一种工业传感器应用实验平台的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种工业传感器应用实验平台，包括电源模块、开关量传感器实验模块、模拟量传感器实验模块、数字量传感器实验模块、PLC实验模块、执行元件实验模块、压力传感器实验模块、称重传感器实验模块、信号采集模块、继电器实验模块、温度传感器实验模块以及接插线；各个实验模块都对应设有接线端子；接插线用于对应连接各个接线端子；电源模块为开关量传感器实验模块、模拟量传感器实验模块、数字量传感器实验模块、PLC实验模块、执行元件实验模块、压力传感器实验模块、称重传感器实验模块、信号采集模块、继电器实验模块以及温度传感器实验模块供电。该实验平台通过接插线搭建各个传感器的实验电路，组合灵活方便，有利于学习工业传感器。
【专利说明】一种工业传感器应用实验平台
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实验平台，尤其是一种用于工业传感器的应用实验平台，属于电学领域。
【背景技术】
[0002]传感技术已经普及到科研、制造、国防、航天以及技术监督等各个领域，成为世界先进国家科学工业现代化的重要标志，但目前大多数的传感器实验设备主要集中在原理验证型实验项目的开设上，课程主要内容仍然是以原理介绍为主，辅以相应的原理验证型实验的开设。
[0003]进入21世纪以来，随着国家对高等职业教育的重视，虽然越来越多的高职院校开设传感技术类课程，但目前国内传感实验设备品种较少，原理验证型设备仍占主导地位。对于机电和自动化类专业同学来讲，经常会出现传感器类课程学完之后，虽然了解主要传感器基本工作原理，但没有接触过真正的工业传感器，甚至出现遇到工业传感器没见过或不会使用的现状。主要原因为，传统的传感类实验设备偏重原理验证型，应用型的实验设备开发相对比较欠缺且价格较贵，对机电和自动化专业也缺乏一定的针对性，有的实验设备虽然采用了工业级别传感器，但可做的应用性实验项目较少，或者开发的实验项目对于机电和自动化类专业不对口，和工业实际使用存在较大的距离，实验效果不够理想。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是现有的实验平台还没有针对工业传感器的专用实验
T D O
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种工业传感器应用实验平台，包括电源模块、开关量传感器实验模块、模拟量传感器实验模块、数字量传感器实验模块、PLC实验模块、执行元件实验模块、压力传感器实验模块、称重传感器实验模块、信号采集模块、继电器实验模块、温度传感器实验模块以及接插线；开关量传感器实验模块的各路开关量信号输出端都对应设有接线端子；模拟量传感器实验模块的各路模拟量信号输出端都对应设有接线端子；数字量传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；PLC实验模块的模拟量信号输出端、模拟量信号输入端、数字量信号输入端和数字量信号输出端都对应设有接线端子；执行元件实验模块的信号输入端对应设有接线端子；压力传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；称重传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；信号采集模块的各路开关量信号采集端、电流信号采集端和电压信号采集端都对应设有接线端子；继电器实验模块的线圈和各个触点都对应设有接线端子；温度传感器实验模块的信号输出端都对应设有接线端子；接插线用于对应连接各个接线端子；电源模块为开关量传感器实验模块、模拟量传感器实验模块、数字量传感器实验模块、PLC实验模块、执行元件实验模块、压力传感器实验模块、称重传感器实验模块、信号采集模块、继电器实验模块以及温度传感器实验模块供电。
