DE7029929U - Uebungsgeraet fuer elektrotechnik und elektronik. - Google Patents

Description

Doutsche Bundespost 1883 Übungsgerät für Elektrotechnik und Elektronik

Die Erfindung betrifft ein Übungsgerät für 'P-" -jVr^rotechnik und Elektronik. Der heute in weiten Bereichen des taglichen Lebens vorkommende Aufwand an elektrischen Einrichtungen erfordert einen so umfangreichen Nachwuchs an Fachkräften der verschiedensten Qualifikationen, daß eine wirkungsvolle Ausbildung nur noch unter Zuhilfenahme von vorbereiteten Übungsmittel!! denkbar ist. Diese sollen es zugleich erlauben, die theoretischen Kenntnisse in der Praxis angenäherten Übunger zu fettigen.

Dies geschieht bisher dadurch, daß der Lernende auf einem Steckbrett mittels Sohnellspannstecker oder andere Verbindungselemente eine Schaltung aufbaut und daran Messungen vornimmt. Hierbei sind die Bauteile und die Verbindungsleitungen schaltplanmäßig angeordnet, wodurch jeder beliebige Punkt der Schaltung unmittelbar abgegriffen werden kenn. In der Präzis industriell gefertigter Gerätο jedoch ist ein solcher übersichtlicher Schaltungsaufbau aus wirtschaftlichen Gründen undurchführbar, da in zunehmendem umfang Gedruckt« Schaltungen und neuerdings integrierte Schaltkreise verwendet werden. Es besteht also ein immer größer werdender unterschied zwischen der bisher angewandten Lehrmethode und nach der Ausbildung zu erwartenden Praxis. Bei

Letzterer

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Letzterer sind die einzelnen Bauteile meistens nicht offen zugänglich, so daß man beim Messen auf die Anschlüsse der Schaltung angewiesen ist.

Bei der Entwicklung des vorliegenden Übungsgerätes wurde versucht, dieser Tatsache durch eine möglichst praxisnahe Ausführung des Übungsgerätes gerecht zu werden.

Das Übungsgerät nach der Neuerung ist gekennzeichnet durch eine Anzahl auf der Gehäusefrontplatte angebrachter Heßbuchsen, die mit wenigstens einer im rückwärtigen Teil des Gehäuses angebrachten Kontaktleiete gleicher Eontaktzahl zur Aufnahme von auswechselbaren, je einer andere Schaltung eines Lehrprogamms enthaltenden,in Leiterplattentechnik ausgeführten Steckkarten verbunden sind, deren Schaltungselemente und interne Verbindungen dem übenden in eingestecktem Zustand nicht zugängig sind. Es ist demnach eine Auswertung der Schaltung nur durch Messen möglich und die Schaltung kann nur über die besondere herausgeführten Meßpunkte an der Frontplatte abgegriffen werden. Bei der Anwendung dieses Gerätes muß der Lernende durch Messungen an Meßbuchsen, die auf einer zuvor eingeschobenen Steckkarte befindlichen Bauteile bzw. Schaltungen zu ermitteln suchen. Die Meßergebnisse sind aufzuzeichnen und nach Beendigung der Messungen mit der zu jeder Steckkarte gehörenden Schaltzeichnung zu vergleichen. Bei Übereinstimmung kann die Steckkarte mit dem nächst schwierigeren Meßprogramm gesteckt werden. Dadurch ist bei entsprechender Stufung der Themen die Möglichkeit der programmierten Unterweisung gegeben.

Durch beliebige Gestaltung der Meßprogramme kann das Gerät In nahezu allen Teilbereichen der Elektrotechnik und Elektronik Verwendung finden.

Im folgenden wird anhand von 7 Abbildungen die Neuerung näher

erläutert:

Die Abb. 1 zeigt eine Ansicht des Übungsgerätes, die Abb. 2

die

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die feste Verdrahtung der Bucheenreihen mit den Kontaktleisten, die Abb. 3 die Schaltung der Netzeteokkarte und die Abb. 4 bis 7 die flächenhafte Zuordnung der 10 Kontakte verschiedener Frogrammateckkarten eu den auf den Karten angeordneten Bauelementen.

