[其他]大型數字式物理測量演示表

無效

• 申請號: 87210517
• 申請日: 1987-09-02
• 公開（公告）號: CN87210517U
• 公開（公告）日: 1988-03-23
• 發明（設計）人: 夏吉臣;徐云成;王寧會
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 東北師范大學專利事務所
• 代理人: 劉延軍

本發明屬于教學用物理測量演示儀表的技術改進。

通常使用的演示電表是動圈式大型指針表，由于靈敏度低、功能少，只能演示簡單的物理象，不能進行較精確的定量演示，而且收看面小，測量功能少，遠不能適應課堂教學、現場教學、電化教學的需要。

本發明的目的是建立一種裝置，它可以克服上述公知裝置的不足，主要是采用CMOS3¹₂位的大規模集成電路A／D變換器，內含七劃解碼器、顯示推動器、基準及時鐘電路與熱敏、濕敏、壓敏、光敏、磁敏、聲敏等傳感器配合，可將多種電量、非電量轉換成數字量，以LED發光器件組成大型數字顯示出來。該裝置除包括一般萬用電表的功能外，還具有測量溫度、濕度、重量、時間、頻率、聲強、照度、磁場、電場、電功率等功能、而且顯示數字大、靈敏度高、帶有數據自動存儲、收看面大、造價低、操作使用方便。

本發明由下列裝置實現的。該裝置有一塑料外殼，殼內裝有A／D轉換電路、計時測量路、壓力測量電路、溫度測量電路、濕度測量電路、聲強測量電路、照度測量電路、磁通測量電路、電場強度測量電路、電功率測量電路、頻率測量電路、功能選擇電路以及數據自動存儲電路。面板上裝有數字顯示屏0，功能選擇開關a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、r、l、m、n，傳感器輸入端a′、b′、c′、d′、e′、f′、g′、h′、i′、j′、r′、l′、m′、n′，其特征是：通過傳感器及相應的功能選擇開關，將被測量信號輸入A／D變換器、變成脈沖數，以數字形式在用LED排列成的大型數字屏上顯示出來；變換傳感器，顯示屏上就顯示相應被測量的數值。此外還帶有數據自動存儲功能，可使被測數值保持1小時。

發明的具體結構用下列實施例和附圖給出。

圖1.大型數字式物理測量演示表外形圖

圖2.開關放大電路（只畫出一位數碼電路）

圖3.A／D變換電路

圖4.時間測量電路

圖5.重量（壓力）測量電路

圖6.溫度測量電路

圖7.濕度測量電路

圖8.聲強測量電路

圖9.照度測量電路

圖10.磁通測量電路

圖11.電場強度測量路

圖12.電功率測量電路

圖13.頻率測量電路

圖14.電源電路

圖15.大型數字式物理測量演示表框圖。

圖1.表示整個裝置的立體圖。裝置的面板，用紅色半透明塑料板制成。0是大型數字顯示屏，用廉價發光器件LED在硬質泡沫板上排列成的，字高為120毫米，可顯示3 1/2 位數字、負極性、小數點。

圖2.表示開關放大器，這里只畫出一位數碼電路，其他位類似。電路特征是：選用單管驅動電路，性能穩定可靠，成本低，字劃采用單管串接方式排列，共陰極方式組合，使發光亮度一致，穩定無干擾。

圖3表示A／D變換電路，它是一種雙積分A／D變換器，其特征是將輸入直流電壓（模擬量）的大小，變為脈沖數并進行計數。基準電壓選定1伏，使模擬信號電壓滿度值為2伏，從而增加積分電阻值，線性區域加寬，線性度得到提高，數字顯示穩定，并設有數據保持鍵，按動K數字顯示值即可暫時停留。

圖4表示時間測量電路，當光、電、磁、聲傳感器信號通過K₄啟動數字鐘秒、分、時，IC₂將數字信號輸出給開關放大器，驅動大型數字屏顯示。數字鐘的輸出信號通過K₅與圖3的K連接，可使該裝置具有測量數據自動存儲的功能。

圖5表示重量（壓力）測量電路，傳感器選用硅力敏器件組成橋式電路，并設有恒流源，從而保證靈敏、穩定、線性度好。

圖6表溫度測量電路，傳感器選用正溫度系數熱敏電阻，封裝在園柱形鋁棒內，組成橋式測量電路。

圖7表示濕度測量電路，傳感器選用硅濕敏電阻，設有振藴信號幅度穩定電路，溫度補償電路，保證測量值重復性好。

圖8表示聲強測量電路，選用小型駐極體電容傳聲器，作為傳感器件，并增設前置放大器，以便阻抗匹配，提高微弱信號的檢測。

圖9表示照度測量電路，選用硅光電池為傳感器件，為了提高硅光電池的轉換效率，將硅光電池安放在聚光反射腔內。

圖10表示磁通測量電路，選用霍耳集成電路為傳感器件，將傳感器件與放大電路作成一體結構，可提高防干擾能力。