一種傳感器實驗箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器實驗箱，屬于教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機、微電子、材料和通信等關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)，以及應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是近幾年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，使傳感器的應(yīng)用也從工業(yè)領(lǐng)域擴展到人們的日常生活中。因此，傳感器實驗也成為電子、電氣信息類、自動控制及物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)的核心或主要課程。
[0003]在以往的傳感器實驗箱中，一類是廠家側(cè)重傳感器中的感應(yīng)技術(shù)，著重研宄傳感器的材料、結(jié)構(gòu)、工藝等技術(shù)，這類傳感器主要滿足物理、材料、儀器儀表等專業(yè)的相關(guān)課程要求，學(xué)生使用這種傳感器實驗箱學(xué)習(xí)時，只能對少數(shù)傳感器了解得比較透徹，能夠?qū)W到的傳感器種類有限，此外，由于過于側(cè)重傳感器的具體技術(shù)細節(jié)，學(xué)生往往無法全面了解其應(yīng)用。
[0004]另一類是著重傳感器的應(yīng)用，把所有傳感器都封裝成了小模塊，傳感器的輸出信號也基本完成了數(shù)字化，所使用的采集控制器也大多采用高端ARM處理器，如Cortex AS或者ARM11，學(xué)生使用時，無法具體了解傳感器的內(nèi)部工作原理，甚至無法進行操控傳感器的數(shù)據(jù)采集過程，也就無法鍛煉自己的系統(tǒng)設(shè)計能力。
[0005]此外，以往的傳感器實驗箱只注重傳感器與核心控制板之間的數(shù)據(jù)互通和控制，不能做到按照個人意愿實時控制。這在高度智能化的今天極大地限制了實驗箱的擴展性和實際應(yīng)用性。
[0006]中國專利文件“傳感器整體電路實驗箱”，申請?zhí)枮?01120504016.8，公開(公告)號為CN202362993U，公開了一種傳感器整體電路實驗箱，由溫、濕度檢測電路、磁場檢測電路、反射式紅外對管處理電路、光電測速電路、液晶顯示模塊、聲音處理電路、光強檢測電路、面包板、可燃氣體檢測電路、壓力檢測電路、信號處理電路、電源模塊、單片機和傳感器擴展插孔組成。每個傳感器均設(shè)計成獨立的模塊。這種傳感器實驗箱只有配了一種單片機，而且該實驗箱沒有配置通信模塊，如今的傳感器連接只有和網(wǎng)絡(luò)相連接，數(shù)據(jù)得到傳輸才有意義。
[0007]中國專利文件“自組式傳感器實驗箱”，申請?zhí)枮?00820165846.0，公開(公告)號為CN201274107Y，公開了一種自組式傳感器實驗箱，屬于傳感器實驗裝置類教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域，主要適用于傳感器與檢測技術(shù)實驗臺，其特征在于包括配合連接的箱體、箱蓋，箱體內(nèi)安置固定板，固定板上配合設(shè)置實驗傳感器和一組內(nèi)置實驗元件的實驗元件盒，實驗元件盒上配合設(shè)置與內(nèi)置實驗元件電路連接的接線端子，實驗元件盒內(nèi)置的實驗元件之間、實驗元件與實驗傳感器之間分別通過連接導(dǎo)線、接線端子構(gòu)成相應(yīng)的電路連接。該實驗箱的結(jié)構(gòu)各個模塊是不可拆卸的，不方便學(xué)生進行組合實驗。
