本发明涉及一种传感器教学用装置，涉及教学实验装置技术领域，所解决的是提高教学过程中授课质量的技术问题。该装置包括一块实验主板和多块实验子板，所述实验主板上设有实验主电路，所述各实验子板均为无元器件的印刷电路板，各实验子板分别对应各种传感器实验电路，每块实验子板上均设有该实验子板所对应传感器实验电路的连接线路，并设有用于焊接所对应传感器实验电路中的各元器件的焊点；所述实验主电路包括比较器、语音芯片、信号输入连接件、输出选择件、音频输出连接件、电源连接件和基准微调电阻。本发明提供的装置，适用于传感器类教学。
1.一种传感器教学用装置，其特征在于：包括一块实验主板和多块实验子板，所述实验主板上设有实验主电路，所述各实验子板均为无元器件的印刷电路板，各实验子板分别对应各种传感器实验电路，每块实验子板上均设有该实验子板所对应传感器实验电路的连接线路，并设有用于焊接所对应传感器实验电路中的各元器件的焊点；
所述实验主电路包括比较器、语音芯片、信号输入连接件、输出选择件、音频输出连接件、电源连接件和基准微调电阻；
所述信号输入连接件设有正电源端、负电源端和信号输入端；
所述比较器设有基准输入端、反向输入端、正向输入端、反向输出端和正向输出端；其反向输入端和正向输入端连接信号输入连接件的信号输入端；其反向输出端和正向输出端分别连接输出选择件的两个输入脚；其基准输入端连接基准微调电阻的动触点；
所述语音芯片设有一个信号输入端和一个信号输出端；其信号输入端连接输出选择件的输出脚，其信号输出端经一三极管连接音频输出连接件；
所述电源连接件的负端接地，其正端经一开关连接比较器和语音芯片的供电端。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为光敏传感实验电路；
所述光敏传感实验电路包括光敏电阻和光敏信号输出件；所述光敏信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻、一电容并联而成的RC回路；所述光敏电阻的一端连接光敏信号输出件的正电源端，另一端连接光敏信号输出件的信号输出端。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为热敏传感实验电路；
所述热敏传感实验电路包括热敏电阻和热敏信号输出件；所述热敏信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻、一电容并联而成的RC回路；所述热敏电阻的一端连接热敏信号输出件的正电源端，另一端连接热敏信号输出件的信号输出端。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为远红外传感实验电路；
所述远红外传感实验电路包括红外线接收管和红外信号输出件；所述红外信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻、一电容并联而成的RC回路；所述红外线接收管的一端连接红外信号输出件的正电源端，另一端连接红外信号输出件的信号输出端。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为触碰传感实验电路；
所述触碰传感实验电路包括触碰开关和触碰信号输出件；所述触碰信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其信号输出端经一电阻连接其正电源端，并经一电容连接其负电源端；所述触碰开关的两端分别连接触碰信号输出件的负电源端和信号输出端。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为磁敏传感实验电路；
所述磁敏传感实验电路包括干簧管和磁敏信号输出件；所述磁敏信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其信号输出端经一电阻连接其正电源端，并经一电容连接其负电源端；所述干簧管的两端分别连接磁敏信号输出件的负电源端和信号输出端。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为灰度传感实验电路；
所述灰度传感实验电路包括光电三极管、红外线发射管和灰度信号输出件；所述灰度信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻、一电容并联而成的RC回路；所述光电三极管的发射极和集电极分别连接灰度信号输出件的正电源端和信号输出端；所述红外线发射管的一端接灰度信号输出件的正电源端，另一端经一电阻串接灰度信号输出件的负电源端。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为角度传感实验电路；
