[發明專利]一種用于教學的演示設備及其使用方法

在審

• 申請號: 202110356598.8
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113012536A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 王粵暉;王樂天;王曉玲;胡祖國;唐丹
• 申請（專利權）人: 王猛章
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06;G09B23/08;G09B5/02
• 代理公司: 張家界市慧誠商標專利事務所 43209
• 代理人: 高紅旺

1.一種用于教學的演示設備，包括箱體（1）、演示面板（2）和背板（3），所述箱體（1）的內部分別安裝有演示面板（2）和背板（3），且演示面板（2）與背板（3）為緊貼設置，其特征在于，所述背板（3）的一側安裝有電源插座（13），所述演示面板（2）的一側描繪有圓周線（4）和正弦曲線（5），所述圓周線（4）和正弦曲線（5）上均勻開設有12個孔洞（7）和13個孔洞（7），且每個孔洞（7）的內部均安裝有6V的燈泡，所述演示面板（2）的一側還依次的設置有電源開關（8）、操控按鈕（9）、清零開關（10）、暫停開關（11）和單脈沖開關（12），所述箱體（1）的一側內壁處安裝有控制面板（6）；

且控制面板（6）的內部設置有元件采集模塊、線路采集模塊、數據處理模塊、控制模塊、警示模塊和顯示模塊；

所述元件采集模塊用于采集圓周線（4）和正弦曲線（5）上的燈泡的響應間隔信息和表面溫度信息，并將其傳輸至數據處理模塊；

所述線路采集模塊用于采集圓周線（4）和正弦曲線（5）上的整條線路的產熱信息和電壓波動信息，并將其傳輸至數據處理模塊；

所述數據處理模塊在接收到圓周線（4）和正弦曲線（5）上的燈泡的響應間隔信息和表面溫度信息、整條線路的產熱信息和電壓波動信息后，并對其做出運行工況預警操作，具體步驟如下：

S1：先獲取到圓周線（4）和正弦曲線（5）上的燈泡的響應間隔信息和表面溫度信息，并將其分別標定為響應表達量Q和溫度表達量W；再獲取到圓周線（4）和正弦曲線（5）上的整條線路的產熱信息和電壓波動信息，并將其分別標定為產熱表達量E和波動表達量R；

S2：先根據公式，得到圓周線（4）和正弦曲線（5）上的燈泡的異常參量T，其中的參數q表示為額定間隔響應時長、參數w表示為總點亮時長，且參數z和參數x均為權重系數，z＞x＞0且z+x=3.28；再根據公式，得到圓周線（4）和正弦曲線（5）上的整條線路的浮動參量Y，其中的參數e表示為額定產熱量，且參數c和參數v均為修正因子，v＞c＞0且c+v=2.46；

S3：當圓周線（4）和正弦曲線（5）上的燈泡的異常參量T≥預設值t時，且圓周線（4）和正弦曲線（5）上的整條線路的浮動參量Y≥預設值y，則生成運行警示信號；當圓周線（4）和正弦曲線（5）上的燈泡的異常參量T＜預設值t時，且圓周線（4）和正弦曲線（5）上的整條線路的浮動參量Y＜預設值y，則生成工況正常信號；而其它的情況下，則生成運行劣質信號；

且數據處理模塊將生成的運行警示信號經控制模塊傳輸至警示模塊，并由警示模塊去發出報警；以及數據處理模塊還將生成的工況正常信號或運行劣質信號經控制模塊傳輸至顯示模塊，并由顯示模塊去做出顯示。

2.根據權利要求1所述的一種用于教學的演示設備，其特征在于，所述箱體（1）的內部還設置有電子控制器和導線，且孔洞（7）內的燈泡經導線與電子控制器相連接。

3.根據權利要求2所述的一種用于教學的演示設備，其特征在于，所述電子控制器由集成電路制成，包括電源、時鐘電路、邏輯控制電路和輸出驅動器，所述電源為給電子控制器供電的+5V電源、給燈泡供電的交流電源，所述邏輯控制電路由1個記數集成塊、1個譯碼集成塊、2個雙D觸發器和12個二輸入與非門集成塊組成，所述記數集成塊為74LS92的計數器，所述譯碼集成塊為74LS154的譯碼器，所述雙D觸發器的型號為74LS74，所述二輸入與非門集成塊的型號為74LS00。

4.根據權利要求1所述的一種用于教學的演示設備，其特征在于，所述燈泡的響應間隔信息表示為圓周線（4）和正弦曲線（5）上的燈泡在不間斷的完整運行周期內的相鄰兩個燈泡的平均間隔響應時長，所述燈泡的表面溫度信息表示為圓周線（4）和正弦曲線（5）上的燈泡在不間斷的完整運行周期內的所有燈泡的平均表面溫度。

5.根據權利要求1所述的一種用于教學的演示設備，其特征在于，所述整條線路的產熱信息表示為圓周線（4）和正弦曲線（5）上的整條線路在不間斷的完整運行周期內的總產熱量，所述整條線路的電壓波動信息表示為圓周線（4）和正弦曲線（5）上的整條線路在不間斷的完整運行周期內的總電壓波動值。

6.一種用于教學的演示設備的使用方法，其特征在于，具體過程如下：

圓周矢量在初始位置處并開始第一個圓周運動時，演示面板（2）上的圓周線（4）的起點處的燈泡和正弦曲線（5）的0°處的燈泡一同點亮，而正弦曲線（5）的360°處的燈泡不亮，并通過調節各開關、按鈕的狀態，去控制燈泡的運行演示情況；

其中的電源開關（8）用于控制整條線路的總電源的開閉，操控按鈕（9）用于切換自動或手動的控制選擇，清零開關（10）用于將燈泡的亮燈位置恢復至初始位置處，暫停開關（11）用于控制燈泡的亮燈位置保持不變，單脈沖開關（12）用于控制燈泡的亮燈位置向前移動一個點；

且在圓周矢量回至初始位置處時，圓周線（4）的起點處的燈泡、正弦曲線（5）的0°處的燈泡和360°處的燈泡均點亮，下一個振動周期開始。