CN212847374U - 一种教学用位移检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种教学用位移检测装置。包括工作台；一显示单元，其包括一显示仪表、一第一整形放大电路、一第一信号输入端、一第二整形放大电路和一第二信号输入端；一位移模块，其用于产生一段运动；一光栅传感器，其用于测量所述运动的位移，且其信号输出端设置有与所述第一信号输入端匹配的第一信号接头；和一磁栅传感器，其用于测量所述运动的位移，且其信号输出端设置有与所述第二信号输入端匹配的第二信号接头。本实用新型的教学用位移检测装置，既可以使用光栅传感器测量位移，又可以使用磁栅传感器测量位移，同时可以直观地显示出该位移的值，结构小巧，方便教学时携带和使用。

Description

一种教学用位移检测装置

技术领域

本实用新型属于教学用具技术领域，具体涉及一种教学用位移检测装置。

背景技术

目前市面上的位移计量仪器，比如电子游标卡尺，其可以检测实际应用中相应尺寸的物件，但使用时只能读数，计量的方式、工作的原理等，学生在学习和使用过程中不易了解和应用，因而很难作为教学用具，让学生直观的了解和学到相关的知识。同样地，在机床中使用的光栅尺或磁栅尺，可以控制机床的精准运行，但对于其结构、工作原理等，学生很难直观了解到，就算以后在工作中遇到相关产品及问题，也无法进行处理，不能培养学生的创造思维和动手能力，不能提高学生的实际应用技能，因而需要相关的教学用具来辅助。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种教学用位移检测装置，以有效解决现有技术的不足之处。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种教学用位移检测装置，包括：

工作台；

一显示单元，其设置在所述工作台上，所述显示单元包括一显示仪表、一第一整形放大电路、一第一信号输入端、一第二整形放大电路和一第二信号输入端；所述第一信号输入端、所述第一整形放大电路和所述显示仪表依次电连接，所述第二信号输入端、所述第二整形放大电路和所述显示仪表依次电连接；

一位移模块，其设置在所述工作台上，用于产生一段运动；

一光栅传感器，其用于测量所述运动的位移，且其信号输出端设置有与所述第一信号输入端匹配的第一信号接头；和

一磁栅传感器，其用于测量所述运动的位移，且其信号输出端设置有与所述第二信号输入端匹配的第二信号接头。

相对于现有技术，本实用新型的教学用位移检测装置，既可以使用光栅传感器测量位移，又可以使用磁栅传感器测量位移，同时可以直观地显示出该位移的值，结构小巧，方便教学时携带和使用。本实用新型的教学用位移检测装置，将光栅和磁栅两种位移检测方式集中于一体，可随意切换两种检测方式，进而显示出不同方式下位移的值，可以作为教学用具，让学生很好的掌握多种位移的认知和检测的能力，激发学生习惯使用多重思维看待和思考问题，激发其创作兴趣和技能。同时通过各组件的连接和组合，可提高学生的动手能力和实际操作能力，更加启发学生通过不同的思维方式，来达到不同和相同的结果。

进一步地，所述位移模块包括：

一驱动电机，其设置在所述工作台上，且其输出轴连接有一运动丝杆；

一滑轨，其设置在所述工作台上，且与所述运动丝杆平行设置；和

一滑块，其安装设置在所述运动丝杆上，且其底端滑动设置在所述滑轨上。

设置驱动电机带动运动丝杆转动，进而带动滑块在滑轨上滑动的方式，结构简单，易于操作。

进一步地，所述位移模块还包括一起动和正反转动单元，其分别与所述驱动电机和外部电源电连接，用于控制所述驱动电机的运行和正反转动。

设置起动和正反转动单元，可控制驱动电机的运行和正反转动。

进一步地，所述位移模块还包括一左限位开关和一右限位开关，所述左限位开关和所述右限位开关均与所述起动和正反转动单元电连接；所述左限位开关和所述右限位开关分别安装在所述滑轨的两端，且所述滑块位于所述左限位开关和所述右限位开关之间。

设置左限位开关和右限位开关，可防止位移提供过大，导致滑块运行超限而损坏装置，对装置起到保护的作用。

进一步地，所述起动和正反转动单元包括一电源开关和一正反转开关。

电源开关用于控制电源，以控制驱动电机的运行，而正反转开关用于调节驱动电机的正反转动。

进一步地，所述光栅传感器包括一标尺光栅和一指示光栅；所述标尺光栅设置在所述滑块上；所述指示光栅对应所述滑块和所述标尺光栅的运动范围，设置在所述工作台上，且与所述滑轨平行设置。

设置相对运动的标尺光栅和指示光栅，以感触位移信号。

进一步地，所述磁栅传感器包括一磁头和一磁栅；所述磁头设置在所述滑块上；所述磁栅对应所述滑块和所述磁头的运动范围，设置在所述工作台上，且与所述滑轨平行设置。

同样地，设置相对运动的磁头和磁栅，以感触位移信号。

更进一步地，还包括两个把手，两个所述把手分别设置在所述工作台的两端。

设置把手，可方便抬起该教学用具。

为了能更清楚地理解本实用新型，以下将结合附图阐述实用新型的具体实施方式。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图一；