所述角度传感实验电路包括旋转型电位器和角度信号输出件；所述角度信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有一电容；所述旋转型电位器的一个固定触点连接角度信号输出件的负电源端，另一固定触点经一电阻串接角度信号输出件的正电源端，其动触点连接角度信号输出件的信号输出端。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为声音传感实验电路；
所述声音传感实验电路包括放大器、麦克风和声音信号输出件；所述声音信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有一电容；所述放大器设有反向输入端、正向输入端和输出端，其反向输入端和正向输入端分别连接麦克风的正负信号输出端，其输出端经一电阻连接声音信号输出件的信号输出端。
传感器教学用装置
技术领域
[0001] 本发明涉及教学实验装置的技术，特别是涉及一种传感器教学用装置的技术。
背景技术
[0002] 目前，在大部分中学中都设有劳技课，劳技课的教学目的是通过研究性学习培养学生的探究能力和敢于创新、善于创造的精神和勇气，使学生的创造潜能得到良好的引导和有效的开发，使学生的实践能力得到进一步的发展。
[0003] 但是，目前还没有教学用的传感器教学用装置，因此在传感器类电子技术教学过程中，教师只能以书面方式进行授课，无法通过实践进一步引导学生，影响了授课质量。
发明内容
[0004] 针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于在教学过程中提高授课质量的传感器教学用装置。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种传感器教学用装置，其特征在于：包括一块实验主板和多块实验子板，所述实验主板上设有实验主电路，所述各实验子板均为无元器件的印刷电路板，各实验子板分别对应各种传感器实验电路，每块实验子板上均设有该实验子板所对应传感器实验电路的连接线路，并设有用于焊接所对应传感器实验电路中的各元器件的焊点；
[0006] 所述实验主电路包括比较器、语音芯片、信号输入连接件、输出选择件、音频输出连接件、电源连接件和基准微调电阻；
[0007] 所述信号输入连接件设有正电源端、负电源端和信号输入端；
[0008] 所述输出选择件有一个输出脚和两个输入脚；
[0009] 所述比较器设有基准输入端、反向输入端、正向输入端、反向输出端和正向输出端；其反向输入端和正向输入端连接信号输入连接件的信号输入端；其反向输出端和正向输出端分别连接输出选择件的两个输入脚；其基准输入端连接基准微调电阻的动触点；
[0010] 所述基准微调电阻的两个固定触点分别连接正负电源；
[0011] 所述语音芯片设有一个信号输入端和一个信号输出端；其信号输入端连接输出选择件的输出脚，其信号输出端经一三极管连接音频输出连接件；
[0012] 所述电源连接件的负端接地，其正端经一开关连接比较器和语音芯片的供电端。
[0013] 进一步，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为光敏传感实验电路；
[0014] 所述光敏传感实验电路包括光敏电阻和光敏信号输出件；所述光敏信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻、一电容并联而成的RC回路；所述光敏电阻的一端连接光敏信号输出件的正电源端，另一端连接光敏信号输出件的信号输出端。
[0015] 进一步，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为热敏传感实验电路；
[0016] 所述热敏传感实验电路包括热敏电阻和热敏信号输出件；所述热敏信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻、一电容并联而成的RC回路；所述热敏电阻的一端连接热敏信号输出件的正电源端，另一端连接热敏信号输出件的信号输出端。
[0017] 进一步，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为远红外传感实验电路；
[0018] 所述远红外传感实验电路包括红外线接收管和红外信号输出件；所述红外信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻、一电容并联而成的RC回路；所述红外线接收管的一端连接红外信号输出件的正电源端，另一端连接红外信号输出件的信号输出端。
