CN1725270A - 自检型电气（及电子）线路连接实习装置 - Google Patents
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Abstract
一种自检型电气(及电子)线路接线实习电化教学装置。它采用含有能把任意两被测接线座是否有导线连通的状态转换成可被微控制器或微处理器识别的电信号的电子线路的检测电路。微控制器或微处理器在软件的作用下对所有被测接线座的(实习者连接的)连通导线和被连接的实习用电器所构成的电路与指定的电原理图进行比较、分析，并判别实习者连接成的电路是否符合指定的电原理图及接线错误所在，并向实习者和以(多机)通信方式向上级主机提供上述信息。它能辅助学生接线实习，让教师随时了解所有实习学生的接线情况，并自动打分。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种能自动检测并判别实习者所连接的导线和被连接的电器(及电子元器件)所构成的电路是否符合指定的电原理图及接线错误所在，并向实习者和以(多机)通信方式向上级主机提供上述信息的接线实习电化教育装置。它能辅助学生接线实习，让教师随时了解所有实习学生的接线情况，并自动打分，打印成绩单。
技术背景
自检型电气(及电子)线路接线实习装置由实习用电器(及电子元器件)、练习接线用的接线座、微控制器或微处理器、显示器、输入输出接口、检测电路组成。目前，已有的自检型电气线路接线实习装置的检测电路采用检测关键接线座或某些实习用电器的关键部位的电压、电流的电子线路，并根据这些电压值、电流值的大小或范围来判别实习者连接成的电路是否符合指定的电原理图及接线错误所在。这样的实习装置不足在于：一、有些接线错误(如三相异步电动机有一相绕组相位接反)对测量点上的电压、电流值影响不明显，因此误判多。二、个别检测点电压、电流值不能全面反映连接导线的分布，因此能提供的信息少、信息精度不高。三、检测电路相对复杂且易变化，因此调试工作量大，稳定性差。
发明内容
为了克服已有的自检型电气线路接线实习装置的上述不足，本发明提供一种自检型电气(及电子)线路接线实习装置，该装置能有效、准确地作出判别，向实习者和上级主机提供的信息多，检测电路相对简单，检测电路的元件设计值确定后一般不需要进行硬件参数的调整，稳定性好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用含有能把任意两被测接线座是否有导线连通的状态转换成可被微控制器或微处理器识别的电信号的电子线路的检测电路。微控制器或微处理器在软件的作用下对所有被测接线座的(实习者连接的)连通导线和被连接的实习用电器所构成的电路与指定的电原理图进行比较、分析，并判别实习者连接成的电路是否符合指定的电原理图及接线错误所在，并向实习者和以(多机)通信方式向上级主机提供上述信息。
本发明的有益效果是判别原则明了，检测电路简单可靠，判断准确，提供信息多。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的一个实施例。
图3是被测接线座与检测输出驱动电路之间用触点离合的形式图。
图4是被测接线座与检测输出驱动电路及实习用电气及电子元器件的接线座之间用转换触点切换的形式图。
图5是实习用电气及电子元器件的内部通路影响这两被测接线座之间连接导线的检测的解决原理图。
在图1中，按键(4)向微控制器或微处理器输入命令。每一个检测输出驱动端(10)与对应的(练习接线用的)被测接线座相连，检测输出驱动端(10)的个数与被测接线座的个数一致，被测接线座与对应的实习用电气及电子元器件上的接线座相连。检测电路(23)含有能把任意两被测接线座是否有导线连通的状态转换成可被微控制器或微处理器(2)识别的电信号的电子线路，输入输出接口(6)为微控制器或微处理器(2)和检测电路(23)传递电信号。微控制器或微处理器(2)对实习者连接的连通导线和被连接的实习用电器所构成的电路与指定的电原理图进行比较、分析，并判别实习者连接成的电路是否符合指定的电原理图及接线错误所在，并通过显示器(3)向实习者和以(多机)通信方式向上级主机提供上述信息。上级主机可自动打分，也可向微控制器或微处理器(2)发送命令。
图2是自检型电气(及电子)线路接线实习装置的一个实施例。能把任意两被测接线座是否有导线连通的状态转换成可被微控制器或微处理器(2)识别的电信号的电子线路采用串联了限流电阻(R1、R1’、R2、R2’)的具有高电平驱动器件(11、11’)(如PNP三极管)和低电平驱动器件(8、8’)(如NPN三极管)的检测输出驱动电路。一个检测输出驱动电路接一个被测接线座，被测接线座与对应的实习用电气及电子元器件上的接线座相连，检测输出驱动电路的个数与被测接线座的个数一致，图2只画了两个检测输出驱动电路作为代表。高电平驱动器件(11、11’)(如PNP三极管)导通，低电平驱动器件(8、8’)(如NPN三极管)截止，检测输出为高电平。反之，检测输出为低电平。高电平驱动器件(11、11’)(如PNP三极管)和低电平驱动器件(8、8’)(如NPN三极管)都截止，输出呈高阻。检测时，检测输出驱动电路输出端(10、10’)与对应的被测接线座相连。当一个被测接线座被拉为高电平，另一被测接线座被拉为低电平，其余被测接线座为高阻，这时，如果有检测电流流经电流检出器件(14)，则这两个被测接线座之间有导线。把这一电流转换成能被微控制器或微处理器(2)识别的电信号，电平的高低两个逻辑就代表有无导线连通的状态。
