[發明專利]新型多功能測控一體化教學實驗平臺

在審

• 申請號: 201910314027.0
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109935138A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 楊洪濤;張宇;范祿源;何海雙;張榮榮;徐傲
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種新型多功能測控一體化教學實驗平臺，包括光柵尺固定支架、接近開關固定板、光柵讀數頭銜接板、導軌，所述光柵尺固定支架上安裝有光柵傳感器，所述光柵讀數頭銜接板兩端分別連接光柵傳感器、滑臺載物板，所述滑臺載物板上放置有壓力傳感器，所述接近開關固定板上安裝有電感式接近開關，所述導軌底面上安裝有溫度傳感器，導軌兩側安裝有直動型限位開關。本發明通過安裝在絲杠滑臺周圍的多個傳感器實現不同性質物理量的多參數同步測量和數據無線傳輸，彌補了傳統測試儀器的缺陷；通過在一維工作臺上設置兩種限位開關實現滑臺的超行程報警、自動循環往復運動，便于調試和使用，有良好的經濟效益和社會效益，適合推廣使用。

技術領域

本發明涉及測試實驗儀器領域，具體是一種新型多功能測控一體化教學實驗平臺。

背景技術

隨著國家教育水平的不斷提高以及相應學科的教學內容更新，實驗室資源優化整合和教學科研相結合已經成為高校實驗室建設和實驗室開放的重要研究內容。一套結合大學生專業所開教學課程的測試實驗裝置，對于檢測大學生是否掌握了扎實的理論基礎，能否將理論知識轉換為實際運用，培養大學生發現問題、思考問題和解決問題的動手操作能力，都扮演著至關重要的角色。目前，高校傳統的用于《測試技術》和《檢測技術》課程的實驗裝置，存在以下急需解決的缺陷和問題：實驗裝置功能單一，只能測量個別或兩三個物理量，無法在一個實驗裝置上實現不同性質物理量的多參數同步測量，測量數據只能在裝置本身安裝的儀表上顯示，與上位機進行數據通信主要采用串口通信方式，只能實時傳輸一個物理量，且為有線通訊，傳輸速度慢，缺少能實現多個物理量同時測量和數據無線傳輸的實驗裝置，且大多數實驗裝置的開放性不足，需要高校專業實驗技術人員的指導。

發明內容

本發明的目的是針對現有實驗裝置一體化程度的不足，提供一種新型多功能測控一體化教學實驗平臺，此教學實驗平臺的功能有多物理量的多參數同步測量和數據無線傳輸、變頻調速、故障報警、自動循環往復運動。該教學試驗臺突出的特點是采集的物理量包括：溫度、振動、壓力、轉速、位移，結合了機電傳動、傳感技術、測試技術和組態軟件等專業學科，完成整套實驗裝置的硬件設計。實現對綜合性或交叉性實驗在同一臺實驗裝置進行，并且實驗裝置所要控制的物理量具有參考標準，在培養大學生動手操作能力同時完成教學科創緊密結合以及對實驗室資源優化整合，極大程度地優化實驗課程體系，提高實驗教學質量。

本發明所要解決的問題采用以下技術方案來實現：

一種新型多功能測控一體化教學實驗平臺，包括系統安裝支架、一維工作臺、物理檢測設備、數據采集與無線傳輸裝置，其特征在于，所述的系統安裝支架包括安裝底板、光柵尺固定支架、編碼器支撐座、接近開關固定板、光柵讀數頭銜接板和槽型光耦安裝塊；所述的一維工作臺包括定制精密絲杠滑臺、電控箱、柔性聯軸器、三相異步減速電機；所述的物理檢測設備包括光柵傳感器、槽型光電計數器、光電編碼器、電感式接近開關、溫度傳感器、壓力傳感器、直動型限位開關和壓電式加速度傳感器；所述數據采集裝置是數據采集卡或單片機；所述的無線傳輸裝置是ZigBee模塊。

所述一維工作臺的定制精密絲杠滑臺包括原有的滾珠絲杠滑臺、滑臺載物板、導軌，絲杠滑臺的載物板除了銜接光柵傳感器的讀數頭，還需承受外界的負載，使壓力傳感器置于滑臺載物板的中間，能讓壓力傳感器的測量過程不受其他外在機械結構的約束，所述導軌能使滑臺按照規定的路線運行。

所述電控箱包括兩個電源分路器、按鍵開關、狀態指示燈、信號接線端子、可編程邏輯控制器、空氣開關、變頻調速器、開關電源，可編程邏輯控制器實現一維工作臺的運動順序控制。

所述變頻調速器實現一維工作臺的多段速調速。

所述光柵傳感器包括光柵尺(固定光柵)和讀數頭(運動光柵)，所述的壓力傳感器包括亞克力載物板、彈性體(敏感元件)、電阻應變片(傳感元件)和惠更斯電橋(轉換電路)，所述的電感式接近開關讓滑臺載物板在到達左右兩端的極限位置后，能夠自行切斷電路并且反向運行，實現自動循環往復運動。