[0006]采用在各个工业传感器的信号输入或输出端设置接线端，能够方便通过接插线搭建各个传感器的实验电路，组合灵活方便，有利于提高学生对于工业传感器的学习；采用信号采集模块能够方便将各个工业传感器的检测信号发送至上位机软件进行处理和显示，实现对各个传感器的监控。
[0007]作为本发明的进一步限定方案，接线端子包括绝缘底座、金属套管、接线插座和内引脚；金属套管和接线插座都固定安装在绝缘底座上，且接线插座位于金属套管内；内引脚由绝缘底座的下侧穿过后与接线插座相连；接线插座的插孔内圆周上至少竖直设有两个条形凹槽，条形凹槽内竖直嵌有一个弓形弹簧片，弓形弹簧片的弧顶部凸出条形凹槽外。采用金属套管能够提高接线插座的屏蔽效果，防止接线插座受到外部干扰信号的干扰；采用弓形弹簧片能够增强接线插座的挤压力，进一步提高接线插座的接触效果，提高信号传输的可靠性。
[0008]作为本发明的进一步限定方案，接插线的两端设有接插头，接插头包括圆筒形的屏蔽外壳、屏蔽线套、接线柱、弹性伸缩管以及环形的隔挡片；屏蔽线套安装在屏蔽外壳的顶部，接线柱穿过屏蔽线套后插入屏蔽外壳内；屏蔽外壳下端开口处的内壁上设有凸台，弹性伸缩管和隔挡片依次设置在屏蔽外壳内，弹性伸缩管顶住隔挡片贴紧凸台；金属套管的外壁上至少设有两个凸块，屏蔽外壳的下端插口处设有与凸块位置相对应的“L”形槽口，凸块沿“L”形槽口的直段进入后扣于弯折段上，接线柱插于接线插座的插孔内；隔挡片的内径大于接线柱的直径，隔挡片的外径大于金属套管的外径，金属套管的内径大于隔挡片的内径。采用屏蔽线套能够对屏蔽外壳外的接线柱进行保护，防止出现信号干扰；采用屏蔽外壳能够对屏蔽外壳内的接线柱进行保护，进一步防止信号干扰；采用凸台既能够防止弹性伸缩管和隔挡片从屏蔽外壳内掉落，也能够提高接线端子与接插头的同心度；采用弹性伸缩管能够使凸块牢牢扣在“L”形槽口的弯折段上，防止脱落；采用“L”形槽口和凸块的配合能够实现接线端子与接插头的快速对接和拔除；采用隔挡片在对接后对金属套管的管口进行局部封盖，能够进一步增强屏蔽效果，提高信号的传输质量。
[0009]作为本发明的进一步改进方案，弹性伸缩管包括弹簧和绝缘软管，弹簧嵌于绝缘软管的管壁内。采用将弹簧嵌于绝缘软管的管壁内，能够防止弹簧与接线柱接触，避免了信号干扰和泄露，增强了信号传输的安全性。
[0010]作为本发明的进一步改进方案，“L”形槽口的弯折段上设有弧形凹口，凸块扣于弧形凹口上。采用将凸块扣于弧形凹口上，能够防止对接后轻易脱扣，进一步提高对接的可靠性。
[0011]作为本发明的进一步改进方案，接线插座插孔的顶部边缘处设有向外倾斜的坡面。采用在接线插座插孔的顶部边缘处设置向外倾斜的坡面，能够使接线端子与接插头对接更加容易，提高一次对接成功率。
[0012]作为本发明的进一步限定方案，开关量传感器实验模块包括电感式接近开关、电容式接近开关、光电式接近开关和霍尔式接近开关；电感式接近开关、电容式接近开关、光电式接近开关和霍尔式接近开关的信号的开关量信号输出端对应设有接线端子。
[0013]作为本发明的进一步限定方案，执行元件实验模块包括指示灯和蜂鸣器；指示灯和蜂鸣器的信号输入端都对应设有接线端子。
[0014]本发明的有益效果在于:(I)采用在各个工业传感器的信号输入或输出端设置接线端，能够方便通过接插线搭建各个传感器的实验电路，组合灵活方便，有利于提高学生对于工业传感器的学习；(2)采用信号采集模块能够方便将各个工业传感器的检测信号发送至上位机软件进行处理和显示，实现对各个传感器的监控。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图；
[0016]图2为本发明的接线端子与接插头对接视图；
