專利名稱：數字化物理實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及教學用儀器，尤其涉及數字化物理實驗裝置。
背景技術：
目前，各類高校和中學都在盡最大努力擴大招生，但都面臨著非常棘手的問題，就是嚴重缺少專業(yè)教師，其中最為緊缺的是物理實驗教師。國外現有的高智能物理實驗裝置，結構復雜，價格高，一般高校和中學無力承受，開發(fā)適合我國各類高校和中學的數字化物理實驗裝置，可以在一定程度上緩解物理實驗教師緊缺的局面，提高學生的學習興趣和學習質量。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現有技術的不足之處，提供一種數字化物理實驗裝置，集信息技術、計算機技術于一體，為各類高校和中學的各科實驗室的數字化智能化提供了一個科學的解決途徑。本發(fā)明所述的數字化物理實驗裝置，涉及有電源、電壓電流檢測裝置、智能判斷控制裝置、數字顯示裝置、音頻報警裝置、獨立電流傳感器、獨立電壓檢測器、控制器A、控制器B、控制器C和控制器D，另外，可以外接受控制器控制、并獨立檢測電壓和電流的實驗電路A、實驗電路B、實驗電路C和實驗電路D組成。對于比較復雜需要進行仿真的實驗，則要由PC機作為中心處理機進行運算處理。所說的電源設置有直流高電壓300V輸出、輸出電流0～0.5A一組；正弦交流低壓0～36V輸出，輸出電壓分檔可調，輸出電流范圍按輸出電壓從低到高的順序分別為12A～6A～3A～0A一組；全波整流直流電壓0～36V、輸出電壓分檔可調，輸出電流范圍按輸出電壓從低到高的順序分別為12A～6A～3A～0A一組；和直流穩(wěn)定電壓12V電流2A的一組。電源的四組輸出分別設置有電壓電流檢測裝置，所說的電壓電流檢測裝置又涉及有電流傳感器和電壓傳感器兩個部分組成。電壓電流檢測裝置又連接有智能判斷控制裝置和對應的控制器A、控制器B、控制器C和控制器D?？刂破鰽、控制器B、控制器C和控制器D既與智能判斷控制裝置對應連接，又與實驗電路A、實驗電路B、實驗電路C和實驗電路D對應連接。智能判斷控制裝置還連接有音頻報警裝置、數字顯示裝置、獨立電流傳感器A、獨立電流傳感器B、獨立電壓檢測器A和獨立電壓檢測器B。所說的電壓電流檢測裝置中的電流傳感器，檢測工作電流，并轉換為電壓信號；其中的電壓傳感器，檢測工作電壓，并將檢測到的工作電壓的數值送至智能判斷控制裝置。智能判斷控制裝置放大并測定出各路電壓和電流的數值，再由數字顯示裝置顯示正常的工作數值。當某一路電壓或電流工作異常時，在數字顯示裝置給出顯示的同時，音頻報警裝置會發(fā)出音頻報警，異常的數值超出規(guī)定的數值范圍時，則由智能判斷控制裝置向對應的控制器A、控制器B、控制器C和控制器D發(fā)出指令，切斷對應的實驗電路A、實驗電路B、實驗電路C和實驗電路D的電源。也可以說，控制器A、控制器B、控制器C和控制器D是按照智能判斷控制裝置的指令控制著實驗電路A、實驗電路B、實驗電路C和實驗電路D電源的通斷。數字顯示裝置按照智能判斷控制裝置的檢測的情況，既顯示正常的工作電壓和工作電流的數值，也指示故障的性質和故障的位置。連接于智能判斷控制裝置的獨立電流傳感器A、獨立電流傳感器B、獨立電壓檢測器A和獨立電壓檢測器B對實驗電路A、實驗電路B、實驗電路C和實驗電路D的關鍵點實施監(jiān)測，反應實驗數據，作為判斷實驗數據正常與否的依據。