[0019] 进一步，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为触碰传感实验电路；
[0020] 所述触碰传感实验电路包括触碰开关和触碰信号输出件；所述触碰信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其信号输出端经一电阻连接其正电源端，并经一电容连接其负电源端；所述触碰开关的两端分别连接触碰信号输出件的负电源端和信号输出端。
[0021] 进一步，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为磁敏传感实验电路；
[0022] 所述磁敏传感实验电路包括干簧管和磁敏信号输出件；所述磁敏信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其信号输出端经一电阻连接其正电源端，并经一电容连接其负电源端；所述干簧管的两端分别连接磁敏信号输出件的负电源端和信号输出端。
[0023] 进一步，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为灰度传感实验电路；
[0024] 所述灰度传感实验电路包括光电三极管、红外线发射管和灰度信号输出件；所述灰度信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻、一电容并联而成的RC回路；所述光电三极管的发射极和集电极分别连接灰度信号输出件的正电源端和信号输出端；所述红外线发射管的一端接灰度信号输出件的正电源端，另一端经一电阻串接灰度信号输出件的负电源端。
[0025] 进一步，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为角度传感实验电路；
[0026] 所述角度传感实验电路包括旋转型电位器和角度信号输出件；所述角度信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有一电容；所述旋转型电位器的一个固定触点连接角度信号输出件的负电源端，另一固定触点经一电阻串接角度信号输出件的正电源端，其动触点连接角度信号输出件的信号输出端。
[0027] 进一步，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为声音传感实验电路；
[0028] 所述声音传感实验电路包括放大器、麦克风和声音信号输出件；所述声音信号输出件设有正电源端、负电源端和信号输出端，其负电源端与信号输出端之间接有一电容；所述放大器设有反向输入端、正向输入端和输出端，其反向输入端和正向输入端分别连接麦克风的正负信号输出端，其输出端经一电阻连接声音信号输出件的信号输出端。
[0029] 本发明提供的传感器教学用装置，由于各实验子板均为无元器件的印刷电路板，在实验时需要学生将元器件手工焊至实验子板上，能锻炼学生的动手能力，元器件焊至实验子板上后通过线缆将各实验子板与实验主板连接，即可进行相关的传感器实验，教师利用实验装置进行实验教学，能将书本知识与实践相结合，进一步引导学生，提高授课质量。
附图说明
[0030] 图1是本发明实施例的传感器教学用装置中的实验主电路的电路图；
[0031] 图2是本发明实施例的传感器教学用装置中的光敏传感实验电路的电路图；
[0032] 图3是本发明实施例的传感器教学用装置中的热敏传感实验电路的电路图；
[0033] 图4是本发明实施例的传感器教学用装置中的磁敏传感实验电路的电路图；
[0034] 图5是本发明实施例的传感器教学用装置中的触碰传感实验电路的电路图；
[0035] 图6是本发明实施例的传感器教学用装置中的磁敏传感实验电路的电路图；
[0036] 图7是本发明实施例的传感器教学用装置中的灰度传感实验电路的电路图；
[0037] 图8是本发明实施例的传感器教学用装置中的角度传感实验电路的电路图；
[0038] 图9是本发明实施例的传感器教学用装置中的声音传感实验电路的电路图。
具体实施方式
[0039] 以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
[0040] 本发明实施例所提供的一种传感器教学用装置，其特征在于：包括一块实验主板和多块实验子板，所述实验主板上设有实验主电路，所述各实验子板均为无元器件的印刷电路板，各实验子板分别对应各种传感器实验电路，每块实验子板上均设有该实验子板所对应传感器实验电路的连接线路，并设有用于焊接所对应传感器实验电路中的各元器件的焊点；
