一种具有仿真功能的测控电路教学实验系统的制作方法

本实用新型涉及一种测控电路教学实验系统。特别是涉及一种具有仿真功能的测控电路教学实验系统。

背景技术：

当今的时代是信息时代，在工业和科技领域信息主要通过测量获取。在现代生产中，物质流和能量流在信息流指挥和控制下运动。测控技术已经成为现代生产和高科技中的一项必不可少的基础技术。

而随着智能通信化、集成化和虚拟化技术的发展，测控领域越来越重视信息的集成、系统结构的优化和多技术的集成，逐步形成设备智能化、过程软件化、实时化控制、高度可视化和测控一体化的现代测控体系。测控系统主要由传感器(测量装置)、测量控制电路和执行机构三部分组成。在整个测控系统中电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控系统乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度上取决于测控电路。

“测控电路”课程作为全国各高校的仪器信息相关专业的核心课程，其重要性不言而喻。但在目前各大院校的测控学科教学过程中，仍旧普遍缺乏类似的综合性教学实验设备。在以往的教学实验设备中，大多依赖于特定的传感器来产生信号，而这种特定的传感器它本身的机械结构、加工工艺十分复杂，对于刚接触测控电路的学生来说理解起来有一定难度。传统的教学设备中，基本上以模拟电路和数字电路为主，仿真与电路设计分离，学生在实验时不能做到理论与实践的对比，严重影响了测控电路的教学效果。

在现有的测控电路教学实验系统中，实验设计基本以功能模块为主，与实际工程结合较多，与理论的仿真实验对比较少，而且要求实验人员要有良好的电路基础。因此，研发一种能够满足大部分实验者的需求以及能够把仿真与电路设计结合起来的测控电路教学实验系统具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够提升测控电路教学的完整性和实践性的新型的具有仿真功能的测控电路教学实验系统。

本实用新型所采用的技术方案是：一种具有仿真功能的测控电路教学实验系统，包括有信号发生器模块，还设置有开关模块、指示灯模块、信号放大电路模块、数据采集卡和上位机，所述的信号发生器模块连接信号放大电路模块，用于向信号放大电路模块提供输入信号，所述信号放大电路模块通过开关模块连接外部电源，所述信号放大电路模块的输出通过数据采集卡与上位机相连，所述指示灯模块连接所述信号放大电路模块。

所述的信号放大电路模块包括有12个放大电路，具体是：信号输入端分别连接所述信号发生器模块、输出端分别通过数据采集卡连接上位机的：反相放大电路、同相放大电路、差动放大电路、双运放高共模抑制比同相放大电路、双运放高共模抑制比反相放大电路、三运放高共模抑制比放大电路、低漂移自动调零电路、低漂移斩波稳零放大电路、自举式高输入阻抗放大电路、差动输入电桥放大电路、线性电桥放大电路、可编程增益放大电路。

所述的开关模块包括有并联设置的12个开关，每一个开关的一端连接外部电源，另一端对应连接信号放大电路模块中12个放大电路中的一个。

所述的指示灯模块包括有12个指示灯，每一个指示灯对应连接信号放大电路模块中12个放大电路中的一个，用于显示所连接的放大电路的工作状态。

所述的上位机中由labview与multisim联合仿真共同进行，其中，multisim显示仿真电路，labview显示数据采集卡所采集的信号，是以波形图方式显示。

本实用新型的一种具有仿真功能的测控电路教学实验系统，能够解决现有教学设备理论性较高，传感器模型较为复杂，与仿真实验契合较差的问题，从最基础的实验出发，提升测控电路教学的完整性和实践性。

附图说明

图1是本实用新型具有仿真功能的测控电路教学实验系统组成框图；

图2是本实用新型测控电路教学实验系统中信号放大电路模块的组成框图；

图3是反相放大电路的电路原理图；

图4是同相放大电路的电路原理图；

图5是差动放大电路的电路原理图；

图6是双运放高共模抑制比同相放大电路的电路原理图；

图7是双运放高共模抑制比反相放大电路的电路原理图；

图8是三运放高共模抑制比放大电路的电路原理图；

图9是低漂移自动调零电路的电路原理图；

图10是低漂移斩波稳零放大电路的电路原理图；

图11是自举式高输入阻抗放大电路的电路原理图；

图12是差动输入电桥放大电路的电路原理图；

图13是线性电桥放大电路的电路原理图；

图14是可编程增益放大电路的电路原理图。

图中

1：信号发生器模块2：开关模块

3：指示灯模块4：信号放大电路模块

401：反相放大电路402：同相放大电路

403：差动放大电路404：双运放高共模抑制比同相放大电路

405：双运放高共模抑制比反相放大电路406：三运放高共模抑制比放大电路

407：低漂移自动调零电路408：低漂移斩波稳零放大电路

409：自举式高输入阻抗放大电路410：差动输入电桥放大电路

411：线性电桥放大电路412：可编程增益放大电路

5：数据采集卡6：上位机

6.1：multisim6.2：labview

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的一种具有仿真功能的测控电路教学实验系统做出详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种具有仿真功能的测控电路教学实验系统，包括有信号发生器模块1，其特征在于，还设置有开关模块2、指示灯模块3、信号放大电路模块4、数据采集卡5和上位机6，所述的信号发生器模块1连接信号放大电路模块4，用于向信号放大电路模块4提供输入信号，所述信号放大电路模块4通过开关模块2连接外部电源，所述信号放大电路模块4的输出通过数据采集卡5与上位机6相连，所述指示灯模块3连接所述信号放大电路模块4。

如图2所示，所述的信号放大电路模块4包括有12个放大电路，具体是：信号输入端分别连接所述信号发生器模块1、输出端分别通过数据采集卡5连接上位机6的：反相放大电路401、同相放大电路402、差动放大电路403、双运放高共模抑制比同相放大电路404、双运放高共模抑制比反相放大电路405、三运放高共模抑制比放大电路406、低漂移自动调零电路407、低漂移斩波稳零放大电路408、自举式高输入阻抗放大电路409、差动输入电桥放大电路410、线性电桥放大电路411、可编程增益放大电路412。

所述的信号放大电路模块4中，每个模块都是独立的，输入输出接口可通过连接ni数据采集卡5与上位机6相连。在实验系统上可同时进行模拟电路实验，在上位机6上可通过labview6.2与multisim6.1软件的联合仿真进行仿真实验。

所述的开关模块2包括有并联设置的12个开关，每一个开关的一端连接外部电源，另一端对应连接信号放大电路模块4中12个放大电路中的一个。

所述的指示灯模块3包括有12个指示灯，每一个指示灯对应连接信号放大电路模块4中12个放大电路中的一个，用于显示所连接的放大电路的工作状态。

所述的上位机6中由labview6.2与multisim6.1联合仿真共同进行，其中，multisim6.1显示仿真电路，labview6.2显示数据采集卡5所采集的信号，是以波形图方式显示。

尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和实验过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，此方法也可扩展到《测控电路》其它章节。这些均属于本实用新型的保护之内。