專利名稱：微電腦控制的金屬相圖實(shí)驗(yàn)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)用品，確切地說是一種微電腦控制的金屬相圖實(shí)驗(yàn)爐。
在高校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有個(gè)金屬相圖的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是將兩種金屬，例如鉛和鉍放在一起，加熱升溫到某個(gè)需要的溫度值時(shí)，讓其冷卻，觀看其冷卻的過程和趨勢(shì)，并定時(shí)記錄溫度值，然后將所得的數(shù)值用曲線連線，稱作二元合金步冷曲線。金屬相圖實(shí)驗(yàn)爐則是這個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的裝置。目前，高校普遍使用的金屬相圖實(shí)驗(yàn)爐，均由爐體、調(diào)壓器、熱電偶、秒表、冰桶、電位差計(jì)等組成，其缺陷是裝置復(fù)雜笨重，操作繁瑣；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差大，故障頻率高等。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能化、小型化、操作簡便、數(shù)據(jù)可靠、裝置性能穩(wěn)定的微電腦控制的金屬相圖實(shí)驗(yàn)爐。
本實(shí)用新型的微電腦控制的金屬相圖實(shí)驗(yàn)爐，包括爐體、傳感器、微電腦控制器，蜂鳴器、電源電路和顯示電路，其特征是所述的爐體的爐膛內(nèi)存放裝有試樣及傳感器的試管，傳感器的輸出端與微電腦控制器的輸入端連接，微電腦控制器的輸出端一方面與連接蜂鳴器的音頻電路連接，另一方面通過光耦隔離電路與控制爐體加溫的電源電路的可控硅連接，再一方面與顯示電路連接。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型加以說明。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)連接框圖；圖2為實(shí)驗(yàn)爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型電原理圖；圖4為程序流程圖。
由附圖2可見，本實(shí)驗(yàn)爐采用圓型，由爐蓋1、爐壁2及底座7組成，爐壁2內(nèi)四周設(shè)有填充物3，爐膽5內(nèi)設(shè)有可對(duì)爐體加熱的爐絲4。底座7內(nèi)設(shè)有可控硅控制的供爐體加熱的電源電路，底座7上端一側(cè)設(shè)有電壓表6。
爐膛內(nèi)存放裝有試樣及傳感器8的耐高溫玻璃試管9，試管9的端口用軟木塞塞緊，防止金屬氣體逸出。傳感器8采用鉑電阻8-1測(cè)溫，其測(cè)溫精度比熱電偶高。
微電腦控制器10的主機(jī)，選用性價(jià)比較高的8031單片機(jī)(見圖3)，晶振頻率采用典型值6MHz，配置EPROM2764作為外接程序存儲(chǔ)器，以利于今后軟件的進(jìn)一步擴(kuò)展，74LS373用作地址鎖存器，A/D轉(zhuǎn)換采用積分式的MC14433，其抗干擾性好。為了避免實(shí)驗(yàn)中多次設(shè)置溫度，采用撥碼盤來設(shè)置溫度值，使之操作方便，穩(wěn)定可靠，8031單片機(jī)通過74LS245將設(shè)置的溫度值讀入后與采樣值比較可進(jìn)行溫度控制。74LS377用作P?？跀U(kuò)展，完成自動(dòng)報(bào)時(shí)信號(hào)和控制加熱爐信號(hào)的輸出，其自動(dòng)報(bào)時(shí)通過音頻電路11使蜂鳴器12報(bào)時(shí)(見圖1)，其控制加熱爐信號(hào)通過光耦隔離電路13調(diào)整可控硅14的角的導(dǎo)通來控制爐體加熱電流的大小，從而控制加熱溫度的范圍。以光耦隔離電路13來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械繼電器，使電路具有無機(jī)械觸點(diǎn)的燒黑燒結(jié)現(xiàn)象，無溫度階躍，提高了溫度的精確性，也減少了斷電后爐體還繼續(xù)升溫的幅度，即熱慣性。顯示電路15采取串行靜態(tài)顯示方式，74LS164用作移位寄存器，器示器采用數(shù)碼管LED，數(shù)碼管LED3-1分別顯示百、十、個(gè)位，LED4為欠量程標(biāo)志。
其程序控制為(見圖4)開始時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，數(shù)碼管顯示“0000”，操作人員可撥動(dòng)撥碼盤設(shè)置溫度，8031單片機(jī)通過查詢把數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，接著開始溫度采集，通過數(shù)據(jù)處理來進(jìn)行非線性補(bǔ)償，從而判斷采樣溫度是否達(dá)到設(shè)定溫度，來決定爐體是否繼續(xù)加熱，并可隨時(shí)通過數(shù)碼管顯示采樣溫度。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，爐體停止加熱，當(dāng)溫度降到需要的記錄值時(shí)按下定時(shí)鍵，微電腦控制器自動(dòng)進(jìn)行報(bào)時(shí)，提醒工作人員記下相應(yīng)的溫度，以便繪出二元合金步冷曲線。若記錄中途需要重新升溫或測(cè)試完畢后要對(duì)新樣品繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可按下復(fù)位鍵，系統(tǒng)就恢復(fù)到初始狀態(tài)。
本實(shí)驗(yàn)爐經(jīng)試用證明，其裝置性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，操作簡便，且體積小，自動(dòng)化程度高，是繪制二元合金相圖的理想設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種微電腦控制的金屬相圖實(shí)驗(yàn)爐，包括爐體、傳感器、微電腦控制器，蜂鳴器、電源電路和顯示電路，其特征是所述的爐體的爐膛內(nèi)存放裝有試樣及傳桿器(8)的試管(9)傳感器(8)的輸出端與微電腦控制器(10)的輸入端連接，微電腦控制器(10)的輸出端一方面與連接蜂鳴器(12)的音頻電路(11)連接，另一方面通過光耦隔離電路(13)與控制爐體加溫的電源電路的可控硅(14)連接，再一方面與顯示電路(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)驗(yàn)爐，其特征是所述的爐體為圓型，其爐壁(2)內(nèi)四周設(shè)有填充物(3)，爐膽(5)內(nèi)設(shè)有爐絲(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)驗(yàn)爐，其特征是所述的顯示電路(15)所用的顯示器為數(shù)碼管(LED1-4)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)用品,包括爐體、傳感器、微電腦控制器、蜂鳴器、電源電路和顯示電路,爐膛內(nèi)存放裝有試樣及傳感器的試管,傳感器的輸出端與微電腦控制器的輸入端連接,微電腦控制器的輸出端一方面與連接蜂鳴器的音頻電路連接,另一方面通過光耦隔離電路與控制爐體加溫的電源電路的可控硅連接,再一方面與顯示電路連接。具有性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠、操作簡便、體積小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn),是繪制二元合金相圖的理想設(shè)備。
文檔編號(hào)G01N25/02GK2476815SQ0123776
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2001年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月10日
發(fā)明者陳鳳崗 申請(qǐng)人:陳鳳崗