汽車油量表自動控制器制作方法與實驗探究

杜怡靜

山東省東營市河口區第一中學高三九班

汽車油量表自動控制器制作方法與實驗探究

杜怡靜

山東省東營市河口區第一中學高三九班

引言

本課題內容是對汽車油量表自動控制器的制作方法進行分析與實踐探究。首先，對汽車油量表的工作原理進行簡單介紹；然后針對汽車油量表中存在的一些問題進行分析，并提出了汽車油量表自動控制器制作的策略與實際操作方法；最后通過實驗進行實踐性探究與操作，完成汽車油量表自動控制器模型的制作。

汽車油量表的工作原理簡述如下：汽車油箱里裝有一個浮筒，油箱中燃油逐漸減少，浮筒位置會隨著燃油液面下降而下降，進而會帶動汽車油量表的指針擺動，汽車的燃油存量也會一目了然。

一、提出課題

目前，汽車油量表多為電阻輸出控制方式，其結構是以切換電阻接觸片為主。油量表指針受電阻電流大小控制。當汽車油箱中燃油量變少時，可變電阻增大，電流量減小，汽車油量表指針轉低。反之，當油箱中燃油量增多時，可變電阻值減小，進而導致電流量變大，這時油量表指針就會轉高。這種頻繁變換容易導致線路接觸不良、短路以及磨損等故障的發生。由液位波動所帶動的聯動觸點的波動，最終會導致油量表輸出信號不準確。通過對汽車油量表一系列物理現象的觀察，從而引起了我的學習興趣，所以我決定通過實驗操作，對汽車油量表自動控制器制作方法進行探究與摸索。

二、實驗目的

通過實驗觀察和操作，以及對一些資料的反復查閱，自己動手實踐完成汽車油量表自動控制器的制作，并能夠完成汽車油箱內燃油量的自動測定。

三、實驗儀器和材料

一塊木板（長短要經過自己目測，達到長短合適）、實驗電阻圈（到實驗用品店里去買）、指針箭頭及電流表（到實驗用品店里去買）、鐵絲、油桶、燈、浮子以及需要安裝在油桶上的龍頭。

四、實驗制作步驟

（1）固定電阻圈。首先把買到的電阻圈（物理俗稱R）輕輕的用手彎成一個弧形（此時不要用力過猛），然后把電阻圈固定在已經豎立好的長方形干木板上面，如圖1所示。

（2）在長方形木板上靠左邊做一個杠桿。首先用銼刀把準備好的鐵絲銼平，緊接著在鐵絲的中間點處用小鉆頭鉆出一個小孔（這個步驟的工作極其需要耐心和準確性），然后用圖釘將打好孔的鐵絲固定在豎立好的長方形木板（實驗全過程都是用的同一塊長方形木板）上，但要保證訂在長方形木板上的鐵絲能夠上下擺動。最后用電烙鐵在鐵絲的最右端焊一個箭頭，這個箭頭要和電阻圈鐵絲接觸緊密。這樣油量指針就做好了。

（3）制作浮子與油量刻度。在電阻圈的右邊側貼一張撕好的紙條，這個紙條的彎度是與電阻圈的彎曲程度相同的；然后在紙條上畫上數字刻度，這個是用來觀察實驗油桶內油量的增減變化情況的。在杠桿的最左端綁上一根硬鐵絲，然后在硬鐵絲的下面綁連一個類似于浮筒的浮子，把浮子放入實驗油桶內。觀察硬鐵絲上綁連的浮子是否能隨著實驗油桶中的油量增減而上下浮動。如果浮子浮動的效果不太理想的話，要及時進行調整與改進，以免影響實驗效果。

（4）連接實驗電路。在杠桿的支點位置綁連一根導電線，并通過一個指示燈，連接到電源的一極。最后在電阻圈下面的一個位置綁連一根導電線，并通過實驗流量表（電流表改裝的刻度表），連接到電源的另一極，如圖1所示。

五、科學性

本次實驗通過實踐操作，得到了相對準確的物理數據，從而對其中的一些物理結論也有了一定的了解和掌握。

實踐創新性：本次實驗是由本人親自動手設計并操作，本人根據設計思路，設計實驗操作方法，并得到了較好的實踐效果和實驗結論。

六、實驗觀察與記錄

通過控制實驗油桶中油量的增加或減少，能夠看到我所制作的油量表指針有明顯的轉動。通過觀察實驗油桶中的油量變化發現，實驗油桶內油量增加的時候，制作的油量表指針向右偏轉，反之，油桶內油量減少時，油量表指針向左偏轉。

七、論證研究并得出結論

在實驗油桶中增加油量的情況下，鐵絲上的浮子上升，并且杠桿在硬鐵絲的推動作用下左端向上，杠桿右端變斜下，電阻絲阻值變小，進而電流增大，電表刻度表的指針向右端偏轉。在實踐應用中，這說明汽車油箱內的油量是足夠的。

可以進行反論證，將安裝在實驗油桶上的龍頭打開，放出一部分油桶中的燃油，進而實驗油桶中的燃油量變少，鐵絲上的浮子下沉，硬鐵絲帶動杠桿向左端斜下，杠桿的右端向上翹起，這時候電流通過電阻圈的有效長度增加了，所以電阻就會增大，電流隨之變小。在實踐應用中，汽車油量表的指針會向左偏轉，表明汽車油箱中的燃油量減少甚至不足了。

圖1 實驗裝置示意圖

八、感想與建議

通過對汽車油量表自動控制器的實踐制作與研究，我發現其實自己是具備動手操作潛能的，只是，我們平時懶得去思考一些問題，也懶得去動手實踐操作。

隨著社會現代科技化得不斷發展與進步，現在的人們越來越樂于“坐享其成”，對于他人的研究成果，我們只是扮演著一個使用者的角色。從而，我們的思想就會變的越來越懶惰，這樣是不會發現自身的價值意義所在的。我們在生活中要樂于探索與實踐，并能勇于提出問題并解決問題。

九、實驗實踐心得

通過對這次實驗的實踐操作，我對于汽車油量表的原理和涉及到的一些物理知識，都有了比較深刻的認識和理解。雖然，在實驗的實際具體操作中遇到了很多困難，但是在完成整個實驗以后，我對自己的努力感到十分的高興和激動，這次實驗實踐過程也增強了我的自信心，我相信，在以后的生活中遇到問題和困難，我也會毫不退縮，勇往直前。

[1]賈佳鵬.高中物理科技創新問題的解析與研究范文[J].科技創新報告.2015.6.

[2]力云新.基于汽車燃油表自動控制的策略研究[J].電子信息工程學院.2013.5

[3]董云飛.全自動汽車油量儀表控制器設計制作的策略研究及其應用[J].上海交通大學.2013.10