[0017]图3为图2中A-A处剖视图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本发明的工业传感器应用实验平台，包括电源模块、开关量传感器实验模块、模拟量传感器实验模块、数字量传感器实验模块、PLC实验模块、执行元件实验模块、压力传感器实验模块、称重传感器实验模块、信号采集模块、继电器实验模块、温度传感器实验模块以及接插线；开关量传感器实验模块的各路开关量信号输出端都对应设有接线端子；模拟量传感器实验模块的各路模拟量信号输出端都对应设有接线端子；数字量传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；PLC实验模块的模拟量信号输出端、模拟量信号输入端、数字量信号输入端和数字量信号输出端都对应设有接线端子；执行元件实验模块的信号输入端对应设有接线端子；压力传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；称重传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；信号采集模块的各路开关量信号采集端、电流信号采集端和电压信号采集端都对应设有接线端子；继电器实验模块的线圈和各个触点都对应设有接线端子；温度传感器实验模块的信号输出端都对应设有接线端子；接插线用于对应连接各个接线端子；电源模块为开关量传感器实验模块、模拟量传感器实验模块、数字量传感器实验模块、PLC实验模块、执行元件实验模块、压力传感器实验模块、称重传感器实验模块、信号采集模块、继电器实验模块以及温度传感器实验模块供电。
[0019]其中，电源模块提供四种输出电源接口:220V单相交流电输出接口、24V直流电输出接口、12V直流电输出接口和5V直流输出接口 ；模拟量传感器实验模块可连接各类模拟量信号传感器，包括4_20mA电流信号和1-5V的电压信号，不限于两线制、三线制接线方式；信号采集模块提供4路开关量输入采集、4路电流信号采集和4路电压信号采集；开关量传感器实验模块包括电感式接近开关、电容式接近开关、光电式接近开关和霍尔式接近开关；电感式接近开关、电容式接近开关、光电式接近开关和霍尔式接近开关的信号的开关量信号输出端对应设有接线端子。执行元件实验模块包括指示灯和蜂鸣器；指示灯和蜂鸣器的信号输入端都对应设有接线端子。
[0020]如图2和3所示，本发明的接线端子包括绝缘底座4、金属套管5、接线插座6和内引脚7 ;金属套管5和接线插座6都固定安装在绝缘底座4上，且接线插座6位于金属套管5内；内引脚7由绝缘底座4的下侧穿过后与接线插座6相连；接线插座6的插孔内圆周上至少竖直设有两个条形凹槽11，条形凹槽11内竖直嵌有一个弓形弹簧片12，弓形弹簧片12的弧顶部凸出条形凹槽11外。接插线的两端设有接插头，接插头包括圆筒形的屏蔽外壳1、屏蔽线套2、接线柱3、弹性伸缩管8以及环形的隔挡片9 ;屏蔽线套2安装在屏蔽外壳I的顶部，接线柱3穿过屏蔽线套2后插入屏蔽外壳I内；屏蔽外壳I下端开口处的内壁上设有凸台10，弹性伸缩管8和隔挡片9依次设置在屏蔽外壳I内，弹性伸缩管8顶住隔挡片9贴紧凸台10 ;金属套管5的外壁上至少设有两个凸块15，屏蔽外壳I的下端插口处设有与凸块15位置相对应的“L”形槽口 14，凸块15沿“L”形槽口 14的直段进入后扣于弯折段上，接线柱3插于接线插座6的插孔内；隔挡片9的内径大于接线柱3的直径，隔挡片9的外径大于金属套管5的外径，金属套管5的内径大于隔挡片9的内径。弹性伸缩管8包括弹簧和绝缘软管，弹簧嵌于绝缘软管的管壁内。“L”形槽口 14的弯折段上设有弧形凹口 16，凸块15扣于弧形凹口 16上。接线插座6插孔的顶部边缘处设有向外倾斜的坡面13。
[0021]本发明的接线端子和接插头在对接时，首先凸块15沿“L”形槽口 14的直段插入，此时，金属套管5将顶住隔挡片9开始压缩弹性伸缩管8，当凸块15位于“L”形槽口 14的直段尾部时再旋转接插头，使凸块15扣于弯折段上的弧形凹口 16内，此时，接线柱3插入接线插座6的插孔内，且弓形弹簧片12牢牢顶住接线柱3的圆周面。
[0022]本发明的接线端子和接插头在拔除时，首先将接插头相对接线端子按压，使凸块15从弧形凹口 16内脱离，再旋转接插头，使凸块15沿“L”形槽口 14的直段拔除，此时，接线柱3从接线插座6的插孔内脱离，弹性伸缩管8推动隔挡片9紧贴凸台10。
【权利要求】
