[發(fā)明專利]電工和電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210017726.7
• 申請(qǐng)日: 2012-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN102542888A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史儀凱;袁小慶;唐煒;王文東;劉江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/18
• 分類號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，特別是涉及一種電工和電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多是分別針對(duì)電工技術(shù)或電子技術(shù)孤立的設(shè)備，也有少部分的電工技術(shù)集合實(shí)驗(yàn)設(shè)備或電子技術(shù)合成實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備只能分別完成相關(guān)規(guī)定的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如電工技術(shù)設(shè)備，只能完成簡(jiǎn)單直流電路、交流電路實(shí)驗(yàn)，如疊加原理、暫態(tài)過程分析、單相串聯(lián)阻抗測(cè)試等驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。又如電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備均將模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)分為兩種設(shè)備，模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的放大電路和集成運(yùn)算放大器又采用不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備；數(shù)字電子技術(shù)的各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備均只能進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)。由于電工技術(shù)和電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)采用不同的供電電源，則每個(gè)實(shí)驗(yàn)所需測(cè)量?jī)x器也有很大差異。另外，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備所用電工電子元器件、電路形式均由固定，實(shí)驗(yàn)者只能按固定模式下完成事先規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

通常使用的電工電子實(shí)驗(yàn)裝置多數(shù)是每個(gè)實(shí)驗(yàn)一塊實(shí)驗(yàn)板，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員要在每次實(shí)驗(yàn)前后更換一塊實(shí)驗(yàn)板，甚至需要事先搭建部分線路，這不僅加大了實(shí)驗(yàn)室的工作量，而且不利于鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。分立的元器件和分立的儀器儀表，這種方式有利于鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，卻對(duì)設(shè)備管理帶來困難，也容易造成設(shè)備的損壞、丟失。在儀器方面，實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的儀器在教學(xué)中只用了其中的一部分功能，有許多功能用不上；另一方面，某些需要的功能又不具備，需購(gòu)置新的設(shè)備。另外，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新要求購(gòu)買新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，也造成一些儀器的閑置和經(jīng)費(fèi)負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備或電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備功能單一的不足，本發(fā)明提供一種電工和電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該裝置包括電源模塊、母板、查錯(cuò)功能模塊、子板和虛擬示波器。該綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將電源模塊、母板、查錯(cuò)功能模塊、子板和虛擬示波器集成于同一平臺(tái)，將要完成的電工電子技術(shù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)成單獨(dú)的子板，將要完成的各實(shí)驗(yàn)子板分別直接插接在平臺(tái)的母板上，通過選擇開關(guān)與實(shí)驗(yàn)所需電源接通進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)采集處理單元、虛擬儀器單元與外接計(jì)算機(jī)聯(lián)接，可直接獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)或波形；該綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅可供完成電工技術(shù)和電子技術(shù)各種基礎(chǔ)性、自主設(shè)計(jì)性和綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而且可為學(xué)生、教師和工程技術(shù)人員提供二次開發(fā)、科技創(chuàng)新的科學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種電工和電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特點(diǎn)是包括電源模塊、母板、查錯(cuò)控制模塊、子板、數(shù)據(jù)采集卡和PC機(jī)。電源模塊、查錯(cuò)控制模塊、子板和數(shù)據(jù)采集卡與母板采用標(biāo)準(zhǔn)的接插件連接，數(shù)據(jù)采集卡與PC機(jī)通信。電源模塊為系統(tǒng)提供±5V、±12V、0～12V的電壓，母板從左到右、從上到下布置有電源接口7、小功率揚(yáng)聲器及驅(qū)動(dòng)電路8、大功率器件接口9、七段數(shù)碼顯示10、五十針接插件4、電路電壓比較及蜂鳴器5、反相門驅(qū)動(dòng)的LED3、多頻率可調(diào)時(shí)鐘信號(hào)源2、繼電器11、電位器12、八路邏輯開關(guān)量輸出電路1和四路脈沖電路22，母板中間設(shè)置通氣孔6，通氣孔6的上下對(duì)稱分布排針21。電源模塊引出接線端子到母板上的電源接口7，母板上電源接口7的±5V、±12V端口為子板供電。

查錯(cuò)控制模塊包括功能選擇輸入和功能實(shí)現(xiàn)兩部分。功能選擇輸入部分為用戶提供功能選擇面板，功能實(shí)現(xiàn)部分采用相應(yīng)的繼電器使實(shí)驗(yàn)電路斷開或閉合。選擇功能有0～F共十六個(gè)，除功能0外，每個(gè)功能對(duì)應(yīng)一個(gè)繼電器，繼電器數(shù)量設(shè)計(jì)為十五個(gè)，使用一個(gè)4-16譯碼器。

數(shù)據(jù)采集卡和PC機(jī)組成虛擬示波器，利用標(biāo)準(zhǔn)串并口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制和通信，由8051單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換量程功能。

八路邏輯開關(guān)量輸出電路1通過撥動(dòng)開關(guān)改變電路板的高低電平輸出。多頻率可調(diào)時(shí)鐘信號(hào)源2產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，反相門驅(qū)動(dòng)的LED?3構(gòu)建反相集成電路，五十針接插件4用于連接母板和功能選擇模塊20，電路電壓比較及蜂鳴器5為母版提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)輸入電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。小功率揚(yáng)聲器及驅(qū)動(dòng)電路8由獨(dú)立的功率放大器及揚(yáng)聲器組成，兩者用導(dǎo)線連接。七段數(shù)碼顯示10采用共陰極接法。四路脈沖電路22產(chǎn)生輸入信號(hào)脈沖，包括上升沿脈沖和下降沿脈沖。

母板通過螺栓固定在箱體底座13上。可調(diào)直流電源18、電源開關(guān)19和功能選擇模塊20通過螺栓固定在控制面板14上。功能選擇模塊20安裝在控制面板14上，功能選擇模塊20的輸出接到母板上。

箱體底座13的底部有通風(fēng)槽15，箱體底座13的內(nèi)部分布電源調(diào)理電路板16、環(huán)形變壓器17和直流可調(diào)電源18，電源調(diào)理電路板16居左，環(huán)形變壓器17居右，二者之間通過導(dǎo)線連接。環(huán)形變壓器17與直流可調(diào)電源18之間用電源線連接。