專利名稱：電路綜合實驗系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于電工電子學科，面向電類專業(yè)和非電類專業(yè) 學生進行電路實驗的系統(tǒng)，尤其是一種能體現(xiàn)系統(tǒng)集成性、兼容性、安全 性和可維護性的綜合實驗系統(tǒng)，具體地說是電路綜合實驗系統(tǒng)。
背景技術：
目前，全國大部分學校電路實驗室使用的電路綜合實驗系統(tǒng)是采用專 業(yè)廠家生產的成套電工綜合實驗系統(tǒng)，另外與電子測量儀器配合使用，如 雙蹤示波器、毫伏表等。但是，由于各個學校的教學理念、面向的學生對 象及數(shù)量、實驗項目的設置、實驗室功能結構布局等不盡相同，直接選用 專業(yè)廠家定型生產的產品存在著許多缺陷和問題，不具有高度的集成性、 兼容性、安全性和可維護性，因此現(xiàn)有的成套電工綜合實驗系統(tǒng)不能滿足 現(xiàn)有實驗系統(tǒng)的需要。
發(fā)明內容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有專業(yè)廠家生產的成套電工綜合實驗系統(tǒng) 所存在的集成性不高、兼容性不強、安全性和可維護性不好的問題，提出 了一種具有高度集成性、兼容性、安全性和可維護性的電路綜合實驗系統(tǒng)， 采用主控制屏和實驗單元模塊相結合的形式，嚴格區(qū)分強電實驗和弱電實驗。
本實用新型的技術方案是-
一種電路綜合實驗系統(tǒng)，其特征是它包括實驗臺、主控制屏、實驗單 元模塊和導線，主控制屏上設有電源模塊、電工儀表模塊和信號系統(tǒng)模塊,實驗單元模塊包括由精密可調電阻控制模塊、多功能實驗網(wǎng)絡模塊、動態(tài) 電路實驗元件模塊、雙口網(wǎng)絡實驗模塊構成的弱電單元和由交流電路實驗 單元模塊、繼電接觸控制實驗單元模塊構成的強電單元，弱電單元安裝在 主控制屏所在實驗臺的主控制屏框架上，強電單元放置在主控制屏框架的 上方或下方，實驗單元模塊通過導線與主控制屏選擇相連
本實用新型所述的導線包括弱電導線和強電導線，強電導線上設有護 套，弱電單元的各模塊采用弱電導線與相應模塊連接，強電單元的各模塊 均使用帶保護的接線柱并采用強電導線與相應模塊連接。
本實用新型所述的主控制屏上的電源模塊包括電源控制模塊，固定直 流電源輸出和可調交流電源輸出模塊，可調直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源輸出 模塊，電工儀表模塊包括直流電壓表，直流電流表模塊和多功能交流儀表 控制模塊，電工儀表模塊采用微動開關作為控制按鈕，信號系統(tǒng)模塊為頻 率計和信號發(fā)生器控制模塊。
本實用新型所述的固定直流電源輸出和可調交流電源輸出模塊，交流 電路實驗單元模塊均設有熒光燈實驗單元，熒光燈內設有熔斷器。
本實用新型所述的直流電壓表和直流電流表模塊所設置的直流電壓表 和直流電流表均設有小量程
本實用新型的有益效果
1、 本實用新型具備完善的自保護技術，使實驗更安全。系統(tǒng)具有強大 的自我保護功能，包括具有進線漏電和輸出漏電保護、進線過載和輸出過 載保護，電源、儀表和信號系統(tǒng)均具有強大耐電壓沖擊能力，能適應不同 等級不同種類電源錯誤串接，先進完善的保護技術使設備適應幵放實驗的 要求而免除高昂的維護費用。
2、 本實用新型將綜合性和靈活性相結合，便于實驗設備的管理與維護。 本系統(tǒng)的電源、儀表、信號系統(tǒng)均固定在主控制屏上，可以根據(jù)實驗需要， 任意配置、更換和組合。所有的實驗單元采用模塊形式，不同的實驗選擇相應的實驗模塊完成。由于采用了模塊化設計，某個單元模塊的故障不會 影響整個電路綜合實驗系統(tǒng)的正常工作，更換靈活。在主控制屏架空間有 限的情況下，盡可能加裝使用頻率較高的實驗模塊，固定在屏架上，便于 實驗系統(tǒng)的安排和管理。
