專利名稱：熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K和工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種教學(xué)實(shí)驗(yàn)用具，尤其涉及一種熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K和工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前很多高校的工程教學(xué)類實(shí)驗(yàn)儀器功能固定，多采用儀表、單片機(jī)等元件，難以與計(jì)算機(jī)相連，多數(shù)設(shè)備缺乏擴(kuò)展性，某些現(xiàn)有的可以實(shí)現(xiàn)模塊化的工程教學(xué)類實(shí)驗(yàn)儀器，在模塊接ロ定義上又過于封閉，很難實(shí)現(xiàn)模塊之間的通用，顯示方面主要靠儀表盤，整體體積較大
實(shí)用新型內(nèi)容
針對目前工程教學(xué)類實(shí)驗(yàn)儀器整體體積較大的問題，本實(shí)用新型提供ー種熱敏電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)K和工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，能夠有效的減小整體實(shí)驗(yàn)儀器的體積。ー種熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K，包括用于接入待測熱電偶的一對熱電偶連接端、用于檢測待測熱電偶冷端溫度的溫度檢測模塊、用于進(jìn)行信號放大的放大模塊以及用于識別熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K的移位寄存器，溫度檢測模塊分別與一對熱電偶連接端相連，熱電偶連接端與放大模塊的輸入端相連，放大模塊的輸出端、移位寄存器以及溫度檢測模塊均與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。進(jìn)ー步地，放大模塊包括運(yùn)算放大器、第一電阻以及第ニ電阻，第一電阻的一端與運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端相連，第二電阻的一端與運(yùn)算放大器的正極輸入端相連，第一電阻的另一端和第二電阻的另一端與ー對熱電偶連接端對應(yīng)相連，運(yùn)算放大器的輸出端與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。進(jìn)ー步地，所述熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括ー對第一分壓電阻連接端和ー對第二分壓電阻連接端；一第一分壓電阻連接端與運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端相連，另ー第一分壓電阻連接端與運(yùn)算放大器的輸出端相連；一第二分壓電阻連接端的一端與運(yùn)算放大器的正極輸入端相連，另ー第二分壓電阻連接端接地。進(jìn)ー步地，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括濾波模塊，濾波模塊包括第三電阻以及電容，第三電阻的一端與運(yùn)算放大器的輸出端相連，第三電阻的另一端與電容的一端相連，電容的另一端接地，第三電阻的另一端與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。進(jìn)ー步地，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括用于改變運(yùn)算放大器放大倍數(shù)的備選電阻模塊，備選電阻模塊包括至少ー對阻值相同的電阻，每個(gè)電阻的兩端均設(shè)有電阻連接端；ー對阻值相同的電阻中，其中一個(gè)電阻兩端設(shè)置的電阻連接端通過杜邦線分別與第一分壓電阻連接端連接，另ー電阻兩端設(shè)置的電阻連接端通過杜邦線與第二電阻連接端連接。進(jìn)ー步地，移位寄存器為SN74HC16 。一種工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括如上述的熱電偶試驗(yàn)?zāi)K以及工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺；[0012]工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺包括信號輸入輸出接ロ模塊和電源模塊，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K分別與信號輸入輸出接ロ模塊和電源模塊可插拔式電連接。進(jìn)ー步地，信號輸入輸出接ロ模塊包括通訊通道端以及模擬信號端，模擬信號端與一對熱電偶連接端相連，通訊通道端與移位寄存器相連；移位寄存器還與電源模塊相連。進(jìn)ー步地，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括用于顯示電源模塊工作狀態(tài)的指示電路，指示電路與電源模塊連接。進(jìn)ー步地，指示電路包括第四電阻以及發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的陽極與第四電阻的一端相連，第四電阻的另一端和發(fā)光二極管的陰極均與電源模塊相連。本實(shí)用新型提供的一種熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K和工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過將熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K搭載在通用的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺上，能夠有效的減小整體實(shí)驗(yàn)儀器的體積。