本發(fā)明所述的數字化物理實驗裝置，可以使用單片機作為智能判斷控制裝置的核心，也可以配用PC機作為中心處理機，進行集中控制，可以對學生的實驗情況進行實時監(jiān)視，對實驗中出現的錯誤能夠及時的提示，既有利于培養(yǎng)學生的實際動手能力，又可以解決實驗教師不足的問題，可作為目前中小學物理實驗中的有力助手。


附圖是本發(fā)明所述數字化物理實驗裝置的原理結構圖。1-電源 2-電壓電流檢測裝置 3-智能判斷控制裝置 4-數字顯示裝置 5-音頻報警裝置 6-獨立電流傳感器A 7-獨立電流傳感器B 8-獨立電壓檢測器A 9-獨立電壓檢測器B 10-控制器A 11-控制器B 12-控制器C 13-控制器D 14-實驗電路A 15-實驗電路B 16-實驗電路C 17-實驗電路D
具體實施例方式現參照附圖，結合實施例說明如下本發(fā)明所述的數字化物理實驗裝置，涉及有電源1、電壓電流檢測裝置2、智能判斷控制裝置3、數字顯示裝置4、音頻報警裝置5、獨立電流傳感器A6、獨立電流傳感器B7、獨立電壓檢測器A8、獨立電壓檢測器B9、控制器A10、控制器B11、控制器C12和控制器D13、實驗電路A14、實驗電路B15、實驗電路C16和實驗電路D17組成。另外，這里所說的實驗電路A14、實驗電路B15、實驗電路C16和實驗電路D17可以是外接受控制器控制、并獨立檢測電壓和電流的實驗電路A14、實驗電路B15、實驗電路C16和實驗電路D17。對于比較復雜需要進行仿真的實驗，則要由PC機作為中心處理機進行運算處理。所說的電源1設置有直流高電壓300V輸出、輸出電流0～0.5A一組；正弦交流低壓0～36V輸出，輸出電壓分檔可調，輸出電流范圍按輸出電壓從低到高的順序分別為12A～6A～3A～0A一組；全波整流直流電壓0～36V、輸出電壓分檔可調，輸出電流范圍按輸出電壓從低到高的順序分別為12A～6A～3A～0A一組；和直流穩(wěn)定電壓12V電流2A的一組。電源的四組輸出分別設置有電壓電流檢測裝置2，所說的電壓電流檢測裝置2又涉及有電流傳感器和電壓傳感器兩個部分組成。電壓電流檢測裝置2又連接有智能判斷控制裝置3和對應的控制器A10、控制器B11、控制器C12和控制器D13。控制器A10、控制器B11、控制器C12和控制器D13既與智能判斷控制裝置3對應連接，又與實驗電路A14、實驗電路B15、實驗電路C16和實驗電路D17對應連接。智能判斷控制裝置3還連接有音頻報警裝置5、數字顯示裝置4、獨立電流傳感器A6、獨立電流傳感器B7、獨立電壓檢測器A8和獨立電壓檢測器B9。所說的電壓電流檢測裝置2中的電流傳感器，檢測工作電流，并轉換為電壓信號；其中的電壓傳感器，檢測工作電壓，并將檢測到的工作電壓的數值送至智能判斷控制裝置3。智能判斷控制裝置3放大并測定出各路電壓和電流的數值，再由數字顯示裝置顯示正常的工作數值。當某一路電壓或電流工作異常時，在數字顯示裝置給出顯示的同時，音頻報警裝置5會發(fā)出音頻報警，異常的數值超出規(guī)定的數值范圍時，則由智能判斷控制裝置3向對應的控制器A10、控制器B11、控制器C12和控制器D13發(fā)出指令，切斷對應的實驗電路A14、實驗電路B15、實驗電路C16和實驗電路D17的電源。也可以說，控制器A10、控制器B11、控制器C12和控制器D13是按照智能判斷控制裝置3的指令控制著實驗電路A14、實驗電路B15、實驗電路C16和實驗電路D17電源的通斷。數字顯示裝置4按照智能判斷控制裝置3的檢測的情況，既顯示正常的工作電壓和工作電流的數值，也指示故障的性質和故障的位置。