[实用新型]电工和电子技术综合实验箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验箱，特别是涉及一种电工和电子技术综合实验箱。

背景技术

现有的实验设备大多是分别针对电工技术或电子技术孤立的设备，也有少部分的电工技术集合实验设备或电子技术合成实验设备，但这些实验设备只能分别完成相关规定的部分实验内容，如电工技术设备，只能完成简单直流电路、交流电路实验，如叠加原理、暂态过程分析、单相串联阻抗测试等验证性的实验。又如电子技术实验设备均将模拟电子技术实验和数字电子技术实验分为两种设备，模拟电子技术实验设备中的放大电路和集成运算放大器又采用不同的实验设备；数字电子技术的各种实验设备均只能进行相对独立内容的实验。由于电工技术和电子技术实验采用不同的供电电源，则每个实验所需测量仪器也有很大差异。另外，现有的实验设备所用电工电子元器件、电路形式均由固定，实验者只能按固定模式下完成事先规定的实验内容。

通常使用的电工电子实验装置多数是每个实验一块实验板，实验技术人员要在每次实验前后更换一块实验板，甚至需要事先搭建部分线路，这不仅加大了实验室的工作量，而且不利于锻炼学生的动手能力。分立的元器件和分立的仪器仪表，这种方式有利于锻炼学生的实验动手能力，却对设备管理带来困难，也容易造成设备的损坏、丢失。在仪器方面，实验室中现有的仪器在教学中只用了其中的一部分功能，有许多功能用不上；另一方面，某些需要的功能又不具备，需购置新的设备。另外，实验内容的更新要求购买新的实验设备，也造成一些仪器的闲置和经费负担。

发明内容

为了克服现有的电工技术实验设备或电子技术实验设备功能单一的不足，本实用新型提供一种电工和电子技术综合实验箱。该装置包括电源模块、母板、查错功能模块、子板和虚拟示波器。该综合实验箱将电源模块、母板、查错功能模块、子板和虚拟示波器集成于同一箱，将要完成的电工电子技术每个实验内容设计成单独的子板，将要完成的各实验子板分别直接插接在实验箱的母板上，通过选择开关与实验所需电源接通进行实验，实验结果经数据采集处理单元、虚拟仪器单元与外接计算机联接，可直接获得实验结果数据或波形；该综合实验箱不仅可供完成电工技术和电子技术各种基础性、自主设计性和综合创新性实验内容，而且可为学生、教师和工程技术人员提供二次开发、科技创新的科学仪器实验箱。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电工和电子技术综合实验箱，其特点是包括电源模块、母板、查错控制模块、子板、数据采集卡和PC机。电源模块、查错控制模块、子板和数据采集卡与母板采用标准的接插件连接，数据采集卡与PC机通信。电源模块为系统提供±5V、±12V、0～12V的电压，母板从左到右、从上到下布置有电源接口7、小功率扬声器及驱动电路8、大功率器件接口9、七段数码显示10、五十针接插件4、电路电压比较及蜂鸣器5、反相门驱动的LED3、多频率可调时钟信号源2、继电器11、电位器12、八路逻辑开关量输出电路1和四路脉冲电路22，母板中间设置通气孔6，通气孔6的上下对称分布排针21。电源模块引出接线端子到母板上的电源接口7，母板上电源接口7的±5V、±12V端口为子板供电。

查错控制模块包括功能选择输入和功能实现两部分。功能选择输入部分为用户提供功能选择面板，功能实现部分采用相应的继电器使实验电路断开或闭合。选择功能有0～F共十六个，除功能0外，每个功能对应一个继电器，继电器数量设计为十五个，使用一个4-16译码器。

数据采集卡和PC机组成虚拟示波器，利用标准串并口进行数据采集、控制和通信，由8051单片机实现自动切换量程功能。

八路逻辑开关量输出电路1通过拨动开关改变电路板的高低电平输出。多频率可调时钟信号源2产生时钟信号，反相门驱动的LED 3构建反相集成电路，五十针接插件4用于连接母板和功能选择模块20，电路电压比较及蜂鸣器5为母版提供基准电压，当输入电压高于基准电压时，蜂鸣器报警。小功率扬声器及驱动电路8由独立的功率放大器及扬声器组成，两者用导线连接。七段数码显示10采用共阴极接法。四路脉冲电路22产生输入信号脉冲，包括上升沿脉冲和下降沿脉冲。

母板通过螺栓固定在箱体底座13上。可调直流电源18、电源开关19和功能选择模块20通过螺栓固定在控制面板14上。功能选择模块20安装在控制面板14上，功能选择模块20的输出接到母板上。

箱体底座13的底部有通风槽15，箱体底座13的内部分布电源调理电路板16、环形变压器17和直流可调电源18，电源调理电路板16居左，环形变压器17居右，二者之间通过导线连接。环形变压器17与直流可调电源18之间用电源线连接。