检测电路可含有两套译码电路(7，7’)，其输入端与被测接线座的选择(寻址)信号相连，其输出端分别经D1、D1’、D4、D4’与对应的检测输出驱动器件(11、11’、8、8’)的控制端相连。这将有效减少传送信号的位数，便于采取光电隔离，减少外界对微控制器或微处理器(2)的干扰。接线点(15)接检测电源正极，接线点(9)接检测电源负极和译码电路(7，7’)的地线。检测时继电器或接触器驱动电路(1)使离合触点(14)、离合触点(16)闭合，检测电源与检测输出驱动电路接通，同时检测时继电器或接触器驱动电路(1)使电力电源与电路的电源输入端分离，电力电压不会经检测输出驱动端(10，10，)进入检测电路。适当提高检测电源的电压可减少连线接触不良对检测的影响。检测电源电压较高时，译码电路(7、7’)与高电平驱动器件(11、11’)(如PNP三极管)之间应有电平转换器件(12、12’)。如果实习者连接的电路被判别为正确，继电器或接触器驱动电路(1)使离合触点(14)、离合触点(16)分离并把电力电源接入电路的电源输入端，电路即可正式运行。若这时检测输出驱动端(10、10’)不与被测接线座分离，电气线路运行时所加的电力电压就会经检测输出驱动端(10、10’)进入检测电路，使检测电路的元器件因击穿或大电流而损坏。检测电路中的隔离二极管(D1、D1’、D2、D2’、D3、D3’、D4、D4’)和离合触点(14、16)的作用就是为了防止这种损坏。以隔离二极管D1、D2和离合触点(14)为例，因D2存在，电流只能从高电平驱动器件(11)流向R1方向，但左边D1隔断了这一电流，上面分离了的离合触点(14)也隔断了这一电流，因此这样的电路结构能防止这种损坏。同时可以看出D1、D2的存在也不影响检测电路正常工作。
如图2所示，从按键(4)向微控制器或微处理器(2)输入命令，带光耦的输入输出接口(6)向微控制器或微处理器(2)、译码电路(7、7’)、继电器或接触器驱动电路(1)、检测电流检出电路(14)传递电信号，经微控制器或微处理器(2)分析处理，通过显示器(3)向实习者和以(多机)通信方式向上级主机(5)提供实习者连接成的电路是否符合指定的电原理图及接线错误所在的信息。上级主机(5)可自动打分，打印成绩单，也可向微控制器或微处理器(2)发送命令。
如图3所示，被测接线座(17)与检测输出驱动端(10)之间可用机械(或电子)触点(18)离合。检测时触点(18)接通，电路运行时触点(18)分开。因不会有电力电压施加到检测电路上，所以图2中的隔离二极管(D1、D1’、D2、D2’、D3、D3’、D4、D4’)和离合触点(14、16)可以省略。
如图4所示，被测接线座(17)与检测输出驱动端(10)及实习用电气及电子元器件的接线座(19)之间可用机械(或电子)转换触点(20)切换。检测时被测接线座(17)与检测输出驱动端(10)接通，电路运行时被测接线座(17)与实习用电气及电子元器件的接线座(19)接通。因也不会有电力电压施加到检测电路上，所以图2中的隔离二极管(D1、D1’、D2、D2’、D3、D3’、D4、D4’)和离合触点(14、16)也可以省略。
如图5所示，对检测时实习用电气及电子元器件上的接线座(19、19’)与被测接线座(17、17’)不分离的形式，实习用电气及电子元器件的内部通路(如闭合的触点(21)、连通的线圈)使两被测接线座(17、17’)导通，影响这两被测接线座(17、17’)之间连接导线的检测。为了切断这一通路，可在有内部通路的实习用电气及电子元器件的两个接线座(19、19’)中的一个(如19)与被测接线座(17)之间接入离合触点(22)。检测时离合触点(22)分开，电路运行时离合触点(22)闭合。
Claims (6)
1、一种自检型电气(及电子)线路连接实习装置，它含有练习接线用的电器(及电子元器件)、(练习接线用的)被测接线座、微控制器或微处理器、输入输出接口电路、显示器、检测电路，其特征在于所述的检测电路含有能把两被测接线座是否有导线连通的状态转换成可被微控制器或微处理器识别的电信号的电子线路。
2、根据权利要求1所述的实习装置，其特征在于所述的电子线路含有具有高电平、低电平、高阻三状态输出的、有两个控制端的、串联了限流器件的检测输出驱动电路，及电流检出电路。
3、根据权利要求2所述的实习装置，其特征在于所述的电子线路含有两套译码电路，其输入端分别与各自的检测驱动电路的序号(地址)信号相连，其输出端分别与对应的检测驱动电路的高、低电平驱动器件的控制端相连。
4、根据权利要求2、3所述的实习装置，其特征在于检测驱动电路与被测接线座之间含有切换或离合触点。
5、根据权利要求2、3所述的实习装置，其特征在于检测驱动电路的高、低电平驱动器件输出端和控制端接有隔离二极管，检测电源的正、负极经离合触点与检测驱动电路相连。
6、根据权利要求1、2、3、4、5所述的实习装置，其特征在于电器上的在电器内有通路的两个接线座中的一个与(练习接线用的)被测接线座之间接有离合触点。
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