圖I為本實(shí)用新型提供的熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型提供的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型提供的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖來說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。在本實(shí)用新型的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與ー個(gè)或者更多個(gè)其他附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚目的，附圖和說明中省略了與本實(shí)用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。如圖I所示，ー種熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20，包括用于接入待測熱電偶的一對熱電偶接ロ連接端201、用于檢測待測熱電偶冷端溫度的溫度檢測模塊202、用于進(jìn)行信號放大的放大模塊203以及用于識別熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20的移位寄存器204，溫度檢測模塊202分別與一對熱電偶連接端201以及控制模塊相連，熱電偶連接端201與放大模塊203的輸入端相連，放大模塊203的輸出端、移位寄存器204以及溫度檢測模塊202與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。如圖3所示，放大模塊203包括運(yùn)算放大器Q、第一電阻Rl、以及第ニ電阻R2，第一電阻Rl的一端與運(yùn)算放大器Q的負(fù)極輸入端相連，第二電阻R2的一端與運(yùn)算放大器Q正極輸入端相連，第一電阻Rl的另一端和第二電阻R2的另一端與一對熱電偶連接端201對應(yīng)相連，運(yùn)算放大器Q的輸出端與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括ー對第一分壓電阻連接端205和ー對第二分壓電阻連接端206 ; —第一分壓電阻連接端205與運(yùn)算放大器Q的負(fù)極輸入端相連，另ー第一分壓電阻連接端205與運(yùn)算放大器Q的輸出端相連；一第二分壓電阻連接端206的一端與運(yùn)算放大器Q的正極輸入端相連，另ー第二電阻連接端206接地。優(yōu)選地，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20還包括濾波模塊207，濾波模塊包括第三電阻R3以及電容，第三電阻R3的一端與運(yùn)算放大器Q的輸出端相連，第三電阻R3的另一端與電容C的一端相連，電容C的另一端接地，第三電阻R3的另一端與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。進(jìn)ー步地，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20還包括用于改變運(yùn)算放大器放大倍數(shù)的備選電阻模塊208，備選電阻模塊208包括至少ー對阻值相同的電阻，每個(gè)電阻的兩端均設(shè)有電阻連接端，一對阻值相同的電阻中，其中一個(gè)電阻兩端設(shè)置的電阻連接端通過杜邦線分別與第一分壓電阻連接端205相連，另ー電阻兩端設(shè)置的電阻連接端通過杜邦線和第二電阻連接端206相連。優(yōu)選地，本實(shí)施例中的備選電阻模塊208包括三對電阻，分別為阻值均為10千歐的第五電阻R5和第六電阻R6、阻值均為20千歐的第七電阻R7和第八電阻R8，阻值均為30千歐的第九電阻R9和第十電阻R10，可以根據(jù)需要的放大倍數(shù)選擇合適的ー對阻值相同的電阻通過杜邦線與第一分壓電阻連接端205和第二電阻連接端206建立電連接優(yōu)選地，移位寄存器204為SN74HC16 。如圖2所示，ー種工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括如上所述的熱電偶試驗(yàn)?zāi)K20以及工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺10 ；工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺10包括信號輸入輸出接ロ模塊101和電源模塊102，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20分別與信號輸入輸出接ロ模塊101和電源模塊102可插拔式電連接。信號輸入輸出接ロ模塊101包括通訊通道端以及模擬信號端，模擬信號端與一對熱電偶連接端201相連，通訊通道端與移位寄存器204相連，移位寄存器204還與電源模塊102相連。熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20還包括用于顯示電源模塊工作狀態(tài)的指示電路209，指示電路209與電源模塊102連接。指示電路209包括第四電阻R4以及發(fā)光二級管LED，發(fā)光二級管LED的陽極與第四電阻R4的一端相連，第四電阻R4的另一端和發(fā)光二級管LED的陰極均與電源模塊102相連。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20插到工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺10對應(yīng)的插槽內(nèi)，發(fā)光二級管LED2點(diǎn)亮，表示熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20正常工作，工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過虛擬儀器設(shè)備與計(jì)算機(jī)相連(圖中未示出)，工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺10上搭載著多個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，虛擬儀器設(shè)備通過移位寄存器204識別出熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K20 ;將待測的熱電偶連接到熱電偶連接端201中，溫度檢測模塊202采集待測熱電偶冷端(圖3中A點(diǎn))溫度并通過信號輸入輸出接ロ模塊發(fā)送虛擬儀器設(shè)備，同時(shí)虛擬儀器設(shè)備接收來自經(jīng)放大模塊203放大以及經(jīng)濾波模塊207濾波的待測熱電偶結(jié)點(diǎn)(圖3中B點(diǎn))電壓信號，虛擬儀器設(shè)備接收將熱電偶冷端的溫度以及結(jié)點(diǎn)的電壓信號，井根據(jù)結(jié)點(diǎn)的電壓信號計(jì)算結(jié)點(diǎn)的溫度，根據(jù)熱電偶結(jié)點(diǎn)的溫度以及冷端的溫度計(jì)算熱電偶兩端的熱電勢，在計(jì)算機(jī)上顯示該熱電偶溫度和熱電勢的關(guān)系圖。本實(shí)用新型提供的一種熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K和工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K搭載在通用的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺上，能夠有效的減小整體實(shí)驗(yàn)儀器的體積。雖然已經(jīng)詳細(xì)說明了本實(shí)用新型及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、替代和變換。而且，本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本實(shí)用新型的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本實(shí)用新型可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實(shí)施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求g在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