3、 本實用新型區(qū)分強電和弱電實驗，確保實驗人員的人身安全和設備 的穩(wěn)定性。減少實驗系統(tǒng)使用的接線柱規(guī)格，由三種(4#、 3#、 2#)減少到兩 種(4#、 3#)，對于強電模塊采用帶保護的接線柱(4#)，導線采用強電導線
(帶有保護套的)和弱電導線兩種規(guī)格，便于區(qū)分強電和弱電實驗，確保 強弱電嚴格分開，盡可能地避免學生的誤操作與錯接造成儀器設備的損壞， 減少維護工作量。
4、 本實用新型盡可能地克服電路綜合實驗系統(tǒng)使用中常見的問題。對 于直流電壓表(0.1V-250V)、直流電流表(2uA-5A)，增加了小量程測量功能， 滿足二極管伏安特性的測量；電工儀表模塊的直流電壓表，直流電流表模 塊采用微動開關作為控制按鈕，減少由于按鈕的頻繁使用而經常性更換按 鈕，避免大量的維護工作；對于熒光燈單元實驗組件，加裝熔斷器，克服 實驗過程中因學生的誤操作而經常性地燒壞燈管的問題，以減少維護工作 和實驗的成本。


圖1是本實用新型的結構示意圖。 圖2是本實用新型的左視結構圖。 圖3是本實用新型的電源控制模塊結構示意圖。
圖4是本實用新型的固定直流電源輸出和可調交流電源輸出模塊結構 示意圖。
圖5是本實用新型的可調直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源輸出模塊結構示意圖。圖6是本實用新型的直流電壓表，直流電流表模塊的結構示意圖。
圖7是本實用新型的多功能交流儀表控制模塊的結構示意圖。
圖8是本實用新型的信號系統(tǒng)模塊的結構示意圖。
圖9是本實用新型的精密可調電阻控制模塊的結構示意圖。
圖IO是本實用新型的多功能實驗網(wǎng)絡模塊的結構示意圖。
圖U是本實用新型的動態(tài)電路實驗元件模塊的結構示意圖。
圖12是本實用新型的雙口網(wǎng)絡實驗模塊的結構示意圖。
圖13是本實用新型的交流電路實驗單元模塊的結構示意圖。
圖14是本實用新型的繼電接觸控制實驗單元模塊的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖1-14和實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖l、 2所示， 一種電路綜合實驗系統(tǒng)，其特征是它包括實驗臺、主 控制屏、實驗單元模塊和導線，主控制屏上設有電源模塊、電工儀表模塊 和信號系統(tǒng)模塊，實驗單元模塊包括由精密可調電阻控制模塊、多功能實 驗網(wǎng)絡模塊、動態(tài)電路實驗元件模塊、雙口網(wǎng)絡實驗模塊構成的弱電單元 和由交流電路實驗單元模塊、繼電接觸控制實驗單元模塊構成的強電單元， 弱電單元安裝在主控制屏所在實驗臺的主控制屏框架上，強電單元放置在 主控制屏框架的上方或下方，主控制屏框架的下方可為實驗臺下方的箱體 內，實驗單元模塊通過導線與主控制屏選擇相連。
本實用新型所述的導線包括弱電導線和強電導線，強電導線上設有護 套，弱電單元的各模塊采用弱電導線與相應模塊連接，強電單元的各模塊 采用強電導線與相應模塊連接。弱電導線的規(guī)格是3#，強電導線的規(guī)格是 4#，確保強、弱電實驗嚴格分開，能避免學生的誤操作與錯接造成儀器設 備的損壞，減少維護工作量。
本實用新型所述的主控制屏上的電源模塊包括電源控制模塊，固定直流電源輸出和可調交流電源輸出模塊，可調直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源輸出 模塊，電工儀表模塊包括直流電壓表，直流電流表模塊和多功能交流儀表 控制模塊，電工儀表模塊采用微調開關作為控制按鈕，減少由于按鈕的頻 繁使用而經常性更換按鈕，避免大量的維護工作，信號系統(tǒng)模塊為頻率計 和信號發(fā)生器控制模塊。直流電壓表，直流電流表模塊所設置的直流電壓 表和直流電流表均設有小量程。
