專利名稱：熱敏電阻實驗模塊和工程教學實驗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種教學實驗用具，尤其涉及一種熱敏電阻實驗模塊。
背景技術(shù)：
目前很多高校的工程教學類實驗儀器功能固定，多采用儀表、單片機等元件，難以與計算機相連，多數(shù)設(shè)備缺乏擴展性，某些現(xiàn)有的可以實現(xiàn)模塊化的工程教學類實驗儀器，顯示方面主要靠儀表盤，整體體積較大。
實用新型內(nèi)容針對目前工程教學類實驗儀器整體體積較大的問題，本實用新型提供一種熱敏電阻實驗模塊和工程教學實驗系統(tǒng)，能夠有效的減小整體實驗儀器的體積。一種熱敏電阻實驗模塊，包括用于提供分壓和調(diào)整恒流源輸出電流大小的電阻的備選電阻模塊、恒流源法測量模塊和/或分壓法測量模塊，以及用于識別熱敏電阻實驗模塊的移位寄存器，恒流源法測量模塊用于為待測熱敏電阻提供恒定電流，分壓法測量模塊用于與備選電阻模塊中的電阻組成串聯(lián)電路，移位寄存器、恒流源法測量模塊以及分壓法測量模塊均與外部的工程教學實驗平臺相連。進一步地，恒流源法測量模塊包括運算放大器、用于外接電阻的一對第一電阻連接端以及用于外接待測熱敏電阻的一對第一熱敏電阻連接端，運算放大器包括正極輸入端、負極輸入端和放大信號輸出端；負極輸入端和放大信號輸出端與一對第一熱敏電阻連接端并聯(lián)，正極輸入端與外部的電源模塊相連，一對第一電阻連接端的一端接地，另一端與負極輸入端相連。進一步地，分壓法測量模塊包括用于外接電阻的一對第二電阻連接端以及用于外接待測熱敏電阻一對第二熱敏電阻連接端，一對第二電阻連接端串接在外部電源與所述一對第二熱敏電阻連接端的一端之間，一對第二熱敏電阻連接端的另一端接地。進一步地，所述備選電阻模塊包括至少一個電阻，每個電阻的兩端設(shè)置有一對第三電阻連接端；第三電阻連接端和第一電阻連接端或第二電阻連接端通過杜邦線建立電連接。進一步地，備選電阻模塊包括三個電阻且各電阻的阻值不同。進一步地，移位寄存器為SN74HC16 。一種工程教學實驗系統(tǒng),包括如上所述的熱敏電阻實驗模塊，以及工程教學實驗平臺；工程教學實驗平臺包括信號輸入輸出接口模塊和電源模塊，熱敏電阻實驗模塊與信號輸入輸出接口模塊和電源模塊可插拔式電連接。進一步地，信號輸入輸出接口模塊包括通訊通道端以及模擬信號端，模擬信號端與一對第一熱敏電阻連接端和第二熱敏電阻連接端相連，通訊通道與移位寄存器相連，移位寄存器與電源模塊相連。[0014]進一步地，熱敏電阻實驗模塊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。進一步地，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所述電源模塊相連。本實用新型提供的一種熱敏電阻實驗模塊和工程教學實驗系統(tǒng)，通過將實驗模塊搭載在工程教學實驗平臺上，能夠有效的減小整體實驗儀器的體積。

圖I為本實用新型提供的熱敏電阻實驗模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型提供的工程教學實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型提供的工程教學實驗系統(tǒng)一種實施例的電路原理圖。 圖4為本實用新型提供的工程教學實驗系統(tǒng)另一實施例的電路原理圖。
具體實施方式
下面參照附圖來說明本實用新型的實施例。在本實用新型的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或者更多個其他附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應當注意，為了清楚目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關(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，一種熱敏電阻實驗模塊20，包括用于提供分壓和調(diào)整恒流源輸出電流大小的電阻的備選電阻模塊204、恒流源法測量模塊202和/或分壓法測量模塊201，以及用于識別熱敏電阻實驗模塊20的移位寄存器203，恒流源法測量模塊202用于為待測熱敏電阻提供恒定電流，分壓法測量模塊201用于與備選電阻模塊204中的電阻組成串聯(lián)電路，移位寄存器203、恒流源法測量模塊202以及分壓法測量模塊201均與外部的工程教學實驗平臺相連。如圖4所示，恒流源法測量模塊202包括運算放大器Q、用于外接電阻的一對第一電阻連接端205以及用于外接待測熱敏電阻的一對第一熱敏電阻連接端206，運算放大器Q包括正極輸入端、負極輸入端和放大信號輸出端，負極輸入端和放大信號輸出端與一對第一熱敏電阻連接端206并聯(lián),正極輸入端與外部的電源模塊相連,一對第一電阻連接端205的一端接地，另一端與負極輸入端相連。如圖3所示，分壓法測量模塊201包括用于外接電阻的一對第二電阻連接端207以及用于外接待測熱敏電阻一對第二熱敏電阻連接端208，一對第二電阻連接端207串接在外部電源與一對第二熱敏電阻連接端208的一端之間，一對第二熱敏電阻連接端208的
