一种传感器实验箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器实验箱，属于教学仪器技术领域。
【背景技术】
[0002]随着计算机、微电子、材料和通信等关键基础技术，以及应用技术的快速发展，尤其是近几年来物联网技术的迅速发展，使传感器的应用也从工业领域扩展到人们的日常生活中。因此，传感器实验也成为电子、电气信息类、自动控制及物联网等专业的核心或主要课程。
[0003]在以往的传感器实验箱中，一类是厂家侧重传感器中的感应技术，着重研宄传感器的材料、结构、工艺等技术，这类传感器主要满足物理、材料、仪器仪表等专业的相关课程要求，学生使用这种传感器实验箱学习时，只能对少数传感器了解得比较透彻，能够学到的传感器种类有限，此外，由于过于侧重传感器的具体技术细节，学生往往无法全面了解其应用。
[0004]另一类是着重传感器的应用，把所有传感器都封装成了小模块，传感器的输出信号也基本完成了数字化，所使用的采集控制器也大多采用高端ARM处理器，如Cortex AS或者ARM11，学生使用时，无法具体了解传感器的内部工作原理，甚至无法进行操控传感器的数据采集过程，也就无法锻炼自己的系统设计能力。
[0005]此外，以往的传感器实验箱只注重传感器与核心控制板之间的数据互通和控制，不能做到按照个人意愿实时控制。这在高度智能化的今天极大地限制了实验箱的扩展性和实际应用性。
[0006]中国专利文件“传感器整体电路实验箱”，申请号为201120504016.8，公开(公告)号为CN202362993U，公开了一种传感器整体电路实验箱，由温、湿度检测电路、磁场检测电路、反射式红外对管处理电路、光电测速电路、液晶显示模块、声音处理电路、光强检测电路、面包板、可燃气体检测电路、压力检测电路、信号处理电路、电源模块、单片机和传感器扩展插孔组成。每个传感器均设计成独立的模块。这种传感器实验箱只有配了一种单片机，而且该实验箱没有配置通信模块，如今的传感器连接只有和网络相连接，数据得到传输才有意义。
[0007]中国专利文件“自组式传感器实验箱”，申请号为200820165846.0，公开(公告)号为CN201274107Y，公开了一种自组式传感器实验箱，属于传感器实验装置类教学仪器技术领域，主要适用于传感器与检测技术实验台，其特征在于包括配合连接的箱体、箱盖，箱体内安置固定板，固定板上配合设置实验传感器和一组内置实验元件的实验元件盒，实验元件盒上配合设置与内置实验元件电路连接的接线端子，实验元件盒内置的实验元件之间、实验元件与实验传感器之间分别通过连接导线、接线端子构成相应的电路连接。该实验箱的结构各个模块是不可拆卸的，不方便学生进行组合实验。
[0008]综上所述，这些缺点的存在使现有的传感器实验箱不能满足新的要求:传感器实验箱要兼顾8位MCS-51单片机和32位STM32 Cortex M系列单片机的实验要求，能够实现一机多用。使用者能够简单了解大多数传感器的工作原理、相关的信号调理电路、相应的数据采集技术以及相关的测控系统构成，并了解最新的微型传感器、智能传感器以及虚拟仪器等相关技术。同时，传感器试验箱要有一定的智能性和具有较强的扩展性和实际应用性。因此，研发一种能够适应新时代新要求的传感器实验箱具有十分重要的价值。
【实用新型内容】
[0009]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种传感器实验箱。
[0010]本实用新型的技术方案如下:
[0011 ] 一种传感器实验箱，包括箱体、箱盖和电源变压器，所述箱体上部开口，与所述箱盖连接，所述箱体中部设置有横梁，所述箱体包括上层和下层，所述电源变压器设置在下层:
[0012]所述上层为实验操作层，所述实验操作层包括安装框架，所述安装框架安装在所述横梁上，所述安装框架包括固定模块区和移动模块区，在所述固定模块区中安装的固定模块与安装框架为固定连接，在所述移动模块区中安装的移动模块与安装框架为拆卸式连接;
[0013]所述下层为模块存放层，所述模块存放层包括存放抽屉和滑轨，所述滑轨设置在模块存放层两侧内壁上，所述存放抽屉通过所述滑轨与箱体的内壁活动连接。
[0014]优选的，所述移动模块区中，移动模块与安装框架采用螺钉连接。
[0015]优选的，所述存放抽屉内部设置有隔断板，所述隔断板用以分割存放抽屉内部空间。
[0016]优选的，所述固定模块包括电源模块和测电压电流模块。
[0017]优选的，所述移动模块包括主控制器模块和其他移动模块，所述其他移动模块包括测距&振动&压力&角度传感器模块、测温模块、接近传感器模块、可见光传感器模块、速度&加速度传感器模块、温湿度传感器模块、气体传感器模块、红外模块和通信模块。
[0018]优选的，所述主控制器模块长为19cm，宽为11cm，所述其他移动模块长为13cm，宽为 9cm。
