摘要：对汽车仪表中的燃油表／水温表的设计要求、设计方法进行描述，给出示例说明。
    仪表是汽车的交互界面，为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障、里程等信息，是每一辆车必不可少的部件，是一个集感觉、识别、情况分析、信息库、自适应和自控制六大功能于一体的显示汽车行驶时各种参数、保证安全驾驶的智能化辅助系统。
    1 概述
    燃油表、水温表有指针式和段码式两种。指针式一般标示出“0”、“1/4”、“1/2”、“3/4”、 “1”等刻度；段码式采用LCD笔段式方式显示，可采用多个符号显示。
    1.1指针式和段码式的原理
    燃油表传感器的结构多为浮子式结构，由随液面位移而自动位移的浮子带动一个内装滑动电阻器的机构联接而成，当油箱内的液位出现油面高低变化时，引起浮子位置的高低变化，在滑动电阻器上将会取得不同的电阻值输出，从而得知液面的高度，并驱动燃油表指示到相应的位置。
    电子燃油表主要通过采样电路，向微处理器的A/D口输入传感器电阻变化而产生不同采样信号，经A/D转换后，通过预置的系统软件处理控制驱动机构，从而对燃油表进行指示。
    同理，水温传感器的输出信号也为电阻值，其内部为热敏电阻，不同的温度输出不同的阻值。
    水温表通过采样电路向微处理器的A/D口输入传感器电阻变化而产生不同采样信号，经A/D转换后，通过预置的系统软件处理控制驱动机构，从而对水温表进行指示。
    指针式燃油表、水温表即驱动机构为电机，通过控制电机，从而使指针转动不同的角度，对燃油表、水温表进行指示。
    段码式燃油表、水温表即驱动机构为段码屏，通过控制段码，从而使段码屏指示不同的段码，对燃油表、水温表进行指示。

    1.2 市场热销车型燃油表、水温表（表1）


    2 燃油表
    燃油表有指针式和段码式两种，指针式一般标示出“E”（“0”）、“1/4”、“1/2”、“3/4”、“F”（“1”）等油位；段码式采用LCD笔段式方式显示，可采用多个矩形符号或长圆孔符号显示。相比而言，段码式较指针式更加直观，容易让驾驶员更明确地感受到燃油的消耗过程。

    2.1 设计要求
    对于两种指示，在设计之初需要考虑以下几点。
    1）油箱液面高度、油量及燃油泵阻值之间的对应一定要反复验证。
    2）油量的定义需要考虑燃油泵在油箱中所占去的容积。
    3）油箱的容积与燃油泵指示最高时对应的容积存在差异，应以燃油泵为准。
    4）油箱加注满后，应高过燃油泵浮子的最高点，并且需考虑燃油泵的公差。
    5）油耗的考虑需结合理论油耗与实际油耗考虑。
    6）燃油报警灯点亮后，要求剩余油量可行驶50～100 km，保证至少一个服务站的距离，考虑安全因素，小油箱设计在50～60 km，大油箱设计在70～80 km（根据《JTG D80-2006高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》中6.2.2的规定，服务区的平均间距不宜大于50 km，最大间距不宜大于60 km）。
    7）考虑燃油泵满油位后，实际油箱仍可加注，及底部无法使用的油，为使驾驶员增加油量耐跑的感受，1/2油位应设计得相对多一些。
    8）为了避免仪表与燃油泵指示不匹配，需要考虑燃油泵的公差，在公差范围内考虑燃油报警灯提前点亮，燃油满油位提前点亮。
    9）报警点油量值的设定，要考虑油箱底部存在的第一次加注燃油后无法再次使用的容量，此容量前期可通过数据测量，后期可通过实测确认。
    10）燃油泵的电阻片在设计时可以选取多种阻值，需要将设计阻值尽可能间隔开，不要太靠近。
    11）当油表指示到满油位F时，油箱还能再加注一定的燃油，避免因各零部件的精度而造成满油位指示不准；但此燃油量需避免过多，造成油箱加满后长时间仪表指示无变化。
    12）对于段码式燃油表尽量定义为奇数段，方便定义与识别各个油位点。

    2.2设计方法
    1）空油位E设计为：2L＋底部无法使用的油量。
    2）报警点油位对于大油箱设计为：百公里油耗x0.7 （0.8）＋底部无法使用的油量；对于小油箱设计为：百公里油耗x0.5 （0.6）＋底部无法使用的油量。
    3） 1/2油位设计为：（满油位油量F一空油位油量E）/2＋空油位油量，即对满油位和空油位之间的油量进行均分。
    4） 1/4油位设计为：（1/2油位油量一空油位油量）/2＋空油位油量，即对1/2油位和空油位之间的油量进行均分。
    5） 3/4油位设计为：（满油位油量F-1/2油位油量）/2+1/2油位油量，即对满油位和1/2油位之间的油量进行均分。
    6）当燃油加注到满油位F时，还能再加注燃油量为：油箱底部无法使用的油量＋（1-2）L。
    2.3举例说明
    其车型参数为：百公里油耗5.7 L左右，实际油耗6.2 L左右，综合考虑为6L，油箱底部有2L燃油无法使用。
    具体算法如下。
    1）燃油报警点油量设计为（6×0.7+2） L=6.2 L
    2） 6.2 L油量对应阻值为231Ω，公差土3，考虑公差，报警点油位阻值为228Ω。
    3）满油位对应阻值为31Ω，公差土1，考虑公差以及提前报警，满油位阻值为34Ω。
    4）空油位E设计为4L。
    5） 1/2油位设计为（38-4）/2+4=21 L。
    6）对4L、21L进行均分，则1/4油位为12.5 L。
    7）对21 L、38 L进行均分，则3/4油位为29 L。
    8）当燃油加注到满油位F时，还能再加注燃油量为3～4L。
    仪表与燃油泵阻值对照表见表2。

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