[0008]綜上所述，這些缺點的存在使現(xiàn)有的傳感器實驗箱不能滿足新的要求:傳感器實驗箱要兼顧8位MCS-51單片機和32位STM32 Cortex M系列單片機的實驗要求，能夠?qū)崿F(xiàn)一機多用。使用者能夠簡單了解大多數(shù)傳感器的工作原理、相關(guān)的信號調(diào)理電路、相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)以及相關(guān)的測控系統(tǒng)構(gòu)成，并了解最新的微型傳感器、智能傳感器以及虛擬儀器等相關(guān)技術(shù)。同時，傳感器試驗箱要有一定的智能性和具有較強的擴展性和實際應(yīng)用性。因此，研發(fā)一種能夠適應(yīng)新時代新要求的傳感器實驗箱具有十分重要的價值。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種傳感器實驗箱。
[0010]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0011 ] 一種傳感器實驗箱，包括箱體、箱蓋和電源變壓器，所述箱體上部開口，與所述箱蓋連接，所述箱體中部設(shè)置有橫梁，所述箱體包括上層和下層，所述電源變壓器設(shè)置在下層:
[0012]所述上層為實驗操作層，所述實驗操作層包括安裝框架，所述安裝框架安裝在所述橫梁上，所述安裝框架包括固定模塊區(qū)和移動模塊區(qū)，在所述固定模塊區(qū)中安裝的固定模塊與安裝框架為固定連接，在所述移動模塊區(qū)中安裝的移動模塊與安裝框架為拆卸式連接;
[0013]所述下層為模塊存放層，所述模塊存放層包括存放抽屜和滑軌，所述滑軌設(shè)置在模塊存放層兩側(cè)內(nèi)壁上，所述存放抽屜通過所述滑軌與箱體的內(nèi)壁活動連接。
[0014]優(yōu)選的，所述移動模塊區(qū)中，移動模塊與安裝框架采用螺釘連接。
[0015]優(yōu)選的，所述存放抽屜內(nèi)部設(shè)置有隔斷板，所述隔斷板用以分割存放抽屜內(nèi)部空間。
[0016]優(yōu)選的，所述固定模塊包括電源模塊和測電壓電流模塊。
[0017]優(yōu)選的，所述移動模塊包括主控制器模塊和其他移動模塊，所述其他移動模塊包括測距&振動&壓力&角度傳感器模塊、測溫模塊、接近傳感器模塊、可見光傳感器模塊、速度&加速度傳感器模塊、溫濕度傳感器模塊、氣體傳感器模塊、紅外模塊和通信模塊。
[0018]優(yōu)選的，所述主控制器模塊長為19cm，寬為11cm，所述其他移動模塊長為13cm，寬為 9cm。
[0019]優(yōu)選的，所述移動模塊與所述固定模塊采用香蕉頭連接線連接。
[0020]優(yōu)選的，所述存放抽屜還包括把手，所述把手設(shè)置在存放抽屜外側(cè)面上。
[0021 ] 優(yōu)選的，所述箱體內(nèi)設(shè)有泡沫板，所述泡沫板粘貼在存放抽屜的內(nèi)壁上。用以保護模塊。
[0022]優(yōu)選的，所述箱體為由鋼板制成的箱體。
[0023]按照本實用新型提供的技術(shù)方案，可以利用上述傳感器實驗箱進行基于Iabview的測試應(yīng)用:
[0024]首先在計算機上建立基于Iabview的測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括主測試界面以及數(shù)據(jù)存儲空間，所述主測試界面包括主顯示界面和模塊按鈕，所述數(shù)據(jù)存儲空間包括計算機硬盤里的excel表格；其次，選擇需要測試的移動模塊，將移動模塊安裝在安裝框架上，通過RS-232串口總線將主控制器模塊和計算機相連并進行數(shù)據(jù)通信，電源變壓器的輸入接外部電源，電源變壓器的輸出接電源模塊；再次，啟動測試系統(tǒng)，進入主測試界面；點擊模塊按鈕向移動模塊發(fā)送命令，移動模塊將數(shù)據(jù)反饋給測試系統(tǒng)；測試系統(tǒng)將數(shù)據(jù)顯示在主顯示界面上。如果需要存儲數(shù)據(jù)，則需將數(shù)據(jù)通過路徑保存至數(shù)據(jù)存儲空間中。
[0025]本實用新型的有益效果在于:
[0026]1、本實用新型通過將傳感器實驗箱設(shè)計為上下兩層機構(gòu)，使使用者使用時能夠清晰的設(shè)計進行傳感測試的項目方案，將其余的模塊收放在實驗箱的模塊存放層，為傳感器實驗箱的擴展留下基礎(chǔ)，使實驗更加簡潔清楚便于操作管理。
