一种教学实验装置中的电路信息检测显示装置制造方法及图纸

一种教学实验装置中的电路信息检测显示装置。能解决传统的实验检测显示装置存在无法检测体积较小的装置、所检测信息显示不形象、不明确和不显著且无法检测和显示很短暂的电压电流过程的问题。显示单元包括LM3915、反向发光二极管电路及电压表等效电路；采样单元包括大电流采样单元、微电流采样单元、电压检测单元及电流检测单元。操作简单、使用方便且实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子技术应用领域，涉及一种教学实验用具，具体是一种教学实验装置中的电路信息检测显示装置。
技术介绍
目前，在科学和技术课程的教学实验过程中，对于检测与显示实验装置中的电路信息，常用的方法是使用教学实验用伏特计、安培计、检流计等传统仪表，但是这些传统的装置均存在无法检测体积较小的装置、所检测信息显示不形象、不明确和不显著且无法检测和显示很短暂的电压电流过程等问题。
技术实现思路
为了解决传统的实验检测显示装置存在无法检测体积较小的装置、所检测信息显示不形象、不明确和不显著且无法检测和显示很短暂的电压电流过程的问题，本技术提出了一种检测显示装置，其具体技术方案如下:一种教学实验装置中的电路信息检测显示装置，包括显示单元及采样单元，所述显示单元包括LM3915及彼此并联在LM3915的4、5管脚的反向发光二极管电路及电压表等效电路，所述反向发光二极管电路包括一个分压电阻及连接在分压电阻一端的两个反向并联的发光二极管；所述采样单元包括大电流采样单元、微电流采样单元、电压检测单元及电流检测单元，所述大电流采样单元包括两组反向并联的二极管组，每组至少包括三个二极管，并联的二极管组两端连接在LM3915的4、5管脚；所述微电流采样单元包括一个电平调节电位器及与电平调节电位器连接的电流放大电路，电流放大电路的输出端连接LM3915的4、5管脚，所述电流放大电路包括两个集成运算放大器；所述电压检测单元包括分压电阻及与分压电阻串联的电压表等效电路，其电压表等效电路两端连接LM3915的4、5管脚；所述电流检测单元包括分流电阻及并联在分流电阻两端的电流表等效电路，其分流电阻两端连接LM3915的4、5管脚。该装置还包括壳体，所述显示单元及采样单元设在壳体中。所述集成运算放大器用集成功放电路代替。本技术的有益效果:检测显示装置有较小的体量时，能够把这些装置嵌入到实验装置中；所检测信息显示更加形象、明确和显著；能够检测和显示很短暂的电压电流过程；操作简单、使用方便且实用性强。【附图说明】图1为本技术的电路原理不意图；图2为反向发光二极管电路原理图；图3为LM3915电路原理图；图4为电压表等效电路原理图；图5为两组反向并联的二极管组电路原理图；图6为为电流采样单元电路原理图；图7为电压检测单元电路原理图；图8为电流检测单元电路原理图。【具体实施方式】为了便于理解，下面结合图1-8对本技术作出进一步的说明:实施例1:一种教学实验装置中的电路信息检测显示装置，包括显示单元及采样单元，所述显示单元包括LM3915及彼此并联在LM3915的4、5管脚的反向发光二极管电路及电压表等效电路，所述反向发光二极管电路包括一个分压电阻及连接在分压电阻一端的两个反向并联的发光二极管，即一个发光二极管的正极端与另一个发光二极管的负极端连接，该发光二极管的负极端与该另一个发光二极管的正极端连接，这使得利用发光二极管的方向限制原理，当电流正向时一个发光二极管亮，当电流反向时另一个发光二极管亮，在实践过程中，该两个发光二极管可以采用不同的颜色，例如红色和黄色；所述采样单元包括大电流采样单元、微电流采样单元、电压检测单元及电流检测单元，所述大电流采样单元包括两组反向并联的二极管组，每组至少包括三个二极管，并联的二极管组两端连接在LM3915的4、5管脚，其适用电流范围是大于I安培小于100安培；所述微电流采样单元包括一个电平调节电位器及与电平调节电位器连接的电流放大电路，电流放大电路的输出端连接LM3915的4、5管脚，所述电流放大电路包括两个集成运算放大器，其适用电流范围是I安培以下，电路增益可根据需要调节设定，结合图6，R为输入电平调整电位器，供使用时随时调节；所述电压检测单元包括分压电阻及与分压电阻串联的电压表等效电路，其电压表等效电路两端连接LM3915的4、5管脚，结合图7，Rx为分压电阻，在设计了壳体或机盒之后可从外部接入，阻值根据检测对象的最大电压幅度由下式确定:Rx= (Vm-Vg).rg/Vg ;所述电流检测单元包括分流电阻及并联在分流电阻两端的电流表等效电路，其分流电阻两端连接LM3915的4、5管脚，结合图8，Rx为分流电阻，阻值根据检测对象的最大电流幅度由下式确定:Rx=Vg.rg/ (Im.rg-Vg)。