In dem in der Abb. 1 dargestellten Gehäuse 1 sind rechte zwei von vorne zugängige Führungsschienen 2 fUr Steckkarten in Leiterplattentechnik vorgesehen, die an der Rückwand des Gehäuses 1 über z.T. schematisch angedeuteten Eontaktleisten 4 mit der festen Verdrahtung des Gerätes verbunden sind. Festverdrahtet sind in dem Gerät die Verbindungsleitungen von der Kontaktleiste 4 zu den Meßbuchsen 6 und die Anschlüsse des Netztransformators, während die übrigen zur gemeinsamen Stromversorgung vorgesehenen Schaltelemente auf einer gemeinsamen Netz- | steckkarte angeordnet sind, von den beiden Führungsschienen 2 j ist eine für den wahlweisen Anschluß der verschiedenen Programm- | karten 3 vorgesehen, von denen eine im Vordergrund gezeigt ist. Die andere dient zu: Aufnahme der Netzsteckkarte. An der Frcntplatte 5 des Gehäuse_, rireben den Steckkontäctleisten 2 eine 10-teilige Reihe von Meßbuchsen 6, die feat mit dem 10 Kontakten der Kontaktleiste 4 verbunden sind, welche die verschiedenen Programmkarten aufnimmt.

Abb. 2 zeigt die Gesamtverdrahtung des Gerätes. Dabei ist zu beachten, daß der Netztransformator feet im Gerät eingebaut ist. Die übrigen Bauteile der Stromversorgung sind ebenfalls wie die der Meöprogramme auf einer Steckkarte aufgebaut. Die Verwechslung von Programmkarten und Netzsteckkarte wird durch in die Federleisten eingebaute Codierteile verhindert.

Abb. 3 stellt die Schaltung des Stromvereorgungsteils dar. Die aus den beiden Sekundärwicklungen des Netztranaformators kommenden Wechselspannungen werden gleichgerichtet und geglättet. Die Stabilisierung der 12V-Gleichspannungen erfolgt mittels Zenerdioden und einer elektronischen Regelschaltung. Zur Gewinnung

von

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von zusätzlichen Spannungequellen sind die beiden 12V-Gleichepannungen nochmals unterteilt; Spannung I in zweimal 6V, Spannung II in 4 und 8V.

Die Abb. 4 bis 7 zeigen vier verschiedene Arten von Meßprogrammen. Sie sollen nur einen kleinen Überblick über die Verwendungsmöglichkeiten des Gerätes vermitteln. Die am oberen Rand angebrachten Zahlen 1 bis 10 sollen die entsprechenden Steckkontakte der Programmsteckkarte darstellen.

Das in Abb. 4 aufgezeichnete Meßprogramm besteht aus verschiedenen ohmechen Widerständen. Hierbei soll 1. das Messen mit dem Ohmmeter geübt werden, 2. erkennt der Lernende dabei das Verhalten der Widerstände bei Reihen- und Parallelschaltung. Bei Letzterer muß bei 3 und 5 bzw. 7 und 9 gebrückt werden.

In Abb. 5 werden Kondensatoren und Dioden in einem Meßprogramm zusammengefaßt. Beim Messen der Dioden mit dem Ohmmeter wird der Unterschied zwischen Durchlaß- und Sperrwiderstand sichtbar, während bei den Kondensatoren der Lade- und Entladevorgang beobachtet werden kann. Durch Verwendung einer Kapazitätsmeßbrücke wird das umgekehrte Verhalten von Kondensatoren gegenüber Widerständen bei Reihen- und Parallelschaltung erkennbar. (Brücke zwischen 6 und 8)

Die Abb. 6 zeigt Spannungsquellen mit verschiedenen Innenwiderständen in Reihenschaltung. Der Lernende mißt mit dem Voltmeter zunächst die Spannungen. Er muß dabei mit dem größten Meßbereich die Polung herausfinden und danach den richtigen Meßberefch einstellen. Er erkennt, daß bei Reihenschaltung von Spannungsquellen sich die Spannungen je nach Polung addieren bzw. subtrahieren können. Im vorliegenden Meßprogramm muß dazu 5 und 6 gebrückt werden.

