CN201270107Y - 电路综合实验系统 - Google Patents

Abstract

一种电路综合实验系统，其特征是它包括实验台、主控制屏、实验单元模块和导线，主控制屏上设有电源模块、电工仪表模块和信号系统模块，实验单元模块包括由精密可调电阻控制模块、多功能实验网络模块、动态电路实验元件模块、双口网络实验模块构成的弱电单元和由交流电路实验单元模块、继电接触控制实验单元模块构成的强电单元，实验单元模块通过导线与主控制屏选择相连。本实用新型具有高度集成性、兼容性、安全性和可维护性的优点，采用主控制屏和实验单元模块相结合的形式，严格区分强电实验和弱电实验。

Description

电路综合实验系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于电工电子学科，面向电类专业和非电类专业学生进行电路实验的系统，尤其是一种能体现系统集成性、兼容性、安全性和可维护性的综合实验系统，具体地说是电路综合实验系统。

背景技术

目前，全国大部分学校电路实验室使用的电路综合实验系统是采用专业厂家生产的成套电工综合实验系统，另外与电子测量仪器配合使用，如双踪示波器、毫伏表等。但是，由于各个学校的教学理念、面向的学生对象及数量、实验项目的设置、实验室功能结构布局等不尽相同，直接选用专业厂家定型生产的产品存在着许多缺陷和问题，不具有高度的集成性、兼容性、安全性和可维护性，因此现有的成套电工综合实验系统不能满足现有实验系统的需要。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有专业厂家生产的成套电工综合实验系统所存在的集成性不高、兼容性不强、安全性和可维护性不好的问题，提出了一种具有高度集成性、兼容性、安全性和可维护性的电路综合实验系统，采用主控制屏和实验单元模块相结合的形式，严格区分强电实验和弱电实验。

本实用新型的技术方案是：

一种电路综合实验系统，其特征是它包括实验台、主控制屏、实验单元模块和导线，主控制屏上设有电源模块、电工仪表模块和信号系统模块，实验单元模块包括由精密可调电阻控制模块、多功能实验网络模块、动态电路实验元件模块、双口网络实验模块构成的弱电单元和由交流电路实验单元模块、继电接触控制实验单元模块构成的强电单元，弱电单元安装在主控制屏所在实验台的主控制屏框架上，强电单元放置在主控制屏框架的上方或下方，实验单元模块通过导线与主控制屏选择相连

本实用新型所述的导线包括弱电导线和强电导线，强电导线上设有护套，弱电单元的各模块采用弱电导线与相应模块连接，强电单元的各模块均使用带保护的接线柱并采用强电导线与相应模块连接。

本实用新型所述的主控制屏上的电源模块包括电源控制模块，固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，可调直流稳压电源和稳流电源输出模块，电工仪表模块包括直流电压表，直流电流表模块和多功能交流仪表控制模块，电工仪表模块采用微动开关作为控制按钮，信号系统模块为频率计和信号发生器控制模块。

本实用新型所述的固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，交流电路实验单元模块均设有荧光灯实验单元，荧光灯内设有熔断器。

本实用新型所述的直流电压表和直流电流表模块所设置的直流电压表和直流电流表均设有小量程

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型具备完善的自保护技术，使实验更安全。系统具有强大的自我保护功能，包括具有进线漏电和输出漏电保护、进线过载和输出过载保护，电源、仪表和信号系统均具有强大耐电压冲击能力，能适应不同等级不同种类电源错误串接，先进完善的保护技术使设备适应开放实验的要求而免除高昂的维护费用。

2、本实用新型将综合性和灵活性相结合，便于实验设备的管理与维护。本系统的电源、仪表、信号系统均固定在主控制屏上，可以根据实验需要，任意配置、更换和组合。所有的实验单元采用模块形式，不同的实验选择相应的实验模块完成。由于采用了模块化设计，某个单元模块的故障不会影响整个电路综合实验系统的正常工作，更换灵活。在主控制屏架空间有限的情况下，尽可能加装使用频率较高的实验模块，固定在屏架上，便于实验系统的安排和管理。

3、本实用新型区分强电和弱电实验，确保实验人员的人身安全和设备的稳定性。减少实验系统使用的接线柱规格，由三种(4#、3#、2#)减少到两种(4#、3#)，对于强电模块采用带保护的接线柱(4#)，导线采用强电导线(带有保护套的)和弱电导线两种规格，便于区分强电和弱电实验，确保强弱电严格分开，尽可能地避免学生的误操作与错接造成仪器设备的损坏，减少维护工作量。