[0019]优选的，所述移动模块与所述固定模块采用香蕉头连接线连接。
[0020]优选的，所述存放抽屉还包括把手，所述把手设置在存放抽屉外侧面上。
[0021 ] 优选的，所述箱体内设有泡沫板，所述泡沫板粘贴在存放抽屉的内壁上。用以保护模块。
[0022]优选的，所述箱体为由钢板制成的箱体。
[0023]按照本实用新型提供的技术方案，可以利用上述传感器实验箱进行基于Iabview的测试应用:
[0024]首先在计算机上建立基于Iabview的测试系统，所述测试系统包括主测试界面以及数据存储空间，所述主测试界面包括主显示界面和模块按钮，所述数据存储空间包括计算机硬盘里的excel表格；其次，选择需要测试的移动模块，将移动模块安装在安装框架上，通过RS-232串口总线将主控制器模块和计算机相连并进行数据通信，电源变压器的输入接外部电源，电源变压器的输出接电源模块；再次，启动测试系统，进入主测试界面；点击模块按钮向移动模块发送命令，移动模块将数据反馈给测试系统；测试系统将数据显示在主显示界面上。如果需要存储数据，则需将数据通过路径保存至数据存储空间中。
[0025]本实用新型的有益效果在于:
[0026]1、本实用新型通过将传感器实验箱设计为上下两层机构，使使用者使用时能够清晰的设计进行传感测试的项目方案，将其余的模块收放在实验箱的模块存放层，为传感器实验箱的扩展留下基础，使实验更加简洁清楚便于操作管理。
[0027]2、本实用新型通过将传感器模块设置为可拆卸的结构嵌入在安装框架中，使实验箱整体便于安装和维修，通过螺钉将传感器模块与安装框架安装在一起，便于模块的更换；同时，由于移动模块大小都是一样的，学生可以自由组合，自由发挥。
[0028]3、本实用新型通过在箱体内设有泡沫板，可将实验中用不到的子板暂时存放在放有泡沫板的存放抽屉内，这样既可以合理利用箱体内空间，使箱体变得更加小巧，便于携带，并且泡沫材质也可以起到抗摔的作用。
[0029]4、本实用新型通过使用移动模块的设计，能够配置两种单片机，有基本的51单片机，也有高级的如今在控制电路领域的用的较多的Cortex-m3处理器，适合不同基础的学生展开实验。所包括的传感器模块涵盖了目前教学中需要用到的大部分传感器，并且也是在工业领域目前使用较多的传感器，便于学生进行二次开发。
[0030]5、本实用新型通过设置丰富的测试接口，从信号采集到最后放大都预留了测试接口，方便学生深刻理解传感器的处理电路。
[0031]6、通过本实用新型的技术方案可以进行基于Iavbiew的测试，使数据快速直观的反应在测试系统的显示界面中，使使用者更加直观的看到测试结果，同时，利用Iabview的虚拟性极大程度的使传感器实验箱具有更高的智能型、可应用性和可扩展性，适合在本科、大中专院校开展传感器实验课程、课程设计、科研开发当中使用。
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型传感器实验箱结构示意图；
[0033]图2为实验操作层布局结构示意图，电源模块、测电压电流模块直接装配在安装框架上，其他的移动模块采用标准尺寸，可嵌入安装框架；
[0034]图1中释义如下:1、箱盖，2、箱体，3、横梁，4、安装框架、5、固定模块和移动模块，6、存放抽屉，7、把手，8、隔断板，9、电源变压器，图1中固定模块与移动模块均与安装框架分离示意。
【具体实施方式】
[0035]下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。
[0036]实施例1:
[0037]一种传感器实验箱，包括箱体、箱盖和电源变压器，如图1所示，图1为传感器实验箱的结构示意图，箱体为由钢板制成的箱体，所述箱体上部开口，与所述箱盖连接，所述箱体中部设置有横梁，所述箱体包括上层和下层，所述电源变压器设置在下层:
[0038]所述上层为实验操作层，所述实验操作层包括安装框架，所述安装框架安装在所述横梁上，所述安装框架包括固定模块区和移动模块区，在所述固定模块区中安装的固定模块与安装框架为固定连接，在所述移动模块区中安装的移动模块与安装框架为可拆卸连接，便于安装和维修，各模块布局如图2所示。
[0039]所述下层为模块存放层，所述模块存放层包括存放抽屉和滑轨，所述滑轨设置在模块存放层两侧内壁上，所述存放抽屉通过所述滑轨与箱体内壁活动连接。
[0040]固定模块包括电源模块和测电压电流模块，固定模块直接装配在安装框架上。电源模块包括整流电路，把交流转换为直流，通再过LM7805，LM7905，LM7812，LM7912，LMl 117稳压芯片将电压稳压至+5V，-5V, +12V, -12V, 3.3V，提供电源的功率在36W以上，并具有过流保护与自恢复功能。测量电压电流模块包括测量电压模块，测量范围0-12V ;测量电流模块，测量范围0-10A。
[0041 ] 移动模块包括主控制器模块和其他移动模块，其他移动模块包括测距&振动&am