RU140456U1

RU140456U1 - EDUCATIONAL LABORATORY COMPLEX

Info

Publication number: RU140456U1
Application number: RU2013151395/12U
Authority: RU
Inventors: Андрей Викторович Исаев; Алексей Иванович Нефедьев
Original assignee: Андрей Викторович Исаев; Алексей Иванович Нефедьев
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2014-05-10

Abstract

Учебно-лабораторный комплекс, содержащий функциональный генератор, снабженный частотомером, источник питания, выполненный в виде двух регулируемых источников, гальванически не связанных друг с другом, смонтированными на съемной панели элементами исследуемых электрических и электронных схем, которая снабжена специализированным разъемом для подключения к цепям учебно-лабораторного комплекса, измерительные приборы и панель индикации и управления, отличающийся тем, что учебно-лабораторный комплекс выполнен по модульной схеме из двух или более корпусов, крепящихся друг к другу легкоразъемными механическими соединениями, обеспечивающими, в том числе, электрическое соединение сопрягаемых корпусов, причем один из корпусов является самостоятельным устройством - лабораторным источником питания, в состав которого дополнительно входят два нерегулируемых источника постоянного напряжения, оснащенных световой индикацией наличия аварийного режима работы, остальные корпуса представляют собой самостоятельные модули с согласованным набором элементов исследуемых электрических и электронных схем, а также измерительных устройств, причем каждый из корпусов оснащен встроенной, убираемой в корпус ручкой для транспортировки.A training and laboratory complex containing a functional generator equipped with a frequency meter, a power source made in the form of two adjustable sources, not galvanically connected to each other, mounted on a removable panel by elements of the studied electrical and electronic circuits, which is equipped with a specialized connector for connecting to the educational circuits laboratory complex, measuring instruments and a display and control panel, characterized in that the training and laboratory complex is made according to a modular scheme of two and whether there are more cases attached to each other by easily removable mechanical connections, providing, inter alia, the electrical connection of the mating cases, moreover, one of the cases is an independent device - a laboratory power supply, which additionally includes two unregulated DC voltage sources equipped with a light indication of emergency operation, the rest of the enclosures are independent modules with a coordinated set of elements of the studied electrical and electronic circuits, as well as measuring devices, and each of the cases is equipped with a built-in handle that can be removed into the case for transportation.

Description

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано при проведении лабораторных работ и самостоятельной проектной деятельности студентов среднеспециальных и высших учебных заведений по дисциплинам: общая физика, разделы электростатика, электродинамика, электрические и магнитные цепи, электрохимия, электротехника, теоретические основы электротехники, аналоговая и цифровая электроника, электроавтоматика, теория автоматического управления.The invention relates to educational devices and can be used in laboratory work and independent design activities of students of secondary and higher educational institutions in the disciplines: general physics, sections of electrostatics, electrodynamics, electrical and magnetic circuits, electrochemistry, electrical engineering, theoretical foundations of electrical engineering, analog and digital electronics, electroautomatics, theory of automatic control.

Известен учебно-лабораторный комплекс «Теоретические основы электротехники» [Теоретические основы электротехники ТОЭ2-Н-Р. Комплект типового лабораторного оборудования ТОЭ2-Н-Р. Режим доступа: http://www.denar-prof.ru/products/217. - Загл. с экрана], предназначенный для проведения лабораторных занятий, и выполненный в настольном исполнении в виде вертикальной стойки. Учебно-лабораторный комплекс содержит два генератора нерегулируемого постоянного напряжения, один генератор регулируемого постоянного напряжения, функциональный генератор сигналов синусоидальной, прямоугольной и треугольной форм с возможностью регулировки по частоте и амплитуде, генератор трехфазного синусоидального напряжения, наборную панель, блок мультиметров, набор миниблоков и планшетов для моделирования электрических и магнитных полей, набор устройств для исследования поверхностного эффекта.The well-known educational laboratory complex "Theoretical Foundations of Electrical Engineering" [Theoretical Foundations of Electrical Engineering TOE2-NR. Set of standard laboratory equipment TOE2-NR. Access mode: http://www.denar-prof.ru/products/217. - Zagl. from the screen], designed for laboratory studies, and made in the desktop version in the form of a vertical rack. The training and laboratory complex contains two unregulated DC voltage generators, one adjustable DC voltage generator, a functional sinusoidal, rectangular and triangular waveform generator with adjustable frequency and amplitude, a three-phase sinusoidal voltage generator, a dial pad, a multimeter block, a set of mini-blocks and tablets for modeling of electric and magnetic fields, a set of devices for studying the surface effect.