Zur Ermittlung der Imenwiderstände sind die Spannungequellen mit einem bekannten Widerstand zu belasten. Aus dem Spannungsabfall

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abfall und dem Strom, welcher durch den Belestungewiderstend fließt, läßt sich nach dem ohmschen Gesetz der Innenwiderstand berechnen. Der jeweils auftretende Meßfehler; hervorgerufen durch den Eigenverbrauch der verwendeten Meßgeräte,ist zu beachten. Der relativ hohe Innenwideretand von SKOhm zwischen 4 und 5 soll zeigen, daß besonders b«i Verwendung von ;iiuht sehr hoohohmigfcn Spannungsmessern ein erheblicher Meßfehler auftreten kann. Das gleiche gilt bei Messungen zwischen 7 und 8 bzw. 7 und 10, weil hierbei die Diode in Sperriohtung im Meßstromkreis liegt. Der Kondensator zwischen 9 und 10 bewirkt bei Messungen zwischen 6 und 9 bzv. 8 und 9 einen kurzen Zeigerausschlag des Voltmeters. Nach Entladung des Kondensators durch Kurzschließen zwischen

9 und 10 kann der Vorgang wiederholt werden. Der Lernende erkennt dabei, daß ein Kondensator mit einer Spannung aufgeladen und durch Kurzschluß wieder entladen werden kann*

Das in Abb. 7 dargestellte Meßprogramm besteht aus Wechselspannungsqucllen mit verschieden großen Innenwiderständen. Die Sinue-Weoheelspannung mit der frequenz von 1 KHz wird durch einen nicht gezeigten RC-Generator erz mgt und durch einen 2-stufigen Verstärker verstärkt. Am Ausgang der Schwingstufe, sowie ar den .Ausgängen der beiden Verstärkerstufen ist das Signal Über verschieden große Widerstände abgegriffen und zu den Meßbucheon 1, 5 und 4- geführt. Der Lernende ermittelt zunächst die zwischen 1, 3 und 4 einerseits urd 2 bzw. 5 andererseits liegenden Wechselepannungen nJt dem Kopfhörer, und bestimmt dann auf die oben beschriebene Weise die Innenwiderstände. Danach werden die Weohselspannungen mit einem Oszillografen sichtbar gemacht. Gegebenenfalls kann durch Zuhilfenahme eines geeichten Tongeneratore zusammen mit dem Oszillografen die Frequenz bestimmt werden. Die ebenfalls zu diesem Meßprogramm gehörende RC-Kette dient der Demonstration der Phasendrehung. Ein zwischen 6 und

10 angelegtes Sinussignal von einer bestimmten Frequenz erscheint am Ausgang der RC-Kette bei 9 und 10 um 180° phasenverschoben.

Die.

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Die vier beschriebenen Meßprogramme lassen sich auch in "beliebig anderer Anordnung aufbauen, lieber RC-Generatoren lassen sich LC-Generatoren, Multivibr· 'oren, digitale VerknüOfungsglieder und andere Grundschaltungen der Elektrotechnik und Elektronik in gleicher Weise aufbauen.

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Claims (1)

1. Je ^t3ehe I;u ί "i.-'-pos t 1SS3

   sjb-Ui.-.3je -iir Elektrotechnik and Elektronik. -f e k e η η ζ e i ο .. ι e t durch eine Anzahl ;.uf der uehäusefrontplatte (5; an=,.ebritchxer lileSbuchsen (ο) und wenigstens einer i:.^ rückwärtigen leil Ί.-3 gehäuses ierart angebrachten Kontaktleiste (-,) gleicher Konxakxzaül zur --iufnarune ve η auswechselbaren, je eine andere dch^.ixunc. eines J.ehrprograzrs^s enthaltenden, in Leixerplattenxeahnik ausgei'üi'rten Steckkarten (3), daß die Schaltun_osele und die internen Verbindungen der Steckkarten dem Übenden in p^n^estecktem Zustand nicht zugängig sind.

   HlHWtISi Dia»· Untarioga IwWtaMM Sdnilzonipr.) itl dia zuletzt eingereichte; sie weicht von der Wortfassung der ursprünglich eingaraichtan Unterlagen ab. Die rechtlich· Bedeutung der Abweichung ist nicht geprüft. Die ursprünglich eingereichten Unterlagen befinden sich in den Amtsakten. Sie können jederzeit ohne Nachweis eines rechtlichen Interesses gebührenfrei eingesehen warden. Auf Antrag werden hiervon auch Fotokopien oder Filmnegative zu den üblichen Rreisen geliefert. O (IM (i.<9) D*ahdMt Patentamt, Gebtaudisnmstantell·

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