实施例2:为了方便使用和携带，该装置还包括壳体，所述显示单元及采样单元设在壳体中。实施例3:进一步的，所述集成运算放大器用集成功放电路代替。有益效果:本技术很好地利用了采样单元整流二极管组的导通压降与显示单元红黄砷化镓高亮发光二起辉电压接近的特性；这样首先保证了红黄砷化镓高亮发光二极管的使用，加之与双箭头窗口配合，保证了方向特性显示的明显直观和形象。同时也保证了宽阔的检测显示范围，选择合适的采样单元整流二极管组参数，可以使检测显示范围从十几毫安到几十安培，为很多实验方案的实施提供支持；该装置可以在宽阔的范围内检测对象实验装置中是否有电流产生、电流的交直流特性、电流的方向。其双向的微电流饱和放大器，它可以把采集到的小至十余微安的电路信息放大到足以驱动显示单元；微电流方向信息检测与显示装置可以在一定宽度的范围内检测对象实验装置中是否有微电流产生、该电流的交直流特性、微电流的方向。用发光二极管和相关电路构成的等效表头。该表头为十分度阶梯式显示、满偏电压可调。该等效表头首先实现了显示效果的明显直观和形象，同时为检测量程的扩展检测内容的改变打下电路基础，正是在这个表头的支持下，才演变出其它不同量程的电压信息和电流?目息米集显不装置。整体的:可嵌入性:由于用全电子化结构代替了机械结构，使得本装置完全可以实现小型化微型化，从而实现将检测元件嵌入到目标实验装置中；使得本装置具有了全新的应用方式，使本装置能与目标实验装置浑然成为为一体作为整体运行，在运行过程中检测显示相关信息；例如在发电机模型实验装置中，将两个本装置的电流方向检测显示器分别嵌装在转子电枢中和外电路，使观察者能在运行过程中比较观察和研宄内外电路电流的方向特征。方向信息与强度信息检测与显示各为独立的单元:传统机械指针式仪表方向检测与强度检测集于一体，本装置方向检测显示功能和强度检测显示功能分别设计成相互独立的单元；相当一些实验方案要求将强度信息的检测显示与方向信息的检测显示在空间上分离开，这种设计能适应和支持这些需求；例如在关于自感现象的本质特征的实验装置中，就是将本装置的若干个方向信息检测显示单元和强度信息检测单元分别嵌装于实验电路的各检测点处，在实验过程进行中检测各点的强度信息和方向信息供观察者判研。良好的瞬时特性:由于用全电子化结构代替了机械结构，使得本装置的时间响应特性大为提高，装置对电路信息变化的响应时间较传统仪表大为缩短；这种提高使得装置产生了一些新的应用功能，能够对一些短暂的瞬时的物理过程电路信息进行检测显示；这样一些原来不能在简单课堂教学条件下实现的教学实验课题变的简单易行，例如一个快速运动的磁体穿过一单匝线圈时的感生电流及其变化的检测与教学展示。操作简单、使用方便且实用性强；有效的解决了传统的实验检测显示装置存在无法检测体积较小的装置、所检测信息显示不形象、不明确和不显著且无法检测和显示很短暂的电压电流过程的问本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种教学实验装置中的电路信息检测显示装置，包括显示单元及采样单元，其特征在于：所述显示单元包括LM3915及彼此并联在LM3915的4、5管脚的反向发光二极管电路及电压表等效电路，所述反向发光二极管电路包括一个分压电阻及连接在分压电阻一端的两个反向并联的发光二极管；所述采样单元包括大电流采样单元、微电流采样单元、电压检测单元及电流检测单元，所述大电流采样单元包括两组反向并联的二极管组，每组至少包括三个二极管，并联的二极管组两端连接在LM3915的4、5管脚；所述微电流采样单元包括一个电平调节电位器及与电平调节电位器连接的电流放大电路，电流放大电路的输出端连接LM3915的4、5管脚，所述电流放大电路包括两个集成运算放大器；所述电压检测单元包括分压电阻及与分压电阻串联的电压表等效电路，其电压表等效电路两端连接LM3915的4、5管脚；所述电流检测单元包括分流电阻及并联在分流电阻两端的电流表等效电路，其分流电阻两端连接LM3915的4、5管脚。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李万庆，
申请(专利权)人：齐齐哈尔精工伟业机床有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23