Недостатками учебно-лабораторного комплекса являются каркасная технология крепления модулей, не предполагающая в рамках единой конструкции мобильного присоединения (включения в его состав) дополнительных модулей с иным набором измерительного оборудования, высокая стоимость, отсутствие возможности использования блока источников, как самостоятельного устройства, ограниченные возможности мобильной транспортировки стенда.The disadvantages of the training and laboratory complex are the frame technology for mounting the modules, which does not imply additional modules with a different set of measuring equipment within the framework of the unified design of mobile connection (inclusion in its structure), high cost, the inability to use the source block as an independent device, limited mobile transportation stand.

Известен лабораторный стенд «Теоретические основы электротехники» [Теоретические основы электротехники. Исполнение настольное ручное ТОЭ-НР. Режим доступа: http://www.uralstend.ru/shop/orange/group_44/teoreticheskiyi_osnovy_elektrotechniki_nastolnoe_ruchnoe_ispolnenie/. - Загл. с экрана] выполненный в настольном исполнении в виде вертикальной стойки. В состав стенда входят модули питания, модуль трехфазного источника питания, активные, реактивные и нелинейные элементы, функциональный генератор, измеритель мощности и фазы, мультиметры, комплект модулей электротехнических и электронных схем, закрепленных на металлическом каркасе.Known laboratory stand "Theoretical foundations of electrical engineering" [Theoretical foundations of electrical engineering. Execution desktop manual TOE-HP. Access mode: http://www.uralstend.ru/shop/orange/group_44/teoreticheskiyi_osnovy_elektrotechniki_nastolnoe_ruchnoe_ispolnenie/. - Zagl. from the screen] made in the desktop version in the form of a vertical rack. The stand includes power modules, a three-phase power supply module, active, reactive and non-linear elements, a functional generator, a power and phase meter, multimeters, a set of modules for electrical and electronic circuits mounted on a metal frame.

Недостатками данного лабораторного стенда являются ограниченный набор элементов для исследуемых электротехнических и электронных схем, каркасная технология крепления модулей, не предполагающая в рамках единой конструкции мобильного присоединения (включения в его состав) дополнительных модулей с иным набором элементов исследуемых электротехнических и электронных схем и измерительного оборудования, отсутствие возможности использования блока источников, как самостоятельного устройства, значительные весогабаритные параметры, высокая стоимость.The disadvantages of this laboratory bench are a limited set of elements for the studied electrical and electronic circuits, frame technology for mounting modules, which does not imply additional modules with a different set of elements of the studied electrical and electronic circuits and measuring equipment within the framework of a unified design of mobile connection (inclusion in its structure), lack of the possibility of using the source block as an independent device, significant weight and size parameters, high th cost.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является «Универсальный лабораторный стенд» [Патент РФ на изобретение №2418317. МПК G09B 23/18. Опубл. в Бюл. №13, 10.05.2011], выбранный в качестве прототипа, и содержащий функциональный генератор, снабженный частотомером, источник питания, выполненный в виде двух регулируемых источников, гальванически не связанных друг с другом, мультиметры, нерегулируемые стабилизированные источники питания, съемные картриджи с необходимыми для опытов элементами и панель индикации и управления.Closest to the proposed utility model is the "Universal Laboratory Stand" [RF Patent for the invention No. 2418317. IPC G09B 23/18. Publ. in bull. No. 13, 05/10/2011], selected as a prototype, and containing a functional generator equipped with a frequency meter, a power source made in the form of two regulated sources, not galvanically connected to each other, multimeters, unregulated stabilized power sources, removable cartridges with the necessary experiments with elements and a display and control panel.

Недостатками универсального лабораторного стенда являются отсутствие возможности в рамках единой конструкции мобильного присоединения (включения в его состав) дополнительных модулей с иным набором измерительного оборудования, отсутствие ручки для транспортировки, отсутствие светосигнальной индикации аварийного режима работы источников постоянного напряжения.The disadvantages of a universal laboratory bench are the lack of the possibility of additional modules with a different set of measuring equipment, the lack of a handle for transportation, the absence of a light-signal indication of the emergency operation of DC voltage sources within the framework of a unified design of mobile connection (inclusion in its composition).