图2为本实用新型的结构示意图二；

图3为本实用新型结构的俯视图；

图4为本实用新型的功能结构图。

其中，附图标记为：

10、工作台；11、安装支架；20、显示单元；21、显示仪表；22、第一整形放大电路；221、第一转换电路；222、第一驱动电路；23、第一信号输入端；24、第二整形放大电路；241、第二转换电路；242、第二驱动电路；25、第二信号输入端；30、位移模块；31、驱动电机；32、运动丝杆；33、滑轨；34、滑块；35、起动和正反转动单元；351、电源开关；352、正反转开关；36、左限位开关；37、右限位开关；40、光栅传感器；41、第一信号接头；42、标尺光栅；43、指示光栅；50、磁栅传感器；51、第二信号接头；52、磁头；53、磁栅；60、把手。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种教学用位移检测装置，包括工作台10、一显示单元20、一位移模块30、一光栅传感器40和一磁栅传感器50。

其中，所述工作台10为一矩形平板。

所述显示单元20设置在所述工作台10上，所述显示单元20包括一显示仪表21、一第一整形放大电路22、一第一信号输入端23、一第二整形放大电路24和一第二信号输入端25。所述显示仪表21、第一整形放大电路22、第一信号输入端23、第二整形放大电路24和第二信号输入端25集成在所述显示单元20上。其中，所述第一信号输入端23、所述第一整形放大电路22和所述显示仪表21依次电连接，所述第二信号输入端25、所述第二整形放大电路24和所述显示仪表21依次电连接。

具体地，所述第一整形放大电路22包括一第一转换电路221和一第一驱动电路222，所述第二整形放大电路24包括一第二转换电路241和一第二驱动电路242，所述第一转换电路221和所述第二转换电路241为一般的起到信号整形作用的转换电路，所述第一驱动电路222和所述第二驱动电路242则为一般的起到信号放大作用的驱动电路。

所述位移模块30设置在所述工作台10上，用于产生一段运动。

具体地，所述位移模块30包括一驱动电机31、一滑轨33、一滑块34和一起动和正反转动单元35。

其中，所述驱动电机31设置在所述工作台10上，且其输出轴连接有一运动丝杆32。更具体地，工作台10上设置有一安装支架11，所述驱动电机31固定设置在所述安装支架11上，所述驱动电机31的输出轴与所述工作台10平行设置，所述运动丝杆32同轴连接在所述驱动电机31的输出轴。

所述滑轨33设置在所述工作台10上，且与所述运动丝杆32平行设置。

所述滑块34安装设置在所述运动丝杆32上，且其底端滑动设置在所述滑轨33上。

所述起动和正反转动单元35分别与所述驱动电机31和外部电源电连接，用于控制所述驱动电机31的运行和正反转动，该控制电源起动和正反转的电路为现有的常规电路，在此不做赘述。

具体地，所述起动和正反转动单元35包括一电源开关351和一正反转开关352。电源开关351用于控制电源，以控制驱动电机31的运行，而正反转开关352用于调节驱动电机31的正反转动。

更具体地，所述位移模块30还包括一左限位开关36和一右限位开关37，所述左限位开关36和所述右限位开关37均与所述起动和正反转动单元35电连接；所述左限位开关36和所述右限位开关37分别安装在所述滑轨33的两端，且所述滑块34位于所述左限位开关36和所述右限位开关37之间。

所述光栅传感器40用于测量所述运动的位移，且其信号输出端设置有与所述第一信号输入端23匹配的第一信号接头41。

具体地，所述光栅传感器40包括一标尺光栅42和一指示光栅43；所述标尺光栅42设置在所述滑块34上；所述指示光栅43对应所述滑块34和所述标尺光栅42的运动范围，设置在所述工作台10上，且与所述滑轨33平行设置。所述光栅传感器40为现有的一般的光栅传感器，在此不做赘述。

所述磁栅传感器50用于测量所述运动的位移，且其信号输出端设置有与所述第二信号输入端25匹配的第二信号接头51。

具体地，所述磁栅传感器50包括一磁头52和一磁栅53；所述磁头52设置在所述滑块34上；所述磁栅53对应所述滑块34和所述磁头52的运动范围，设置在所述工作台10上，且与所述滑轨33平行设置。所述磁栅传感器50为现有的一般的磁栅传感器，在此也不做赘述。

更具体地，所述工作台10的两端还设置有把手60，以便于搬运本实用新型的教学用位移检测装置。

本实用新型的教学用位移检测装置使用时，首先将第一信号接头41与第一信号输入端23连接，接通显示仪表21的电源，将显示仪表21的读数调节为零。打开电源开关351接通驱动电机31的电源，驱动电机31转动，带动运动丝杆32转动，进而带动滑块34沿着滑轨33移动，设置在滑块34上的标尺光栅42相对于设置在工作台10上的指示光栅43运动。光栅传感器40将位移变化转换成莫尔条纹的变化，后测量莫尔条纹变化次数，即可计算出标尺光栅42运动的距离。标尺光栅42的输出信号经过第一转换电路221的整形、第一驱动电路222的放大后送入显示仪表21进行测量结果的显示。