權(quán)利要求1.ー種熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K，其特征在于，所述熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括用于接入待測熱電偶的一對熱電偶連接端、用于檢測待測熱電偶冷端溫度的溫度檢測模塊、用于進(jìn)行信號放大的放大模塊以及用于識別所述熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K的移位寄存器，所述溫度檢測模塊分別與ー對所述熱電偶連接端相連，所述熱電偶連接端與所述放大模塊的輸入端相連，所述放大模塊的輸出端、所述移位寄存器以及所述溫度檢測模塊均與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K，其特征在于，所述放大模塊包括運(yùn)算放大器、第一電阻以及第ニ電阻，所述第一電阻的一端與所述運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端相連，所述第二電阻的一端與所述運(yùn)算放大器的正極輸入端相連，所述第一電阻的另一端和第二電阻的另一端與所述ー對熱電偶連接端對應(yīng)相連，所述運(yùn)算放大器的輸出端與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K，其特征在于，所述熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括ー對第一分壓電阻連接端和ー對第二分壓電阻連接端；一所述第一分壓電阻連接端與所述運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端相連，另一所述第一分壓電阻連接端與運(yùn)算放大器的輸出端相連；一所述第二分壓電阻連接端的一端與所述運(yùn)算放大器的正極輸入端相連，另一所述第二分壓電阻連接端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K，其特征在于，所述熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括濾波模塊，所述濾波模塊包括第三電阻以及電容，所述第三電阻的一端與所述運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述第三電阻的另一端與所述電容的一端相連，所述電容的另一端接地，所述第三電阻的另一端與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K，其特征在于，所述熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括用于改變運(yùn)算放大器放大倍數(shù)的備選電阻模塊，所述備選電阻模塊包括至少ー對阻值相同的電阻，每個(gè)電阻的兩端均設(shè)有電阻連接端；一對阻值相同的電阻中，其中一個(gè)電阻兩端設(shè)置的電阻連接端通過杜邦線分別與所述第一分壓電阻連接端連接，另ー電阻兩端設(shè)置的電阻連接端通過杜邦線與所述第二電阻連接端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K，其特征在于，所述移位寄存器為SN74HC165D。
7.—種工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括 如權(quán)利要求I至6任一所述的熱電偶試驗(yàn)?zāi)K以及工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺； 所述工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺包括信號輸入輸出接ロ模塊和電源模塊，所述熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K分別與所述信號輸入輸出接ロ模塊和所述電源模塊可插拔式電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在干，所述信號輸入輸出接ロ模塊包括通訊通道端以及模擬信號端，模擬信號端與所述ー對熱電偶連接端相連，所述通訊通道端與所述移位寄存器相連；所述移位寄存器還與所述電源模塊相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K還包括用于顯示所述電源模塊工作狀態(tài)的指示電路，所述指示電路與所述電源模塊連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述指示電路包括第四電阻以及發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的陽極與所述第四電阻的一端相連，所述第四電阻的另一端和所述發(fā)光二極管的陰極均與所述電源模塊相連。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K和工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括用于接入待測熱電偶的一對熱電偶連接端、用于檢測待測熱電偶冷端溫度的溫度檢測模塊、用于進(jìn)行信號放大的放大模塊以及用于識別熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K的移位寄存器，溫度檢測模塊與熱電偶連接端以及控制模塊相連，熱電偶連接端與所述放大模塊的輸入端相連，放大模塊的輸出端、移位寄存器以及溫度檢測模塊與外部的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺相連，熱電偶實(shí)驗(yàn)?zāi)K搭載在通用的工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺上，能夠有效的減小整體實(shí)驗(yàn)儀器的體積。
文檔編號G09B23/18GK202615676SQ20122014342
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者李興越, 劉熠, 陳婷 申請人:北京泛華恒興科技有限公司