連接于智能判斷控制裝置3的獨立電流傳感器A6、獨立電流傳感器B7、獨立電壓檢測器A8和獨立電壓檢測器B9對實驗電路A14、實驗電路B15、實驗電路C16和實驗電路D17的關鍵點實施監(jiān)測，反應實驗數據，作為判斷實驗數據正常與否的依據。本發(fā)明所述的數字化物理實驗裝置，可以使用單片機作為智能判斷控制裝置的核心，也可以配用PC機作為中心處理機，進行集中控制，可以對學生的實驗情況進行實時監(jiān)視，對實驗中出現的錯誤能夠及時的提示，既有利于培養(yǎng)學生的實際動手能力，又可以解決實驗教師不足的問題，可作為目前中小學物理實驗中的有力助手。
權利要求
1.數字化物理實驗裝置，涉及有電源(1)、電壓電流檢測裝置(2)、智能判斷控制裝置(3)、數字顯示裝置(4)、音頻報警裝置(5)、獨立電流傳感器A(6)、獨立電流傳感器B(7)、獨立電壓檢測器A(8)、獨立電壓檢測器B(9)、控制器A(10)、控制器B(11)、控制器C(12)和控制器D(13)、實驗電路A(14)、實驗電路B(15)、實驗電路C(16)和實驗電路D(17)組成，這里所說的實驗電路A(14)、實驗電路B(15)、實驗電路C(16)和實驗電路D(17)可以是外接受控制器控制、能獨立檢測電壓和電流的實驗電路A(14)、實驗電路B(15)、實驗電路C(16)和實驗電路D(17)，其特征在于電源(1)設置有直流高電壓300V輸出、輸出電流0～0.5A一組；正弦交流低壓0～36V輸出，輸出電壓分檔可調，輸出電流范圍按輸出電壓從低到高的順序分別為12A～6A～3A～0A一組；全波整流直流電壓0～36V、輸出電壓分檔可調，輸出電流范圍按輸出電壓從低到高的順序分別為12A～6A～3A～0A一組；和直流穩(wěn)定電壓12V電流2A的一組。
2.根據權利要求1所述的數字化物理實驗裝置，其特征在于電源(1)的四組輸出分別設置有電壓電流檢測裝置(2)。
3.根據權利要求2所述的電壓電流檢測裝置(2)，其特征在于又涉及有電流傳感器和電壓傳感器兩個部分組成。
4.根據權利要求2所述的電壓電流檢測裝置(2)，其特征在于又連接有智能判斷控制裝置(3)和對應的控制器A(10)、控制器B(11)、控制器C(12)和控制器D(13)。
5.根據權利要求1所述的數字化物理實驗裝置，其特征在于智能判斷控制裝置(3)還連接有音頻報警裝置(5)、數字顯示裝置(4)、獨立電流傳感器A(6)、獨立電流傳感器B(7)、獨立電壓檢測器A(8)和獨立電壓檢測器B(9)。
全文摘要
數字化物理實驗裝置，涉及有電源、電壓電流檢測裝置、智能判斷控制裝置、數字顯示裝置、音頻報警裝置、獨立電流傳感器、獨立電壓檢測器、控制器A、控制器B、控制器C和控制器D組成，外接受控制器控制、并獨立檢測電壓和電流的實驗電路。對于比較復雜需要進行仿真的實驗，則要由PC機作為中心處理機進行運算處理。本發(fā)明可以使用單片機作為智能判斷控制裝置的核心，也可以配用PC機作為中心處理機，進行集中控制，可以對學生的實驗情況進行實時監(jiān)視，對實驗中出現的錯誤能夠及時的提示，既有利于培養(yǎng)學生的實際動手能力，又可以解決實驗教師不足的問題，可作為目前中小學物理實驗中的有力助手。
文檔編號G09B23/18GK1480909SQ03138748
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月9日 優(yōu)先權日2003年7月9日
發(fā)明者王瑞長, 趙建平 申請人:濟寧市大道網絡工程有限責任公司