專利名稱:萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)的制作方法
本實(shí)用新型屬于物理學(xué)中電學(xué)或磁學(xué)用的模型技術(shù)領(lǐng)域：
，即提供一種為晶體管電路、工業(yè)電子學(xué)和電子線路等課程而專門設(shè)計(jì)的新型教育或演示用具。
到目前為止，有關(guān)演示晶體管電路、工業(yè)電子學(xué)和電子線路原理的教學(xué)儀器即電子線路演示教具有三種類型一種固定式示教板，它是將電路圖畫在一塊平面板上，并將所有的元件和導(dǎo)線也都按相應(yīng)地位置焊裝在板上；第二種是插接式示教板，如清華大學(xué)生產(chǎn)的SXJ型教學(xué)器，它采用固定式印刷電路板結(jié)構(gòu)，上面畫有電路圖，并安有對(duì)應(yīng)的元件插孔。可將各元件在固定的位置上予以插接，以變換電路參數(shù)，但電路的形式則不能改變；第三種是積木式教學(xué)器，如浙江省瑞安電子儀表工業(yè)公司生產(chǎn)的JDJ型教學(xué)器，它將元件焊在形同積木塊的插子中，各插子之間依靠鈹青銅簧片實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)接，最后在平面盤中插裝各插子來(lái)完成整個(gè)電路。以上三種類型的電子線路演示教具都存在著靈活性差、維修量大，為學(xué)生自己聯(lián)接電路提供鍛煉的機(jī)會(huì)少，所演示的電路直觀效果也不夠鮮明等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型為電子線路的直觀演示提供了一種新的教具，它具有不用焊接、元件不受空間位置限制，可任意組成所需要的各種電路等特點(diǎn)。整個(gè)萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)由電路板、元件塊、節(jié)點(diǎn)片和彈性導(dǎo)線組等零、部件組成。本萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)第一個(gè)技術(shù)特征就是電路板和元件塊、節(jié)點(diǎn)片之間采用尼龍搭扣形式聯(lián)接，即在電路板上貼滿尼龍搭扣負(fù)片，并在元件塊和節(jié)點(diǎn)片的背面(底部)貼上同電路板相對(duì)應(yīng)的尼龍搭扣正片，本萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)的第二個(gè)技術(shù)特征乃是元件塊把元件符號(hào)和電功能統(tǒng)一起來(lái)，從而取得良好的直觀效果。元件塊本身呈層狀結(jié)構(gòu)，上層為絕緣板，其正面(即上部)安有電子元件和鍍銀接線柱，并畫有該元件的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)，使人一看即可知道是什么元件，中層為導(dǎo)電金屬板，通?？刹捎帽°~片做成，元件和接線柱之間即通過(guò)導(dǎo)電金屬板而構(gòu)成串聯(lián)。節(jié)點(diǎn)片結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，它由底部貼有尼龍搭扣正片的絕緣片構(gòu)成，絕緣片上部安有一個(gè)短接線柱。節(jié)點(diǎn)片安置在電路板上后，其作用是可使彈性導(dǎo)線發(fā)生任意角度的彎折，使電路布局更為緊湊和美觀，以增強(qiáng)其直觀效果。本萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)另一個(gè)技術(shù)特征是采用兩端焊有鍍銀掛鉤的彈性導(dǎo)線作導(dǎo)線。彈性導(dǎo)線本身的有效伸長(zhǎng)度在1.2～1.8倍之間，整個(gè)教學(xué)機(jī)所采用的彈性導(dǎo)線組，其長(zhǎng)度按指數(shù)規(guī)律構(gòu)成系列，即每根導(dǎo)線的長(zhǎng)度等于比它短而又最接近于它的導(dǎo)線伸長(zhǎng)后的最大長(zhǎng)度，由該長(zhǎng)度系列所組成的彈性導(dǎo)線組可以連接電路板上任意兩點(diǎn)，即是說(shuō)電路板上任意兩點(diǎn)間均可由適當(dāng)?shù)囊桓鶑椥詫?dǎo)線加以聯(lián)接。