[0041] 如图1所示，所述实验主电路包括比较器U0、语音芯片U1、信号输入连接件CON4、输出选择件CON3、音频输出连接件CON2、电源连接件CON1和基准微调电阻R1；
[0042] 所述信号输入连接件CON4设有正电源端(脚4)、负电源端(脚2)和信号输入端(脚3)；
[0043] 所述输出选择件CON3有一个输出脚(脚2)和两个输入脚(脚1、3)；
[0044] 所述比较器U0设有基准输入端(脚3、6)、反向输入端(脚2)、正向输入端(脚5)、反向输出端(脚1)和正向输出端(脚7)；其反向输入端和正向输入端连接信号输入连接件CON4的信号输入端(脚3)；其反向输出端和正向输出端分别连接输出选择件CON3的两个输入脚；其基准输入端连接基准微调电阻R1的动触点；
[0045] 所述基准微调电阻R1的两个固定触点分别连接正负电源；
[0046] 所述语音芯片U1设有一个信号输入端(脚5)和一个信号输出端(脚3)；其信号输入端连接输出选择件CON3的输出脚，其信号输出端经一三极管Q1连接音频输出连接件CON2；
[0047] 所述电源连接件CON1的负端接地，其正端经一开关S连接比较器U0和语音芯片U1的供电端。
[0048] 本发明实施例中，所述语音芯片U1的型号为518，所述比较器U0的型号为LM393。
[0049] 如图2所示，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为光敏传感实验电路；
[0050] 所述光敏传感实验电路包括光敏电阻P10和光敏信号输出件PTA10；所述光敏信号输出件PTA0设有正电源端(脚1)、负电源端(脚3)和信号输出端(脚2)，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻R10、一电容C10并联而成的RC回路；所述光敏电阻P10的一端连接光敏信号输出件PTA10的正电源端，另一端连接光敏信号输出件PTA10的信号输出端。
[0051] 如图3所示，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为热敏传感实验电路；
[0052] 所述热敏传感实验电路包括热敏电阻P20和热敏信号输出件PTA20；所述热敏信号输出件PTA20设有正电源端(脚1)、负电源端(脚3)和信号输出端(脚2)，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻R20、一电容C20并联而成的RC回路；所述热敏电阻P20的一端连接热敏信号输出件PTA20的正电源端，另一端连接热敏信号输出件PTA20的信号输出端。
[0053] 如图4所示，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为远红外传感实验电路；
[0054] 所述远红外传感实验电路包括红外线接收管P30和红外信号输出件PTA30；所述红外信号输出件PTA30设有正电源端(脚1)、负电源端(脚3)和信号输出端(脚2)，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻R30、一电容C30并联而成的RC回路；所述红外线接收管P30的一端连接红外信号输出件PTA30的正电源端，另一端连接红外信号输出件PTA30的信号输出端。
[0055] 如图5所示，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为触碰传感实验电路；
[0056] 所述触碰传感实验电路包括触碰开关P40和触碰信号输出件PTA40；所述触碰信号输出件PTA40设有正电源端(脚1)、负电源端(脚3)和信号输出端(脚2)，其信号输出端经一电阻R40连接其正电源端，并经一电容C40连接其负电源端；所述触碰开关P40的两端分别连接触碰信号输出件PTA40的负电源端和信号输出端。
[0057] 如图6所示，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为磁敏传感实验电路；
[0058] 所述磁敏传感实验电路包括干簧管P50和磁敏信号输出件PTA50；所述磁敏信号输出件PTA50设有正电源端(脚1)、负电源端(脚3)和信号输出端(脚2)，其信号输出端经一电阻R50连接其正电源端，并经一电容C50连接其负电源端；所述干簧管P50的两端分别连接磁敏信号输出件PTA50的负电源端和信号输出端。
[0059] 如图7所示，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为灰度传感实验电路；