本實用新型的熒光燈實驗單元內設有熔斷器?？朔嶒炦^程中因學生 的誤操作而經常性地燒壞燈管的問題，以減少維護工作和實驗的成本。
具體實施時
本實用新型的電路綜合實驗系統(tǒng)與數(shù)字雙蹤示波器、晶體管毫伏表一
起完成所有電類專業(yè)"電路分析"和非電類專業(yè)"電工電子學"A、 B、 C
等課程相關的電路實驗。數(shù)字雙蹤示波器和晶體管毫伏表可以放置在本實 用新型裝置的上方，導線放置在實驗臺的抽屜中。整個實驗裝置整齊美觀，
操作簡單方便。實驗教學大綱中的實驗項目包括(l)電路元件的伏安特性； (2)疊加定理；(3)戴維寧定理；(4)示波器和信號發(fā)生器的使用；(5)—階電路 的暫態(tài)響應；(6)二階電路的暫態(tài)響應；(7)波形變換電路的設計和測試；(8) 交流電路參數(shù)測定及功率因數(shù)提高；(9)串聯(lián)諧振；(IO)三相交流電路；(H) 二端口網(wǎng)絡的參數(shù)測定；(12)三相異步電動機的正反轉控制。 實施例一
對于電路原理實驗，使用本實用新型的裝置的固定直流電源輸出和可 調交流電源輸出模塊，可調直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源輸出模塊提供的直流
電源，如圖4、 5所示；多功能實驗網(wǎng)絡模塊，如圖10所示；精密可調電 阻控制模塊，如圖9所示；直流電壓表，直流電流表模塊，如圖6所示； 使用弱電導線連接所需模塊，可以完成的實驗項目有電路元件的伏安特 性、基爾霍定律、疊加原理、戴維南定理等直流電路實驗。
使用本實用新型的裝置提供的信號系統(tǒng)模塊，如圖8所示；動態(tài)電路
7實驗元件模塊，如圖ll所示；使用弱電導線連接所需模塊，配合數(shù)字雙蹤 示波器，可以完成的實驗項目有示波器和信號發(fā)生器的使用、 一階電路
的暫態(tài)響應、二階電路的暫態(tài)響應、波形變換電路的設計和測試等動態(tài)電 路實驗。
使用本實用新型的裝置提供的信號系統(tǒng)模塊，如圖8所示；動態(tài)電路 實驗元件模塊，如圖ll所示；使用弱電導線連接所需模塊，配合晶體管毫 伏表，可以完成的實驗項目有串聯(lián)諧振。
使用本實用新型的裝置的固定直流電源輸出和可調交流電源輸出模 ±央，可調直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源輸出模塊提供的直流電源，如圖4、 5所 示；雙口網(wǎng)絡實驗模塊，如圖12所示；直流電壓表，直流電流表模塊，如 圖6所示；使用導線連接所需模塊，可以完成的實驗項目有雙口網(wǎng)絡實 驗。對于這些使用頻率較高電路模塊如圖9-10,直接安裝在本新型實驗裝 置上，避免了開設不同的實驗而經常性地更換實驗單元模塊，降低了實驗 室工作人員的勞動強度，提高了管理的效率。
實施例二
對于交流電路實驗，利用本實用新型的固定直流電源輸出和可調交流 電源輸出模塊，可調直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源輸出模塊提供的三相交流電 源和熒光燈單元，如圖4、 5所示；多功能交流儀表控制模塊，如圖7所示; 交流電路實驗單元模塊，如圖13所示；使用帶護套的強電導線連接所需模 塊，可以完成的實驗項目有交流電路參數(shù)測定及功率因數(shù)提高、三相交 流電路等實驗。由于在以往開設"交流電路參數(shù)測定及功率因數(shù)提高"的 實驗中，電路的輸入電壓是"相電壓220V"，由于學生的誤操作，經常性
地將三相電源的"線電壓380V"作為電路的輸入電壓，導致日光燈燒壞， 現(xiàn)在熒光燈單元中串入熔斷器，避免了熒光燈的頻繁損壞，只要更換熔斷 器即可，降低了實驗成本。對于交流電路實驗，也是開設頻率極高的，將