本實(shí)用新型所提供的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)，其元件塊共配備有電阻、電容、二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、單結(jié)晶體管、可控硅元件、穩(wěn)壓管、交、直流電源、各種變壓器、運(yùn)算放大器、光電二極管、揚(yáng)聲器、燈泡、指示燈等元件。用彈性導(dǎo)線把這些元件塊聯(lián)接起來(lái)，可以構(gòu)成一百多種實(shí)驗(yàn)電路，包括基本電路中的克希荷夫定理、代維寧定理、微分電路、積分電路；模擬電子電路中的各種基本放大電路、超外差收音機(jī)、穩(wěn)壓電路；數(shù)字和脈沖電路中的各種類型的觸發(fā)器、振蕩器等；集成電路中的各種加法器、減法器、比例放大器等，另外還可演示各種可控硅控制電路及光控、聲控電路等。實(shí)際上只要配置足夠種類和數(shù)量的元件塊，按不同方式排列、組合，完全可以演示教學(xué)所需要的任意一種電路。
同目前已公知的前述三種類型的電子線路演示教具相比較，本實(shí)用新型所提供的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)一、可以適應(yīng)各種復(fù)雜電路的要求，在很短的時(shí)間內(nèi)即可完成設(shè)計(jì)安裝和調(diào)試的全過(guò)程，大大提高了工作效率；二、所安裝成的電路形象直觀，和電路原理圖基本上相一致，便于分析和講解電路的原理和功能；三、制造成本低，且堅(jiān)固耐用，便于管理，可為實(shí)驗(yàn)室節(jié)省大量開(kāi)支；四、有利于開(kāi)發(fā)各種新型電路，有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)際工作能力，并為學(xué)?？蒲泄ぷ鲃?chuàng)造了有利條件。
本實(shí)用新型所提供的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)其實(shí)施例如圖1～6所示。
圖1為萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)的全貌圖，圖2和圖3為電路板展開(kāi)圖，圖4和圖5為元件塊的結(jié)構(gòu)圖，圖6為節(jié)點(diǎn)片在電路中布置圖。
由圖1、圖2和圖3中可以看出萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)可采用便攜式箱包結(jié)構(gòu)，其主機(jī)箱(1)由兩塊可折裝的粘滿尼龍搭扣負(fù)片的平面電路板(2)構(gòu)成，板面上可貼裝電路(3)和數(shù)字萬(wàn)用表(4)，合攏時(shí)形成一個(gè)扁平形箱包，打開(kāi)時(shí)，可用拼接壓條(5)拼成左、右和上、下兩種結(jié)構(gòu)以擴(kuò)大電路板的面積。在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中可以將電路板平置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)、桌面上，也可以利用吊板(6)和吊繩(7)將其懸掛起來(lái)，后一種方式便于課堂教學(xué)時(shí)使用。
圖4和圖5系元件塊的結(jié)構(gòu)圖，圖4所表示的元件是一個(gè)二極管，從圖4a(正視圖)中可以看出該元件塊的上層安裝有二極管(13)，二極管的兩極(15)穿過(guò)板面焊在被腐刻過(guò)的敷銅板(8)上。元件塊的面板上有二極管的符號(hào)(9)，它是由帶不干膠的紙印刷而成，由圖4b(俯視圖)和圖4c(側(cè)視圖)中則可看出，被腐刻好的敷銅板上除焊有二極管的兩極外，還安有二個(gè)鍍銀的接線柱(10)，元件塊的底面在敷銅板的下部貼有尼龍搭扣正片(11)，它同電路板上所貼的尼龍搭扣負(fù)片是兩相配合的。圖5所表示的元件則是一個(gè)三極管，圖5a是元件塊的主視圖，圖5b是其側(cè)視圖，由圖5a、b中可以看整個(gè)元件塊的結(jié)構(gòu)與圖4中的二極管相同，只不過(guò)三極管元件塊外形呈圓形，面板上印有三極管的符號(hào)(9)并有分別同三極管(14)的發(fā)射極、集電極和基極相聯(lián)接的三個(gè)鍍銀接線柱(10)。元件塊可用單面印刷電路板制作，其制造工藝如下先將印刷電路板沖裁成元件標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)相似的元件板，再把印刷電路板上銅膜部分腐蝕掉，只留下接線柱同元件引出端相聯(lián)接的部分，并在銅膜的另一側(cè)(正面)貼上用不干膠紙印刷的元件符號(hào)，將元件和鍍銀接線柱焊裝好，最后在元件板的背面(即銅膜面)貼上尼龍搭扣正片，這樣元件塊便制造成功。
圖6中是一個(gè)電阻元件(15)和一個(gè)電容元件塊(16)，由于在電路圖中兩者的位置方向是垂直的，故用一個(gè)節(jié)點(diǎn)片(18)將帶鍍銀掛鉤(17)的彈性導(dǎo)線(19)折成直角。節(jié)點(diǎn)片即為一個(gè)帶短圓柱體的圓片，其底部貼有尼龍搭扣正片。