另一端接地。優(yōu)選地，備選電阻模塊204包括至少一個電阻，每個電阻的兩端設(shè)置有一對第三電阻連接端209 ;—對第三電阻連接端209和第一電阻連接端205或第二電阻連接端207通過杜邦線建立電連接。優(yōu)選地，備選電阻模塊204包括阻值不同的第一電阻R1、第二電阻R2以及第三電阻R3，第一電阻Rl的阻值為10千歐，第二電阻R2的阻值為20千歐，第三電阻R3的阻值為30千歐。[0027]優(yōu)選地，移位寄存器203為SN74HC16 單片機。如圖2所述,一種工程教學實驗系統(tǒng),包括如上所述的熱敏電阻實驗模塊20，以及工程教學實驗平臺10 ；工程教學實驗平臺10包括信號輸入輸出接口模塊101和電源模塊102，熱敏電阻實驗模塊20與信號輸入輸出接口模塊101和電源模塊102可插拔式電連接。信號輸入輸出接口模塊101包括通訊通道端以及模擬信號端，模擬信號端與一對第一熱敏電阻連接端206和一對第二熱敏電阻連接端208相連，通訊通道端與移位寄存器203相連，移位寄存器203與電源模塊102相連，模擬信號端通過第一熱敏電阻連接端206或第二熱敏電阻連接端208采集待測熱敏電阻兩端的電壓。 熱敏電阻實驗模塊20還包括用于顯示電源模塊102工作狀態(tài)的指示電路210，指示電路210與電源模塊102連接。指示電路210包括第四電阻R4以及發(fā)光二極管LED，發(fā)光二極管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)光二極管LED的陰極均與電源模塊102相連。以下通過具體實施例進一步說明本實用新型的工作原理。實驗時，熱敏電阻實驗模塊20插到工程教學實驗平臺10對應的插槽內(nèi)，發(fā)光二極管LED點亮，表示熱敏電阻實驗模塊20正常工作。采用圖3的連接方式，通過分壓法測量從備選電阻模塊204中選擇第一電阻Rl或第二電阻R2或第三電阻R3，將兩端的一對第三電阻連接端209通過杜邦線與第二電阻連接端207建立連接，電源模塊102提供固定的電壓Vcc，此處選擇的第一電阻Rl或第二電阻R2或第三電阻R3用于分壓。信號輸入輸出接口模塊101通過虛擬儀器設(shè)備與計算機相連(圖中未示出)，信號輸入輸出接口模塊101中的模擬信號端與一對第二熱敏電阻連接端208相連，通訊通道與移位寄存器203相連，虛擬儀器通過移位寄存器203識別當前工作的熱敏電阻實驗模塊20，將待測的熱敏電阻與第二熱敏電阻連接端208連接，虛擬儀器設(shè)備通過第二熱敏電阻連接端208測量熱敏電阻兩端的電壓，溫度改變，則采集到的電壓信號也改變，虛擬儀器設(shè)備通過熱敏電阻兩端的電壓、電源模塊102提供的電壓以及備選電阻的阻值計算出熱敏電阻的阻值，并在計算機上顯示。采用如圖4的連接方式，通過恒流源法測量將熱敏電阻并接在運算放大器Q負極輸入端與放大信號輸出端兩端的第一熱敏電阻連接端206上,備選電阻模塊204中選擇第一電阻Rl或第二電阻R2或第三電阻R3，將兩端的第三電阻連接端209通過杜邦線與第一電阻連接端205建立連接，電源模塊102提供固定的電壓Vcc，此處選擇的第一電阻Rl或第二電阻R2或第三電阻R3用于調(diào)整恒流源輸出電流的大小。測量過程中電流保持不變，溫度改變，熱敏電阻兩端的電壓信號也改變，虛擬儀器設(shè)備通過第一熱敏電阻連接端206測量熱敏電阻兩端的電壓，虛擬儀器設(shè)備通過熱敏電阻兩端的電壓和電流計算出熱敏電阻的阻值，并在計算機上顯示。本實用新型提供的一種熱敏電阻實驗模塊和工程教學實驗系統(tǒng)，熱敏電阻實驗模塊搭載在工程教學實驗平臺上，能夠有效的減小整體實驗儀器的體積。雖然已經(jīng)詳細說明了本實用新型及其優(yōu)點，但是應當理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本實用新型的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、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施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本實用新型的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本實用新型可以使用執(zhí)行與在此所述的相應實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)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