[0027]2、本實用新型通過將傳感器模塊設(shè)置為可拆卸的結(jié)構(gòu)嵌入在安裝框架中，使實驗箱整體便于安裝和維修，通過螺釘將傳感器模塊與安裝框架安裝在一起，便于模塊的更換；同時，由于移動模塊大小都是一樣的，學(xué)生可以自由組合，自由發(fā)揮。
[0028]3、本實用新型通過在箱體內(nèi)設(shè)有泡沫板，可將實驗中用不到的子板暫時存放在放有泡沫板的存放抽屜內(nèi)，這樣既可以合理利用箱體內(nèi)空間，使箱體變得更加小巧，便于攜帶，并且泡沫材質(zhì)也可以起到抗摔的作用。
[0029]4、本實用新型通過使用移動模塊的設(shè)計，能夠配置兩種單片機，有基本的51單片機，也有高級的如今在控制電路領(lǐng)域的用的較多的Cortex-m3處理器，適合不同基礎(chǔ)的學(xué)生展開實驗。所包括的傳感器模塊涵蓋了目前教學(xué)中需要用到的大部分傳感器，并且也是在工業(yè)領(lǐng)域目前使用較多的傳感器，便于學(xué)生進行二次開發(fā)。
[0030]5、本實用新型通過設(shè)置豐富的測試接口，從信號采集到最后放大都預(yù)留了測試接口，方便學(xué)生深刻理解傳感器的處理電路。
[0031]6、通過本實用新型的技術(shù)方案可以進行基于Iavbiew的測試，使數(shù)據(jù)快速直觀的反應(yīng)在測試系統(tǒng)的顯示界面中，使使用者更加直觀的看到測試結(jié)果，同時，利用Iabview的虛擬性極大程度的使傳感器實驗箱具有更高的智能型、可應(yīng)用性和可擴展性，適合在本科、大中專院校開展傳感器實驗課程、課程設(shè)計、科研開發(fā)當(dāng)中使用。
【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型傳感器實驗箱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為實驗操作層布局結(jié)構(gòu)示意圖，電源模塊、測電壓電流模塊直接裝配在安裝框架上，其他的移動模塊采用標準尺寸，可嵌入安裝框架；
[0034]圖1中釋義如下:1、箱蓋，2、箱體，3、橫梁，4、安裝框架、5、固定模塊和移動模塊，6、存放抽屜，7、把手，8、隔斷板，9、電源變壓器，圖1中固定模塊與移動模塊均與安裝框架分離示意。
【具體實施方式】
[0035]下面通過實施例并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明，但不限于此。
[0036]實施例1:
[0037]一種傳感器實驗箱，包括箱體、箱蓋和電源變壓器，如圖1所示，圖1為傳感器實驗箱的結(jié)構(gòu)示意圖，箱體為由鋼板制成的箱體，所述箱體上部開口，與所述箱蓋連接，所述箱體中部設(shè)置有橫梁，所述箱體包括上層和下層，所述電源變壓器設(shè)置在下層:
[0038]所述上層為實驗操作層，所述實驗操作層包括安裝框架，所述安裝框架安裝在所述橫梁上，所述安裝框架包括固定模塊區(qū)和移動模塊區(qū)，在所述固定模塊區(qū)中安裝的固定模塊與安裝框架為固定連接，在所述移動模塊區(qū)中安裝的移動模塊與安裝框架為可拆卸連接，便于安裝和維修，各模塊布局如圖2所示。
[0039]所述下層為模塊存放層，所述模塊存放層包括存放抽屜和滑軌，所述滑軌設(shè)置在模塊存放層兩側(cè)內(nèi)壁上，所述存放抽屜通過所述滑軌與箱體內(nèi)壁活動連接。
[0040]固定模塊包括電源模塊和測電壓電流模塊，固定模塊直接裝配在安裝框架上。電源模塊包括整流電路，把交流轉(zhuǎn)換為直流，通再過LM7805，LM7905，LM7812，LM7912，LMl 117穩(wěn)壓芯片將電壓穩(wěn)壓至+5V，-5V, +12V, -12V, 3.3V，提供電源的功率在36W以上，并具有過流保護與自恢復(fù)功能。測量電壓電流模塊包括測量電壓模塊，測量范圍0-12V ;測量電流模塊，測量范圍0-10A。
[0041 ] 移動模塊包括主控制器模塊和其他移動模塊，其他移動模塊包括測距&振動&am