然后使用磁栅传感器50测量位移的变化，首先，关闭电源开关351，使得驱动电机31停止转动，后断开第一信号接头41与第一信号输入端23，将第二信号接头51与第二信号输入端25连接，后再打开电源开关351接通驱动电机31的电源，驱动电机31转动，带动运动丝杆32转动，进而带动滑块34沿着滑轨33移动，设置在滑块34上的磁头52相对于设置在工作台10上的磁栅53运动。磁栅传感器50的输出信号经过第二转换电路241的整形、第二驱动电路242的放大后送入显示仪表21进行测量结果的显示。

相对于现有技术，本实用新型的教学用位移检测装置，既可以使用光栅传感器测量位移，又可以使用磁栅传感器测量位移，同时可以直观地显示出该位移的值，结构小巧，方便教学时携带和使用。本实用新型的教学用位移检测装置，将光栅和磁栅两种位移检测方式集中于一体，可随意切换两种检测方式，进而显示出不同方式下位移的值，可以作为教学用具，让学生很好的掌握多种位移的认知和检测的能力，激发学生习惯使用多重思维看待和思考问题，激发其创作兴趣和技能。同时通过各组件的连接和组合，可提高学生的动手能力和实际操作能力，更加启发学生通过不同的思维方式，来达到不同和相同的结果。同时，也可以减少在工厂设备上学习的安全隐患，减少教学时间和减少实习经费等，也为学校能培养出更加具有灵活思考和高超技能水平的人才做出贡献。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种教学用位移检测装置，其特征在于，包括：

工作台(10)；

一显示单元(20)，其设置在所述工作台(10)上，所述显示单元(20)包括一显示仪表(21)、一第一整形放大电路(22)、一第一信号输入端(23)、一第二整形放大电路(24)和一第二信号输入端(25)；所述第一信号输入端(23)、所述第一整形放大电路(22)和所述显示仪表(21)依次电连接，所述第二信号输入端(25)、所述第二整形放大电路(24)和所述显示仪表(21)依次电连接；

一位移模块(30)，其设置在所述工作台(10)上，用于产生一段运动；

一光栅传感器(40)，其用于测量所述运动的位移，且其信号输出端设置有与所述第一信号输入端(23)匹配的第一信号接头(41)；和

一磁栅传感器(50)，其用于测量所述运动的位移，且其信号输出端设置有与所述第二信号输入端(25)匹配的第二信号接头(51)。

2.根据权利要求1所述的教学用位移检测装置，其特征在于，所述位移模块(30)包括：

一驱动电机(31)，其设置在所述工作台(10)上，且其输出轴连接有一运动丝杆(32)；

一滑轨(33)，其设置在所述工作台(10)上，且与所述运动丝杆(32)平行设置；和

一滑块(34)，其安装设置在所述运动丝杆(32)上，且其底端滑动设置在所述滑轨(33)上。

3.根据权利要求2所述的教学用位移检测装置，其特征在于，所述位移模块(30)还包括一起动和正反转动单元(35)，其分别与所述驱动电机(31)和外部电源电连接，用于控制所述驱动电机(31)的运行和正反转动。

4.根据权利要求3所述的教学用位移检测装置，其特征在于，所述位移模块(30)还包括一左限位开关(36)和一右限位开关(37)，所述左限位开关(36)和所述右限位开关(37)均与所述起动和正反转动单元(35)电连接；所述左限位开关(36)和所述右限位开关(37)分别安装在所述滑轨(33)的两端，且所述滑块(34)位于所述左限位开关(36)和所述右限位开关(37)之间。

5.根据权利要求3所述的教学用位移检测装置，其特征在于，所述起动和正反转动单元(35)包括一电源开关(351)和一正反转开关(352)。

6.根据权利要求2所述的教学用位移检测装置，其特征在于，所述光栅传感器(40)包括一标尺光栅(42)和一指示光栅(43)；所述标尺光栅(42)设置在所述滑块(34)上；所述指示光栅(43)对应所述滑块(34)和所述标尺光栅(42)的运动范围，设置在所述工作台(10)上，且与所述滑轨(33)平行设置。

7.根据权利要求2所述的教学用位移检测装置，其特征在于，所述磁栅传感器(50)包括一磁头(52)和一磁栅(53)；所述磁头(52)设置在所述滑块(34)上；所述磁栅(53)对应所述滑块(34)和所述磁头(52)的运动范围，设置在所述工作台(10)上，且与所述滑轨(33)平行设置。

8.根据权利要求1所述的教学用位移检测装置，其特征在于，还包括两个把手(60)，两个所述把手(60)分别设置在所述工作台(10)的两端。

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