權(quán)利要求1.一種熱敏電阻實驗模塊，其特征在于，所述熱敏電阻實驗模塊包括用于提供分壓和調(diào)整恒流源輸出電流大小的電阻的備選電阻模塊、恒流源法測量模塊和/或分壓法測量模塊，以及用于識別所述熱敏電阻實驗模塊的移位寄存器，所述恒流源法測量模塊用于為待測熱敏電阻提供恒定電流，所述分壓法測量模塊用于與備選電阻模塊中的電阻組成串聯(lián)電路，所述移位寄存器、所述恒流源法測量模塊以及分壓法測量模塊均與外部的工程教學實驗平臺相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱敏電阻實驗模塊，其特征在于，所述恒流源法測量模塊包括運算放大器、用于外接電阻的ー對第一電阻連接端以及用于外接待測熱敏電阻的ー對第一熱敏電阻連接端，所述運算放大器包括正極輸入端、負極輸入端和放大信號輸出端；所述負極輸入端和所述放大信號輸出端與所述ー對第一熱敏電阻連接端并聯(lián)，所述正極輸入端與外部的電源模塊相連，所述ー對第一電阻連接端的一端接地，另一端與所述負極輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱敏電阻實驗模塊，其特征在于，所述分壓法測量模塊包括用于外接電阻的ー對第二電阻連接端以及用于外接待測熱敏電阻ー對第二熱敏電阻連接端，所述ー對第二電阻連接端串接在外部電源與所述ー對第二熱敏電阻連接端的一端之間，所述ー對第二熱敏電阻連接端的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3任一所述的熱敏電阻實驗模塊，其特征在于，所述備選電阻模塊包括至少ー個電阻，每個電阻的兩端設(shè)置有ー對第三電阻連接端；所述第三電阻連接端和所述第一電阻連接端或第二電阻連接端通過杜邦線建立電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱敏電阻實驗模塊，其特征在于，所述備選電阻模塊包括三個電阻且各電阻的阻值不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱敏電阻實驗模塊，其特征在于，所述移位寄存器為SN74HC165D。
7.—種工程教學實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述工程教學實驗系統(tǒng)包括 如權(quán)利要求I至6任一所述的熱敏電阻實驗模塊，以及工程教學實驗平臺； 所述工程教學實驗平臺包括信號輸入輸出接ロ模塊和電源模塊，所述熱敏電阻實驗模塊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所述的工程教學實驗系統(tǒng)，其特征在于，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，模擬信號端與所述第一熱敏電阻連接端和第二熱敏電阻連接端相連，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所述的工程教學實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述熱敏電阻實驗模塊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所述的工程教學實驗系統(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)光二極管的陽極與第四電阻的一端相連，所述第四電阻的另ー端和所述發(fā)光二極管的陰極均與所述電源模塊相連。
專利摘要本實用新型提供一種熱敏電阻實驗模塊和工程教學實驗系統(tǒng)，其中熱敏電阻實驗模塊包括用于提供分壓和調(diào)整恒流源輸出電流大小的電阻的備選電阻模塊、恒流源法測量模塊和/或分壓法測量模塊，以及用于識別熱敏電阻實驗模塊的移位寄存器，恒流源法測量模塊用于為待測熱敏電阻提供恒定電流，分壓法測量模塊用于與備選電阻模塊中的電阻組成串聯(lián)電路，移位寄存器、恒流源法測量模塊以及分壓法測量模塊均與外部的工程教學實驗平臺相連，本實用新型通過將實驗模塊搭載在工程教學實驗平臺上，能夠有效的減小整體實驗儀器的體積。
文檔編號G09B23/18GK202650372SQ201220222068
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者陳婷, 李興越, 劉熠 申請人:北京泛華恒興科技有限公司