交流電路實驗單元模塊，如圖13所示；直接擺放在本新型裝置的上方，使
8用起來也十分方便。 實施例三
對于繼電接觸電路實驗，利用本實用新型的固定直流電源輸出和可調 交流電源輸出模塊，可調直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源輸出模塊提供的三相交 流電源，如圖4、 5所示；繼電接觸控制實驗單元模塊，如圖14所示；配 合三相異步電動機，使用帶護套的強電導線連接所需模塊，可以完成的實 驗項目有三相異步電動機的正反轉控制等實驗。對于繼電接觸電路實驗， 由于其開設頻率較低，僅對個別專業(yè)開設，將繼電接觸控制實驗單元模塊 和三相異步電動機擺放在本實用新型裝置下方的柜體中，需要時取出直接 放在實驗桌面上就可以做實驗，實驗完畢回歸原位即可，也很方便。
此外，利用本實用新型的裝置配備其他的實驗單元模塊也可完成相關 的實驗。如配備互感單元模塊，即可完成"互感的研究"實驗；配備受 控源單元模塊，即可完成"受控源特性的研究"實驗。
本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
權利要求1、一種電路綜合實驗系統(tǒng)，其特征是它包括實驗臺、主控制屏、實驗單元模塊和導線，主控制屏上設有電源模塊、電工儀表模塊和信號系統(tǒng)模塊，實驗單元模塊包括由精密可調電阻控制模塊、多功能實驗網(wǎng)絡模塊、動態(tài)電路實驗元件模塊、雙口網(wǎng)絡實驗模塊構成的弱電單元和由交流電路實驗單元模塊、繼電接觸控制實驗單元模塊構成的強電單元，弱電單元安裝在主控制屏所在實驗臺的主控制屏框架上，強電單元放置在主控制屏框架的上方或下方，實驗單元模塊通過導線與主控制屏選擇相連。
2、 根據(jù)權利要求l所述的電路綜合實驗系統(tǒng)，其特征是所述的導線包括弱 電導線和強電導線，強電導線上設有護套，弱電單元的各模塊采用弱電導 線與相應模塊連接，強電單元的各模塊采用強電導線與相應模塊連接。
3、 根據(jù)權利要求l所述的電路綜合實驗系統(tǒng)，其特征是所述的主控制屏上 的電源模塊包括電源控制模塊，固定直流電源輸出和可調交流電源輸出模 塊，可調直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源輸出模塊，電工儀表模塊包括直流電壓 表和直流電流表模塊，多功能交流儀表控制模塊，信號系統(tǒng)模塊為頻率計 和信號發(fā)生器控制模塊。電工儀表模塊釆用微動開關作為控制按鈕。
4、 根據(jù)權利要求3所述的電路綜合實驗系統(tǒng)，其特征是所述的固定直流電 源輸出和可調交流電源輸出模塊，交流電路實驗單元模塊均設有熒光燈實 驗單元，熒光燈內設有熔斷器。
5、 根據(jù)權利要求3所述的電路綜合實驗系統(tǒng)，其特征是所述的直流電壓表 和直流電流表模塊所設置的直流電壓表和直流電流表均設有小量程。
專利摘要一種電路綜合實驗系統(tǒng)，其特征是它包括實驗臺、主控制屏、實驗單元模塊和導線，主控制屏上設有電源模塊、電工儀表模塊和信號系統(tǒng)模塊，實驗單元模塊包括由精密可調電阻控制模塊、多功能實驗網(wǎng)絡模塊、動態(tài)電路實驗元件模塊、雙口網(wǎng)絡實驗模塊構成的弱電單元和由交流電路實驗單元模塊、繼電接觸控制實驗單元模塊構成的強電單元，實驗單元模塊通過導線與主控制屏選擇相連。本實用新型具有高度集成性、兼容性、安全性和可維護性的優(yōu)點，采用主控制屏和實驗單元模塊相結合的形式，嚴格區(qū)分強電實驗和弱電實驗。
文檔編號G09B23/00GK201270107SQ200820161909
公開日2009年7月8日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權日2008年10月23日
發(fā)明者孟瑞華, 帥仁俊, 王建明 申請人:南京工業(yè)大學