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей учебно-лабораторного комплекса и повышение удобства транспортировки.The technical result is to expand the functionality of the training and laboratory complex and increase the convenience of transportation.

Технический результат достигается тем, что учебно-лабораторный комплекс содержит функциональный генератор, снабженный частотомером, источник питания, выполненный в виде двух регулируемых источников, гальванически не связанных друг с другом, смонтированными на съемной панели элементами исследуемых электрических и электронных схем, которая снабжена специализированным разъемом для подключения к цепям учебно-лабораторного комплекса, измерительные приборы и панель индикации и управления, причем учебно-лабораторный комплекс выполнен по модульной схеме из двух или более корпусов, крепящихся друг к другу легкоразъемными механическими соединениями, обеспечивающими, в том числе, электрическое соединение сопрягаемых корпусов, причем один из корпусов является самостоятельным устройством - лабораторным источником питания, в состав которого дополнительно входят два нерегулируемых источника постоянного напряжения, оснащенных световой индикацией наличия аварийного режима работы, остальные корпуса представляют собой самостоятельные модули с согласованным набором элементов исследуемых электрических и электронных схем, а также измерительных устройств, причем каждый из корпусов оснащен встроенной, убираемой в корпус ручкой для транспортировки.The technical result is achieved by the fact that the training and laboratory complex contains a functional generator equipped with a frequency meter, a power source made in the form of two adjustable sources, not galvanically connected to each other, mounted on a removable panel by elements of the studied electrical and electronic circuits, which is equipped with a specialized connector for connections to the circuits of the training laboratory complex, measuring instruments and an indication and control panel, and the training laboratory complex a modular scheme of two or more housings, fastened to each other by easily removable mechanical connections, providing, inter alia, the electrical connection of the mating housings, one of the housings being an independent device - a laboratory power supply, which additionally includes two unregulated DC voltage sources, equipped with a light indication of the presence of emergency operation, the rest of the enclosures are independent modules with an agreed set of elements of the studied electrical and electronic circuits, as well as measuring devices, and each of the cases is equipped with a built-in handle that can be removed into the case for transportation.

Сущность предлагаемого технического решения в полезной модели заключается в том, что учебно-лабораторный комплекс выполнен по модульной схеме из двух или более корпусов, крепящихся друг к другу легкоразъемными механическими соединениями, обеспечивающими, в том числе, электрическое соединение сопрягаемых корпусов, причем один из корпусов является самостоятельным устройством - лабораторным источником питания, а каждый из корпусов оснащен встроенной, убираемой в корпус ручкой для транспортировки.The essence of the proposed technical solution in a utility model is that the training and laboratory complex is made according to a modular scheme of two or more buildings, fastened to each other by easily removable mechanical connections, providing, inter alia, the electrical connection of the mating buildings, one of the buildings being an independent device - a laboratory power source, and each of the buildings is equipped with a built-in handle that can be removed into the case for transportation.

На фиг. 1 приведен внешний вид учебно-лабораторного комплекса. На фиг. 2 приведена конструкция легкоразъемного механического соединения.In FIG. 1 shows the appearance of the educational laboratory complex. In FIG. 2 shows the design of an easily removable mechanical connection.

