[发明专利]新型多功能测控一体化教学实验平台

说明书

本发明涉及一种新型多功能测控一体化教学实验平台，包括光栅尺固定支架、接近开关固定板、光栅读数头衔接板、导轨，所述光栅尺固定支架上安装有光栅传感器，所述光栅读数头衔接板两端分别连接光栅传感器、滑台载物板，所述滑台载物板上放置有压力传感器，所述接近开关固定板上安装有电感式接近开关，所述导轨底面上安装有温度传感器，导轨两侧安装有直动型限位开关。本发明通过安装在丝杠滑台周围的多个传感器实现不同性质物理量的多参数同步测量和数据无线传输，弥补了传统测试仪器的缺陷；通过在一维工作台上设置两种限位开关实现滑台的超行程报警、自动循环往复运动，便于调试和使用，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。

技术领域

本发明涉及测试实验仪器领域，具体是一种新型多功能测控一体化教学实验平台。

背景技术

随着国家教育水平的不断提高以及相应学科的教学内容更新，实验室资源优化整合和教学科研相结合已经成为高校实验室建设和实验室开放的重要研究内容。一套结合大学生专业所开教学课程的测试实验装置，对于检测大学生是否掌握了扎实的理论基础，能否将理论知识转换为实际运用，培养大学生发现问题、思考问题和解决问题的动手操作能力，都扮演着至关重要的角色。目前，高校传统的用于《测试技术》和《检测技术》课程的实验装置，存在以下急需解决的缺陷和问题：实验装置功能单一，只能测量个别或两三个物理量，无法在一个实验装置上实现不同性质物理量的多参数同步测量，测量数据只能在装置本身安装的仪表上显示，与上位机进行数据通信主要采用串口通信方式，只能实时传输一个物理量，且为有线通讯，传输速度慢，缺少能实现多个物理量同时测量和数据无线传输的实验装置，且大多数实验装置的开放性不足，需要高校专业实验技术人员的指导。

发明内容

本发明的目的是针对现有实验装置一体化程度的不足，提供一种新型多功能测控一体化教学实验平台，此教学实验平台的功能有多物理量的多参数同步测量和数据无线传输、变频调速、故障报警、自动循环往复运动。该教学试验台突出的特点是采集的物理量包括：温度、振动、压力、转速、位移，结合了机电传动、传感技术、测试技术和组态软件等专业学科，完成整套实验装置的硬件设计。实现对综合性或交叉性实验在同一台实验装置进行，并且实验装置所要控制的物理量具有参考标准，在培养大学生动手操作能力同时完成教学科创紧密结合以及对实验室资源优化整合，极大程度地优化实验课程体系，提高实验教学质量。

本发明所要解决的问题采用以下技术方案来实现：

一种新型多功能测控一体化教学实验平台，包括系统安装支架、一维工作台、物理检测设备、数据采集与无线传输装置，其特征在于，所述的系统安装支架包括安装底板、光栅尺固定支架、编码器支撑座、接近开关固定板、光栅读数头衔接板和槽型光耦安装块；所述的一维工作台包括定制精密丝杠滑台、电控箱、柔性联轴器、三相异步减速电机；所述的物理检测设备包括光栅传感器、槽型光电计数器、光电编码器、电感式接近开关、温度传感器、压力传感器、直动型限位开关和压电式加速度传感器；所述数据采集装置是数据采集卡或单片机；所述的无线传输装置是ZigBee模块。

所述一维工作台的定制精密丝杠滑台包括原有的滚珠丝杠滑台、滑台载物板、导轨，丝杠滑台的载物板除了衔接光栅传感器的读数头，还需承受外界的负载，使压力传感器置于滑台载物板的中间，能让压力传感器的测量过程不受其他外在机械结构的约束，所述导轨能使滑台按照规定的路线运行。

所述电控箱包括两个电源分路器、按键开关、状态指示灯、信号接线端子、可编程逻辑控制器、空气开关、变频调速器、开关电源，可编程逻辑控制器实现一维工作台的运动顺序控制。

所述变频调速器实现一维工作台的多段速调速。

所述光栅传感器包括光栅尺(固定光栅)和读数头(运动光栅)，所述的压力传感器包括亚克力载物板、弹性体(敏感元件)、电阻应变片(传感元件)和惠更斯电桥(转换电路)，所述的电感式接近开关让滑台载物板在到达左右两端的极限位置后，能够自行切断电路并且反向运行，实现自动循环往复运动。