4、本实用新型尽可能地克服电路综合实验系统使用中常见的问题。对于直流电压表(0.1V-250V)、直流电流表(2uA-5A)，增加了小量程测量功能，满足二极管伏安特性的测量；电工仪表模块的直流电压表，直流电流表模块采用微动开关作为控制按钮，减少由于按钮的频繁使用而经常性更换按钮，避免大量的维护工作；对于荧光灯单元实验组件，加装熔断器，克服实验过程中因学生的误操作而经常性地烧坏灯管的问题，以减少维护工作和实验的成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的左视结构图。

图3是本实用新型的电源控制模块结构示意图。

图4是本实用新型的固定直流电源输出和可调交流电源输出模块结构示意图。

图5是本实用新型的可调直流稳压电源和稳流电源输出模块结构示意图。

图6是本实用新型的直流电压表，直流电流表模块的结构示意图。

图7是本实用新型的多功能交流仪表控制模块的结构示意图。

图8是本实用新型的信号系统模块的结构示意图。

图9是本实用新型的精密可调电阻控制模块的结构示意图。

图10是本实用新型的多功能实验网络模块的结构示意图。

图11是本实用新型的动态电路实验元件模块的结构示意图。

图12是本实用新型的双口网络实验模块的结构示意图。

图13是本实用新型的交流电路实验单元模块的结构示意图。

图14是本实用新型的继电接触控制实验单元模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-14和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1、2所示，一种电路综合实验系统，其特征是它包括实验台、主控制屏、实验单元模块和导线，主控制屏上设有电源模块、电工仪表模块和信号系统模块，实验单元模块包括由精密可调电阻控制模块、多功能实验网络模块、动态电路实验元件模块、双口网络实验模块构成的弱电单元和由交流电路实验单元模块、继电接触控制实验单元模块构成的强电单元，弱电单元安装在主控制屏所在实验台的主控制屏框架上，强电单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为实验台下方的箱体内，实验单元模块通过导线与主控制屏选择相连。

本实用新型所述的导线包括弱电导线和强电导线，强电导线上设有护套，弱电单元的各模块采用弱电导线与相应模块连接，强电单元的各模块采用强电导线与相应模块连接。弱电导线的规格是3#，强电导线的规格是4#，确保强、弱电实验严格分开，能避免学生的误操作与错接造成仪器设备的损坏，减少维护工作量。

本实用新型所述的主控制屏上的电源模块包括电源控制模块，固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，可调直流稳压电源和稳流电源输出模块，电工仪表模块包括直流电压表，直流电流表模块和多功能交流仪表控制模块，电工仪表模块采用微调开关作为控制按钮，减少由于按钮的频繁使用而经常性更换按钮，避免大量的维护工作，信号系统模块为频率计和信号发生器控制模块。直流电压表，直流电流表模块所设置的直流电压表和直流电流表均设有小量程。

本实用新型的荧光灯实验单元内设有熔断器。克服实验过程中因学生的误操作而经常性地烧坏灯管的问题，以减少维护工作和实验的成本。

具体实施时：

本实用新型的电路综合实验系统与数字双踪示波器、晶体管毫伏表一起完成所有电类专业“电路分析”和非电类专业“电工电子学”A、B、C等课程相关的电路实验。数字双踪示波器和晶体管毫伏表可以放置在本实用新型装置的上方，导线放置在实验台的抽屉中。整个实验装置整齐美观，操作简单方便。实验教学大纲中的实验项目包括：(1)电路元件的伏安特性；(2)叠加定理；(3)戴维宁定理；(4)示波器和信号发生器的使用；(5)一阶电路的暂态响应；(6)二阶电路的暂态响应；(7)波形变换电路的设计和测试；(8)交流电路参数测定及功率因数提高；(9)串联谐振；(10)三相交流电路；(11)二端口网络的参数测定；(12)三相异步电动机的正反转控制。

实施例一：

对于电路原理实验，使用本实用新型的装置的固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，可调直流稳压电源和稳流电源输出模块提供的直流电源，如图4、5所示；多功能实验网络模块，如图10所示；精密可调电阻控制模块，如图9所示；直流电压表，直流电流表模块，如图6所示；使用弱电导线连接所需模块，可以完成的实验项目有：电路元件的伏安特性、基尔霍定律、叠加原理、戴维南定理等直流电路实验。