Учебно-лабораторный комплекс состоит из корпуса лабораторного источника питания 1, который имеет в своем составе модуль источников постоянного тока 3, состоящего из двух неуправляемых источников и одного управляемого источника по величине выходного сигнала, модуль функционального генератора 4 и модуль управления учебно-лабораторным комплексом 5. На верхней части корпуса лабораторного источника питания 1 расположена встроенная, убираемая в корпус ручка 6 для транспортировки и легкоразъемные механические соединения 7, обеспечивающие электрическое и механическое соединение сопрягаемых корпусов. На боковых стенках корпуса лабораторного источника питания 1 находятся легкоразъемные механические соединения 8 для бокового сопряжения корпусов, а с нижней стороны корпуса находятся ножки 9, обеспечивающие устойчивое положение корпуса лабораторного источника питания 1 и защиту, расположенных там же, легкоразъемных механических соединений (на фиг. 1 не показаны). В состав учебно-лабораторного комплекса также входит корпус 10, который имеет в своем составе легкосъемную рабочую панель 11 с расположенными на ней элементами исследуемых электрических и электронных схем, присоединяемая к корпусу 10 с заданным набором измерительных приборов при помощи электрических штыревых контактов с зажимами 12, обеспечивающие механическое и электрическое соединение легкосъемной панели с корпусом и электрическими цепями, и модуль измерительных устройств 13. На верхней части корпуса 10 с легкосъемной панелью с заданным набором элементов электрических и электронных схем и согласованным набором измерительных приборов расположена встроенная, убираемая в корпус ручка 14 для транспортировки и легкосъемные крепления корпусов 15, обеспечивающие электрическое и механическое соединение сопрягаемых корпусов, а на его боковых стенках находятся легкосъемные крепления 16 для бокового сопряжения корпусов.The training and laboratory complex consists of the building of a laboratory power supply 1, which includes a module of direct current sources 3, consisting of two uncontrolled sources and one controlled source by the value of the output signal, a functional generator module 4 and a control module of the training and laboratory complex 5. On the upper part of the casing of the laboratory power supply 1, there is a built-in handle removable in the casing 6 for transportation and easily removable mechanical connections 7 that provide electrical ctric and mechanical connection of mating housings. On the side walls of the housing of the laboratory power source 1 there are easily removable mechanical joints 8 for lateral pairing of the housings, and on the bottom side of the housing there are legs 9 providing a stable position of the housing of the laboratory power source 1 and the protection of easily removable mechanical joints located in the same place (in Fig. 1 not shown). The educational and laboratory complex also includes a housing 10, which includes an easily removable working panel 11 with the elements of the studied electrical and electronic circuits located on it, connected to the housing 10 with a given set of measuring devices using electrical pin contacts with clamps 12, which provide mechanical and electrical connection of an easily removable panel with a housing and electrical circuits, and a module of measuring devices 13. On the upper part of the housing 10 with an easily removable panel with a predetermined a set of electrical and electronic circuits elements and a coordinated set of measuring instruments contains a built-in handle removable in the housing 14 for transportation and easily removable mounts of the housings 15, providing electrical and mechanical connection of the mating housings, and on its side walls are easily removable mounts 16 for lateral mating of the housings.

Легкоразъемные механические соединения 7 и 8 состоят из скобы 17, установленной на верхней или боковой стенках корпуса лабораторного источника питания 1. На скобе 17 закреплен электрический разъем 18, контакты которого соединены с модулем управления учебно-лабораторным комплексом 5 при помощи гибкого шлейфа 19. Ответные части легкоразъемных механических соединений 7 и 8 установлены в корпусе 10, и представляют собой брусок 20 с вырезом по форме скобы 17, на котором закреплена вилка 21, являющаяся ответной частью разъема 18, и соединенная с легкосъемной рабочей панелью 11 и модулем измерительных устройств 13 при помощи шлейфа 22.The easily removable mechanical connections 7 and 8 consist of a bracket 17 mounted on the upper or side walls of the housing of the laboratory power source 1. An electric connector 18 is fixed to the bracket 17, the contacts of which are connected to the control module of the training and laboratory complex 5 using a flexible cable 19. Mates mechanical couplings 7 and 8 are installed in the housing 10, and are a bar 20 with a cutout in the shape of a bracket 17, on which a fork 21 is fixed, which is a mating part of the connector 18, and connected to an easily removable oh operating panel module 11 and the measuring devices 13 by means of the loop 22.