1.一种工业传感器应用实验平台，其特征在于，包括电源模块、开关量传感器实验模块、模拟量传感器实验模块、数字量传感器实验模块、PLC实验模块、执行元件实验模块、压力传感器实验模块、称重传感器实验模块、信号采集模块、继电器实验模块、温度传感器实验模块以及接插线；所述开关量传感器实验模块的各路开关量信号输出端都对应设有接线端子；所述模拟量传感器实验模块的各路模拟量信号输出端都对应设有接线端子；所述数字量传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；所述PLC实验模块的模拟量信号输出端、模拟量信号输入端、数字量信号输入端和数字量信号输出端都对应设有接线端子；所述执行元件实验模块的信号输入端对应设有接线端子；所述压力传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；所述称重传感器实验模块的信号输出端对应设有接线端子；所述信号采集模块的各路开关量信号采集端、电流信号采集端和电压信号采集端都对应设有接线端子；所述继电器实验模块的线圈和各个触点都对应设有接线端子；所述温度传感器实验模块的信号输出端都对应设有接线端子；所述接插线用于对应连接各个接线端子；所述电源模块为开关量传感器实验模块、模拟量传感器实验模块、数字量传感器实验模块、PLC实验模块、执行元件实验模块、压力传感器实验模块、称重传感器实验模块、信号采集模块、继电器实验模块以及温度传感器实验模块供电。
2.根据权利要求1所述的工业传感器应用实验平台，其特征在于:所述接线端子包括绝缘底座(4)、金属套管(5)、接线插座(6)和内引脚(7);所述金属套管(5)和接线插座(6)都固定安装在绝缘底座(4)上，且接线插座(6)位于金属套管(5)内；所述内引脚(7)由绝缘底座(4)的下侧穿过后与接线插座(6)相连；所述接线插座(6)的插孔内圆周上至少竖直设有两个条形凹槽(11)，所述条形凹槽(11)内竖直嵌有一个弓形弹簧片(12)，所述弓形弹簧片(12)的弧顶部凸出条形凹槽(11)夕卜。
3.根据权利要求2所述的工业传感器应用实验平台，其特征在于:所述接插线的两端设有接插头，所述接插头包括圆筒形的屏蔽外壳(I)、屏蔽线套(2)、接线柱(3)、弹性伸缩管(8)以及环形的隔挡片(9);所述屏蔽线套(2)安装在屏蔽外壳(I)的顶部，所述接线柱(3)穿过屏蔽线套(2)后插入屏蔽外壳(I)内；所述屏蔽外壳(I)下端开口处的内壁上设有凸台(10)，所述弹性伸缩管(8)和隔挡片(9)依次设置在屏蔽外壳(I)内，所述弹性伸缩管(8)顶住隔挡片(9)贴紧凸台(10);所述金属套管(5)的外壁上至少设有两个凸块(15)，所述屏蔽外壳(I)的下端插口处设有与凸块(15)位置相对应的“L”形槽口(14)，所述凸块(15)沿“L”形槽口(14)的直段进入后扣于弯折段上，所述接线柱(3)插于接线插座(6)的插孔内；所述隔挡片(9)的内径大于接线柱(3)的直径，所述隔挡片(9)的外径大于金属套管(5)的外径，所述金属套管(5)的内径大于隔挡片(9)的内径。
4.根据权利要求3所述的工业传感器应用实验平台，其特征在于:所述弹性伸缩管(8)包括弹簧和绝缘软管，所述弹簧嵌于绝缘软管的管壁内。
5.根据权利要求3或4所述的工业传感器应用实验平台，其特征在于:所述“L”形槽口(14)的弯折段上设有弧形凹口(16)，所述凸块(15)扣于弧形凹口(16)上。
6.根据权利要求2或3所述的工业传感器应用实验平台，其特征在于:所述接线插座(6)插孔的顶部边缘处设有向外倾斜的坡面(13)。
7.根据权利要求1或2所述的工业传感器应用实验平台，其特征在于:所述开关量传感器实验模块包括电感式接近开关、电容式接近开关、光电式接近开关和霍尔式接近开关；所述电感式接近开关、电容式接近开关、光电式接近开关和霍尔式接近开关的信号的开关量信号输出端对应设有接线端子。
8.根据权利要求1或2所述的工业传感器应用实验平台，其特征在于:所述执行元件实验模块包括指示灯和蜂鸣器；所述指示灯和蜂鸣器的信号输入端都对应设有接线端子。
【文档编号】G05B19/05GK104317242SQ201410605941
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】贺道坤, 王春峰, 黄伯勇, 甘艳平, 马云鹏, 高宝 申请人:南京信息职业技术学院