杜怡靜

山東省東營(yíng)市河口區(qū)第一中學(xué)高三九班

汽車油量表自動(dòng)控制器制作方法與實(shí)驗(yàn)探究

杜怡靜

山東省東營(yíng)市河口區(qū)第一中學(xué)高三九班

引言

本課題內(nèi)容是對(duì)汽車油量表自動(dòng)控制器的制作方法進(jìn)行分析與實(shí)踐探究。首先，對(duì)汽車油量表的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹；然后針對(duì)汽車油量表中存在的一些問題進(jìn)行分析，并提出了汽車油量表自動(dòng)控制器制作的策略與實(shí)際操作方法；最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)踐性探究與操作，完成汽車油量表自動(dòng)控制器模型的制作。

汽車油量表的工作原理簡(jiǎn)述如下：汽車油箱里裝有一個(gè)浮筒，油箱中燃油逐漸減少，浮筒位置會(huì)隨著燃油液面下降而下降，進(jìn)而會(huì)帶動(dòng)汽車油量表的指針擺動(dòng)，汽車的燃油存量也會(huì)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(jié)構(gòu)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(dāng)汽車油箱中燃油量變少時(shí)，可變電阻增大，電流量減小，汽車油量表指針轉(zhuǎn)低。反之，當(dāng)油箱中燃油量增多時(shí)，可變電阻值減小，進(jìn)而導(dǎo)致電流量變大，這時(shí)油量表指針就會(huì)轉(zhuǎn)高。這種頻繁變換容易導(dǎo)致線路接觸不良、短路以及磨損等故障的發(fā)生。由液位波動(dòng)所帶動(dòng)的聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)的波動(dòng)，最終會(huì)導(dǎo)致油量表輸出信號(hào)不準(zhǔn)確。通過(guò)對(duì)汽車油量表一系列物理現(xiàn)象的觀察，從而引起了我的學(xué)習(xí)興趣，所以我決定通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)汽車油量表自動(dòng)控制器制作方法進(jìn)行探究與摸索。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和操作，以及對(duì)一些資料的反復(fù)查閱，自己動(dòng)手實(shí)踐完成汽車油量表自動(dòng)控制器的制作，并能夠完成汽車油箱內(nèi)燃油量的自動(dòng)測(cè)定。

三、實(shí)驗(yàn)儀器和材料

一塊木板（長(zhǎng)短要經(jīng)過(guò)自己目測(cè)，達(dá)到長(zhǎng)短合適）、實(shí)驗(yàn)電阻圈（到實(shí)驗(yàn)用品店里去買）、指針箭頭及電流表（到實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(gè)弧形（此時(shí)不要用力過(guò)猛），然后把電阻圈固定在已經(jīng)豎立好的長(zhǎng)方形干木板上面，如圖1所示。

（2）在長(zhǎng)方形木板上靠左邊做一個(gè)杠桿。首先用銼刀把準(zhǔn)備好的鐵絲銼平，緊接著在鐵絲的中間點(diǎn)處用小鉆頭鉆出一個(gè)小孔（這個(gè)步驟的工作極其需要耐心和準(zhǔn)確性），然后用圖釘將打好孔的鐵絲固定在豎立好的長(zhǎng)方形木板（實(shí)驗(yàn)全過(guò)程都是用的同一塊長(zhǎng)方形木板）上，但要保證訂在長(zhǎng)方形木板上的鐵絲能夠上下擺動(dòng)。最后用電烙鐵在鐵絲的最右端焊一個(gè)箭頭，這個(gè)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(cè)貼一張撕好的紙條，這個(gè)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(shù)字刻度，這個(gè)是用來(lái)觀察實(shí)驗(yàn)油桶內(nèi)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(gè)類似于浮筒的浮子，把浮子放入實(shí)驗(yàn)油桶內(nèi)。觀察硬鐵絲上綁連的浮子是否能隨著實(shí)驗(yàn)油桶中的油量增減而上下浮動(dòng)。如果浮子浮動(dòng)的效果不太理想的話，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)，以免影響實(shí)驗(yàn)效果。

（4）連接實(shí)驗(yàn)電路。在杠桿的支點(diǎn)位置綁連一根導(dǎo)電線，并通過(guò)一個(gè)指示燈，連接到電源的一極。最后在電阻圈下面的一個(gè)位置綁連一根導(dǎo)電線，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(xué)性

本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)踐操作，得到了相對(duì)準(zhǔn)確的物理數(shù)據(jù)，從而對(duì)其中的一些物理結(jié)論也有了一定的了解和掌握。

實(shí)踐創(chuàng)新性：本次實(shí)驗(yàn)是由本人親自動(dòng)手設(shè)計(jì)并操作，本人根據(jù)設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作方法，并得到了較好的實(shí)踐效果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

六、實(shí)驗(yàn)觀察與記錄

通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)油桶中的油量變化發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)油桶內(nèi)油量增加的時(shí)候，制作的油量表指針向右偏轉(zhuǎn)，反之，油桶內(nèi)油量減少時(shí)，油量表指針向左偏轉(zhuǎn)。

七、論證研究并得出結(jié)論

在實(shí)驗(yàn)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(dòng)作用下左端向上，杠桿右端變斜下，電阻絲阻值變小，進(jìn)而電流增大，電表刻度表的指針向右端偏轉(zhuǎn)。在實(shí)踐應(yīng)用中，這說(shuō)明汽車油箱內(nèi)的油量是足夠的。

可以進(jìn)行反論證，將安裝在實(shí)驗(yàn)油桶上的龍頭打開，放出一部分油桶中的燃油，進(jìn)而實(shí)驗(yàn)油桶中的燃油量變少，鐵絲上的浮子下沉，硬鐵絲帶動(dòng)杠桿向左端斜下，杠桿的右端向上翹起，這時(shí)候電流通過(guò)電阻圈的有效長(zhǎng)度增加了，所以電阻就會(huì)增大，電流隨之變小。在實(shí)踐應(yīng)用中，汽車油量表的指針會(huì)向左偏轉(zhuǎn)，表明汽車油箱中的燃油量減少甚至不足了。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

八、感想與建議

通過(guò)對(duì)汽車油量表自動(dòng)控制器的實(shí)踐制作與研究，我發(fā)現(xiàn)其實(shí)自己是具備動(dòng)手操作潛能的，只是，我們平時(shí)懶得去思考一些問題，也懶得去動(dòng)手實(shí)踐操作。

隨著社會(huì)現(xiàn)代科技化得不斷發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)在的人們?cè)絹?lái)越樂于“坐享其成”，對(duì)于他人的研究成果，我們只是扮演著一個(gè)使用者的角色。從而，我們的思想就會(huì)變的越來(lái)越懶惰，這樣是不會(huì)發(fā)現(xiàn)自身的價(jià)值意義所在的。我們?cè)谏钪幸獦酚谔剿髋c實(shí)踐，并能勇于提出問題并解決問題。

九、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐心得

通過(guò)對(duì)這次實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐操作，我對(duì)于汽車油量表的原理和涉及到的一些物理知識(shí)，都有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和理解。雖然，在實(shí)驗(yàn)的實(shí)際具體操作中遇到了很多困難，但是在完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)以后，我對(duì)自己的努力感到十分的高興和激動(dòng)，這次實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過(guò)程也增強(qiáng)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(huì)毫不退縮，勇往直前。

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