Учебно-лабораторный комплекс работает следующим образом. Корпус лабораторного источника питания 1 подключается к электросети. На корпусе 1 расположена панель индикации и управления 2, модуль источников постоянного тока 3, состоящий из двух неуправляемых источников с выходным напряжением 5 В и 15 В, имеющих световую индикацию рабочего режима и перегрузки, и одного управляемого источника с регулируемым выходным напряжением от 0 до 15 В, также имеющего световую индикацию рабочего режима и перегрузки. Модуль функционального генератора 4 содержит генератор, форма выходного сигнала которого может быть задана синусоидальной, прямоугольной и треугольной, амплитудное значение напряжения изменяется от 0 до 15 В, а частота может быть установлена в пределах 20-20000 Гц. Модуль управления учебно-лабораторным комплексом 5 содержит сетевой выключатель, индикацию подключения к электросети и индикацию аварийных режимов. Корпус лабораторного источника питания 1 может быть использован в качестве переносного лабораторного источника питания без подключения других корпусов.Educational laboratory complex works as follows. The case of the laboratory power supply 1 is connected to the mains. On the housing 1 there is an indication and control panel 2, a module of direct current sources 3, consisting of two uncontrolled sources with an output voltage of 5 V and 15 V, having a light indication of the operating mode and overload, and one controlled source with an adjustable output voltage from 0 to 15 In, also having a light indication of the operating mode and overload. The functional generator module 4 contains a generator, the output signal of which can be set to sinusoidal, rectangular and triangular, the amplitude value of the voltage varies from 0 to 15 V, and the frequency can be set within 20-20000 Hz. The control module of the training and laboratory complex 5 contains a power switch, an indication of the connection to the mains and an indication of emergency conditions. The housing of the laboratory power source 1 can be used as a portable laboratory power source without connecting other buildings.

Корпус 10 имеет в своем составе легкосъемную рабочую панель 11 с расположенными на ней элементами исследуемых электрических и электронных схем, причем для каждой лабораторной работы может быть своя легкосъемная рабочая панель 11 со специально подобранным набором элементов электрических и электронных схем, а также в его состав входит модуль измерительных устройств 13, который может иметь разные измерительные приборы в соответствии с темой лабораторной работы. Легкосъемная рабочая панель 11 крепится при помощи электрических штыревых контактов с зажимами 12, и может быть легко заменена на другую.The housing 10 includes an easily removable working panel 11 with the elements of the studied electrical and electronic circuits located on it, and for each laboratory work there may be its own easily removable working panel 11 with a specially selected set of elements of electrical and electronic circuits, and it also includes a module measuring devices 13, which may have different measuring devices in accordance with the topic of laboratory work. Easily removable working panel 11 is attached using electrical pin contacts with clamps 12, and can be easily replaced with another.

Корпус лабораторного источника питания 1 и корпус 10 соединяются механически и электрически при помощи легкоразъемных механических соединений 7, обеспечивающих электрическое и механическое соединение сопрягаемых корпусов, и при помощи которых напряжение питания подается к модулю измерительных устройств 13.The housing of the laboratory power source 1 and the housing 10 are connected mechanically and electrically by means of easily removable mechanical connections 7, providing electrical and mechanical connection of the mating housings, and by means of which the supply voltage is supplied to the module of the measuring devices 13.

Таким образом, в заявляемой полезной модели учебно-лабораторный комплекс выполнен по модульной схеме из двух или более корпусов, крепящихся друг к другу легкоразъемными механическими соединениями, обеспечивающими механическое и электрическое соединение сопрягаемых корпусов, причем один из корпусов является самостоятельным устройством - лабораторным источником питания, а каждый из корпусов оснащен встроенной, убираемой в корпус ручкой для транспортировки, что позволяет расширить функциональные возможности учебно-лабораторного комплекса, а также повысить удобство транспортировки.Thus, in the inventive utility model, the training and laboratory complex is made according to a modular scheme of two or more buildings, fastened to each other by easily removable mechanical connections, providing mechanical and electrical connection of the mating buildings, one of the buildings being an independent device - a laboratory power source, and each of the buildings is equipped with a built-in handle that can be removed into the case for transportation, which allows you to expand the functionality of the training and laboratory computer Lex, as well as increase the convenience of transportation.

Claims

A training and laboratory complex containing a functional generator equipped with a frequency meter, a power source made in the form of two adjustable sources, not galvanically connected to each other, mounted on a removable panel by elements of the studied electrical and electronic circuits, which is equipped with a specialized connector for connecting to the educational circuits laboratory complex, measuring instruments and a display and control panel, characterized in that the training and laboratory complex is made according to a modular scheme of two and whether there are more cases attached to each other by easily removable mechanical connections, providing, inter alia, the electrical connection of the mating cases, moreover, one of the cases is an independent device - a laboratory power supply, which additionally includes two unregulated DC voltage sources equipped with a light indication of emergency operation, the rest of the enclosures are independent modules with a coordinated set of elements of the studied electrical and electronic circuits, as well as measuring devices, and each of the cases is equipped with a built-in handle that can be removed into the case for transportation.