本實(shí)用新型萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)中所采用彈性導(dǎo)線表面可以印成紅、黃、綠、白等各種顏色，使所組裝的電路色彩鮮明，可以增強(qiáng)直觀效果，而更有利于教學(xué)。彈性導(dǎo)線組的配置以電路板最大長(zhǎng)度(極面對(duì)角線長(zhǎng)度)D、兩元件間最短距離Lmin和導(dǎo)線的伸長(zhǎng)度λb為參數(shù)來(lái)考慮，通常僅需配備n種不同長(zhǎng)度的導(dǎo)線，其中n＝λb ln (D)/(Lmin) ＋1設(shè)電路板板面對(duì)角線長(zhǎng)為D＝70厘米，元件間最短距離為L(zhǎng)min＝1.5厘米，λb為1.7，則n＝1.7ln 70/1.5 ＋1＝7.5則此時(shí)彈性導(dǎo)線可取7種規(guī)格，即L0＝1.5厘米，L1＝2.7厘米，L2＝4.86厘米，L3＝8.75厘米，L4＝15.7厘米，L5＝28.3厘米，L6＝48.1厘米。
為了折裝方便，彈性導(dǎo)線兩端都焊有鍍銀掛鉤(如圖6所示)，安裝電路時(shí)將掛鉤掛在元件塊的鍍銀接線柱上，依靠彈性力拉緊各元件塊，因彈性導(dǎo)線的拉力可達(dá)到3公斤／厘米2，故使各元件塊間有良好的電接觸。
本實(shí)用新型所提供的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)在使用時(shí)，首先將電路板張開(kāi)平置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌面上，或用拼接壓條安好，用吊板和吊繩懸掛起來(lái)。再按電路參數(shù)選取所需要的元件塊，以大于Lmin的距離按電路圖的相對(duì)位置分布在電路板上，暫不壓緊。待整個(gè)電路圖合理布置完畢后，再逐個(gè)按壓使元件塊的尼龍搭扣正片和電路極上尼龍搭扣負(fù)片相緊鎖而讓元件塊定位，遇到兩個(gè)元件塊之間連接線需要彎折時(shí)，可在兩元件之間的適當(dāng)部位再安置一個(gè)節(jié)點(diǎn)片。最后按各元件之間接線柱的間距選用適當(dāng)長(zhǎng)度、顏色不同的彈性導(dǎo)線，用彈性導(dǎo)線將各元件塊——聯(lián)接起來(lái)，于是整個(gè)電路即安裝成功。用本實(shí)用新型所提供的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)安裝而成的電路，色彩鮮明、排線整齊，一般都能和電路圖相對(duì)應(yīng)，故能夠產(chǎn)生電路圖、元件符號(hào)和電路功能溶為一體的獨(dú)特效果，而且因?yàn)榻泳€柱暴露在電路圖表面上，每一條電路均可很方便地予以斷開(kāi)、接通，所以調(diào)試時(shí)測(cè)量電流、電壓都十分簡(jiǎn)便。
權(quán)利要求
1.一種由電路板、元件塊和導(dǎo)線構(gòu)成的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)，其特征在于a)電路板可采用便攜式箱包結(jié)構(gòu)，其上面貼滿尼龍搭扣負(fù)片；b)元件塊上安有電子元件和鍍銀接線柱，正面畫有該元件的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)，背面貼有尼龍搭扣正片；c)采用兩端焊有鍍銀掛鉤的彈性導(dǎo)線作導(dǎo)線；d)另外還帶有底部貼尼龍搭扣正片，上部安有短接線柱的絕緣片構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)片。
2.按權(quán)利要求
1所述的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)，其特征在于元件塊可用單面印刷電路板制作，其正面上的元件符號(hào)可采用不干膠紙印刷。
專利摘要
本實(shí)用新型提供了一種由電路板、元件塊、節(jié)點(diǎn)片和彈性導(dǎo)線組構(gòu)成的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)。其特征在于電路板和元件塊、節(jié)點(diǎn)片之間采用尼龍搭扣形式聯(lián)接；元件塊上安有元件并畫有該元件的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)；而聯(lián)接導(dǎo)線則采用帶色的彈性導(dǎo)線。本實(shí)用新型所提供的萬(wàn)用電路教學(xué)機(jī)不僅使所組裝的電路色彩鮮明、排線整齊，可產(chǎn)生電路圖、元件符號(hào)和電路功能融為一體的獨(dú)特效果；又使電路的組裝和測(cè)試工作都大為簡(jiǎn)化了，大大提高工作效率。
文檔編號(hào)G09B23/18GK86203796SQ86203796
公開(kāi)日1987年6月24日 申請(qǐng)日期1986年6月12日
發(fā)明者凌振亞 申請(qǐng)人:凌振亞導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan