測器採集精度、實時性、可靠性和成本因素的限制。但現在這個條件不再成立。那你還是會有很大的疑問。雖然兩種顯示方式同時存在，為什麼大部分儀表盤還是以指針式儀表為主顯示部分，而數字儀表是次要的？即使是老司機，有時候周圍環境太吵，不可避免的會瞥一眼轉速表。這時指針表的優勢是無與倫比的。因為指針表顯示的是具體信息，而數字表顯示的是抽象信息。人們對具體信息的反應極快，幾乎是瞬間的，但對抽象信息的反應卻慢了一拍。

80、90年代的日系車很多都用電子數字速度計，但在當時只是曇花一現。10多年後的今天，這一趨勢顯示出重新流行的跡象。目前很多新車都有這樣的設計。但是為什麼指針還是主流？指針顯示更便宜，應該是主流機型性價比最高的解決方案。對於廠家來說，指針式儀表的設計相對簡單，指針由一個小型步進電機控制，led光源通過偏光板和遮光板創造背光效果。目前這種主流機械儀器的成本價不到500元。如果使用液晶儀器，光學液晶屏的價格會比這個價格高，還要加上圖形處理單元和UI界面設計，所以成本會更高。

⑦ 數字儀表明明更精準，為什麼大多數車還是在用指針

數字儀表明明更精準，為什麼大多數車還是在用指針？現在大部分車內儀表盤都是有數顯式速率功能的，和指針式儀表盤與此同時存在汽車儀表盤上。那為什麼早些年車上並沒有數字儀表盤，全是模擬模擬儀表盤，其實就是機械儀表。機械儀表能夠形象化清晰地表明車輛的當前速度。次之，初期遭受感應器收集精密度、實用性、穩定性和成本費要素限制。但是現在這些條件不會再創立。那那還是有非常大的疑惑。盡管二種動態顯示同時使用，為何絕大多數車內儀表盤還是要以指針式儀表盤為主導表明一部分，而數字儀表盤是不重要的？有時周邊環境吵鬧，在所難免會瞥一眼時速表。這時候指針表的優勢在於前所未有的。由於指針表可以看到詳細信息，而數字表可以看到抽象化信息內容。人們對於詳細信息反應很快，似乎是一瞬間的，而對抽象化信息內容反應卻慢了一拍。

⑧ 萬用表或其它儀表測量交流電壓的原理是什麼

測量交流電壓的原理分為幾個部分，不同儀表（比如指針式和數字式）部分原理有所不同。
通用部分：

1、整流。將交流電電壓整流成為直流電，整流後的直流電壓值與交流電壓有效值成一定比例關系；

2、分壓取樣。一般採用串聯電阻的形式，因為電阻之間存在固定比例關系，所以從電阻上分壓取出來的較低電壓值與原電壓存在固定的比例關系。
顯示部分存在差異，下面分別介紹：

1. 指針式儀表：指針式儀表的核心（即所謂的表頭）實質是一個微型電流計，或者稱為微安表，僅能測量微安級別的電流（因為表頭中的線芯截面積很小），分壓取樣後的電壓值一般很小，通過與表頭串聯的電阻後，在微安表中流過電流，使微安表表頭指針發生偏轉，此電流值的大小又與取樣電壓成比例，通過表盤的刻度就可顯示出所測交流電壓的大小。
   

2. 數字式儀表：分壓取樣後的電壓需要經過A/D轉換（即模擬量/數字量的轉換）。數字儀表中有一個標准電壓，一般為200mV，取樣後的電壓與之比較，進行模擬轉換，轉換後的數字量即體現了取樣電壓的高低，通過比例換算的設定（即考慮原來整流和取樣中電壓的比例關系），在顯示器上即可顯示出所測量交流電壓的大小。

⑨ 數字萬用表核心是什麼

數字萬用表的核心是ADC，也就是模擬數字轉換器，將輸入的模擬量用數字顯示出來。
一般的數字萬用表，其表頭都是200mV的ADC電路。

⑩ 電工儀表的結構是如何的呢

對指針式儀表來說，測量機構是它的核心;對數字儀表來說，數字基本表是它的核心。由測量機構進行放射式聯想，可將儀表基本概況一覽無余。如指示儀表核心→測量機構→五部分裝置→四大系儀表→結構、原理、技術特性、使用注意事項、代表物等。即由指示儀表核心引出測量機構，按照其各部分元件的功能不同進行劃分，分為五部分裝置。這五部分裝置中有三個是力矩裝置，由三個力矩的特點及組成元件聯想到四大系儀表的結構特點，再由此聯想到各類儀表。如:磁電系電流表、電壓表、電磁系的電流表及電壓表，電動系的功率表、電壓表、電流表、頻率表、相位表，感應系的電能表。另外，聯想到以磁電系為表頭(測量機構)的萬用表、互感器型鉗形電流表，以磁電系比率表為測量機構的兆歐表，以磁電系表頭為檢流計的單雙臂電橋，以電磁系表頭為測量機構的鉗形電流表等。