使用本实用新型的装置提供的信号系统模块，如图8所示；动态电路实验元件模块，如图11所示；使用弱电导线连接所需模块，配合数字双踪示波器，可以完成的实验项目有：示波器和信号发生器的使用、一阶电路的暂态响应、二阶电路的暂态响应、波形变换电路的设计和测试等动态电路实验。

使用本实用新型的装置提供的信号系统模块，如图8所示；动态电路实验元件模块，如图11所示；使用弱电导线连接所需模块，配合晶体管毫伏表，可以完成的实验项目有：串联谐振。

使用本实用新型的装置的固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，可调直流稳压电源和稳流电源输出模块提供的直流电源，如图4、5所示；双口网络实验模块，如图12所示；直流电压表，直流电流表模块，如图6所示；使用导线连接所需模块，可以完成的实验项目有：双口网络实验。对于这些使用频率较高电路模块如图9-10，直接安装在本新型实验装置上，避免了开设不同的实验而经常性地更换实验单元模块，降低了实验室工作人员的劳动强度，提高了管理的效率。

实施例二：

对于交流电路实验，利用本实用新型的固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，可调直流稳压电源和稳流电源输出模块提供的三相交流电源和荧光灯单元，如图4、5所示；多功能交流仪表控制模块，如图7所示；交流电路实验单元模块，如图13所示；使用带护套的强电导线连接所需模块，可以完成的实验项目有：交流电路参数测定及功率因数提高、三相交流电路等实验。由于在以往开设“交流电路参数测定及功率因数提高”的实验中，电路的输入电压是“相电压220V”，由于学生的误操作，经常性地将三相电源的“线电压380V”作为电路的输入电压，导致日光灯烧坏，现在荧光灯单元中串入熔断器，避免了荧光灯的频繁损坏，只要更换熔断器即可，降低了实验成本。对于交流电路实验，也是开设频率极高的，将交流电路实验单元模块，如图13所示；直接摆放在本新型装置的上方，使用起来也十分方便。

实施例三：

对于继电接触电路实验，利用本实用新型的固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，可调直流稳压电源和稳流电源输出模块提供的三相交流电源，如图4、5所示；继电接触控制实验单元模块，如图14所示；配合三相异步电动机，使用带护套的强电导线连接所需模块，可以完成的实验项目有：三相异步电动机的正反转控制等实验。对于继电接触电路实验，由于其开设频率较低，仅对个别专业开设，将继电接触控制实验单元模块和三相异步电动机摆放在本实用新型装置下方的柜体中，需要时取出直接放在实验桌面上就可以做实验，实验完毕回归原位即可，也很方便。

此外，利用本实用新型的装置配备其他的实验单元模块也可完成相关的实验。如：配备互感单元模块，即可完成“互感的研究”实验；配备受控源单元模块，即可完成“受控源特性的研究”实验。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1、一种电路综合实验系统，其特征是它包括实验台、主控制屏、实验单元模块和导线，主控制屏上设有电源模块、电工仪表模块和信号系统模块，实验单元模块包括由精密可调电阻控制模块、多功能实验网络模块、动态电路实验元件模块、双口网络实验模块构成的弱电单元和由交流电路实验单元模块、继电接触控制实验单元模块构成的强电单元，弱电单元安装在主控制屏所在实验台的主控制屏框架上，强电单元放置在主控制屏框架的上方或下方，实验单元模块通过导线与主控制屏选择相连。

2、根据权利要求1所述的电路综合实验系统，其特征是所述的导线包括弱电导线和强电导线，强电导线上设有护套，弱电单元的各模块采用弱电导线与相应模块连接，强电单元的各模块采用强电导线与相应模块连接。

3、根据权利要求1所述的电路综合实验系统，其特征是所述的主控制屏上的电源模块包括电源控制模块，固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，可调直流稳压电源和稳流电源输出模块，电工仪表模块包括直流电压表和直流电流表模块，多功能交流仪表控制模块，信号系统模块为频率计和信号发生器控制模块。电工仪表模块采用微动开关作为控制按钮。

4、根据权利要求3所述的电路综合实验系统，其特征是所述的固定直流电源输出和可调交流电源输出模块，交流电路实验单元模块均设有荧光灯实验单元，荧光灯内设有熔断器。

5、根据权利要求3所述的电路综合实验系统，其特征是所述的直流电压表和直流电流表模块所设置的直流电压表和直流电流表均设有小量程。

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