[发明专利]一种电路故障模拟实验系统

说明书

本发明实施例提供了一种电路故障模拟实验系统，包括：微控制器、多个故障执行模块及多种目标电路板；其中，所述多个故障执行模块之间通过串行数据端口相互串联，所述微控制器与串联后的所述多个故障执行模块通过串行数据端口开环或闭环连接，所述多个故障执行模块通过预定义的接插件与所述目标电路板连接；所述微控制器中存储有多种预设故障代码，用于控制所述多个故障执行模块中各继电器的动作，以在所述目标电路中实现随机故障模拟。该系统通过电路控制方法模拟故障，产生的故障稳定可靠，且故障设置灵活性高，同时该系统中目标电路中的元器件无法拔出，避免了操作者直接对单个元器件孤立进行检测以判断故障的实验思路，能获得更好的实验效果。

技术领域

本发明实施例涉及电路技术领域，更具体地，涉及一种电路故障模拟实验系统。

背景技术

在物理基础教学中，有不少高校的教学仍未走出重理论轻实践的传统模式。基础物理教学的效果常常被其他学科教学人士质疑，不得不承认在基础物理教学过程中，实践技能的训练是一个明显的软肋。为了提高学生电学基础方面的实践能力，一些高校在普通物理实验中增设了“电路故障的检测与排除”实验。

最先的实验设计是用积木式的元件在九孔板上搭建出的实验电路，在某些元件上做上“手脚”(即破坏元件使电路产生故障)，再让学生去查找。实验要求学生用万用表或示波器对电路进行检查，找出故障元件。然后用新元件替换，最后实现电路功能。但在实验过程中发现，很多时候，学生不会按照对电路进行在线检查的实验思路去进行实验操作，而是将九孔板上的元件拔出来，对元件逐个进行检测，而找出其中的故障元件，在找到故障元件后用新元件替代，最后也完成了电路功能，同时上述实验系统中的故障点需人工课前预先设置，不适合多批次学生反复操作。

发明内容

本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电路故障模拟实验系统。

本发明实施例提供了一种电路故障模拟实验系统，包括：微控制器、多个故障执行模块及多种目标电路板；其中，

所述多个故障执行模块之间通过串行数据端口相互串联，所述微控制器与串联后的所述多个故障执行模块通过串行数据端口开环或闭环连接，所述多个故障执行模块通过预定义的接插件与所述目标电路板连接；

每个故障执行模块包括串入并出移位寄存器、驱动器及继电器组，所述继电器组包括多个继电器，每个继电器的输入端通过所述驱动器与所述串入并出移位寄存器连接；

每种目标电路板上设置有相应的用于检测的目标电路，每个继电器的输出端与所述目标电路中对应的元器件并联或串联；

所述微控制器中存储有多种预设故障代码，用于控制所述多个故障执行模块中各继电器的动作，以在所述目标电路中实现故障模拟。

进一步地，当所述目标电路中对应的元器件的模拟故障为短路时，对应的继电器的输出端的常开触点串联第一预设阻值的电阻后与所述对应的元器件并联；当所述目标电路中对应的元器件的模拟故障为断路时，对应的继电器的输出端的常闭触点并联第二预设阻值的电阻后与所述目标元器件串联；其中，所述第一预设电阻包含取零值，所述第二预设电阻包含取无穷大值。

进一步地，每个目标电路中各元器件两端分别设置有一个检测接点，用于供操作者对各元器件进行故障检测。

进一步地，所述系统还包括液晶显示LCD和状态指示LED，所述液晶显示LCD和所述状态指示LED分别与所述微控制器连接；其中，所述液晶显示LCD用于显示所述系统的各类参数；所述状态指示LED用于指示所述系统的状态。

进一步地，所述系统还包括输入控制按键，所述输入控制按键与所述微控制器连接，用于供所述操作者向所述微控制器输入相关参数。

进一步地，所述系统还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述微控制器连接，用于通过无线方式接收和发送数据。