[0060] 所述灰度传感实验电路包括光电三极管P60、红外线发射管L60和灰度信号输出件PTA60；所述灰度信号输出件PTA60设有正电源端(脚1)、负电源端(脚3)和信号输出端(脚2)，其负电源端与信号输出端之间接有由一电阻R60、一电容C60并联而成的RC回路；所述光电三极管P60的发射极和集电极分别连接灰度信号输出件PTA60的正电源端和信号输出端；所述红外线发射管L60的一端接灰度信号输出件PTA60的正电源端，另一端经一电阻R61串接灰度信号输出件PTA60的负电源端。
[0061] 如图8所示，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为角度传感实验电路；
[0062] 所述角度传感实验电路包括旋转型电位器P70和角度信号输出件PTA70；所述角度信号输出件PTA70设有正电源端(脚1)、负电源端(脚3)和信号输出端(脚2)，其负电源端与信号输出端之间接有一电容C70；所述旋转型电位器P70的一个固定触点连接角度信号输出件PTA70的负电源端，另一固定触点经一电阻R70串接角度信号输出件PTA70的正电源端，其动触点连接角度信号输出件PTA70的信号输出端。
[0063] 如图9所示，所述实验子板中，有一块实验子板所对应的传感器实验电路为声音传感实验电路；
[0064] 所述声音传感实验电路包括放大器U81、麦克风MIC80和声音信号输出件PTA80；所述声音信号输出件PTA80设有正电源端(脚1)、负电源端(脚3)和信号输出端(脚2)，其负电源端与信号输出端之间接有一电容C82；所述放大器U81设有反向输入端(脚2)、正向输入端(脚3)和输出端(脚5)，其反向输入端和正向输入端分别连接麦克风MIC80的正负信号输出端，其输出端经一电阻R85连接声音信号输出件PTA80的信号输出端。
[0065] 本发明实施例中，所述放大器U81的型号为LM386N-1。
[0066] 本发明实施例进行光敏传感器教学实验时，先由学生将光敏传感实验电路中的元器件手工焊至对应的实验子板上，再用线缆将焊在实验子板上的光敏信号输出件PTA10连接到实验主板的信号输入连接件CON4，然后根据实验要求对光敏电阻P10施加不同光强的光照，光敏电阻P10的内阻会随光照强度的变化而变化，使光敏信号输出件PTA10的信号输出端输出的信号也随光照强度的变化而变化，当光照强度变强时，光敏电阻P10的内阻的会变小，此时光敏信号输出件PTA10的信号输出端输出的信号会变大，当光照强度变弱时，光敏电阻P10的内阻的会变大，此时光敏信号输出件PTA10的信号输出端输出的信号会变小。
[0067] 本发明实施例进行热敏传感器教学实验时，先由学生将热敏传感实验电路中的元器件手工焊至对应的实验子板上，再用线缆将焊在实验子板上的热敏信号输出件PTA20连接到实验主板的信号输入连接件CON4，然后根据实验要求对热敏电阻P20进行降温或增温，热敏电阻P20的内阻会随温度的变化而变化，使热敏信号输出件PTA20的信号输出端输出的信号也随温度的变化而变化，当温度变高时，热敏电阻P20的内阻的会变小，此时热敏信号输出件PTA20的信号输出端输出的信号会变大，当温度变低时，热敏电阻P20的内阻的会变大，此时热敏信号输出件PTA20的信号输出端输出的信号会变小。
[0068] 本发明实施例进行远红外传感器教学实验时，先由学生将远红外传感实验电路中的元器件手工焊至对应的实验子板上，再用线缆将焊在实验子板上的红外信号输出件PTA30连接到实验主板的信号输入连接件CON4，然后根据实验要求对红外线接收管P30施加不同光强的光照，红外线接收管P30的内阻会随光照强度的变化而变化，使红外信号输出件PTA30的信号输出端输出的信号也随光照强度的变化而变化。
[0069] 本发明实施例进行触碰传感器教学实验时，先由学生将触碰传感实验电路中的元器件手工焊至对应的实验子板上，再用线缆将焊在实验子板上的触碰信号输出件PTA40连接到实验主板的信号输入连接件CON4，触碰开关P40未按下时，触碰信号输出件PTA40的信号输出端输出高电平，触碰开关P40按下时，触碰信号输出件PTA40的信号输出端输出低电平。
[0070] 本发明实施例进行磁敏传感器教学实验时，先由学生将磁敏传感实验电路中的元器件手工焊至对应的实验子板上，再用线缆将焊在实验子板上的磁敏信号输出件PTA50连接到实验主板的信号输入连接件CON4，在正常状态下磁敏信号输出件PTA50的信号输出端输出高电平，当有磁铁接近干簧管P50时，磁敏信号输出件PTA50的信号输出端输出低电平。
[0071] 本发明实施例进行灰度传感器教学实验时，先由学生将灰度传感实验电路中的元器件手工焊至对应的实验子板上，再用线缆将焊在实验子板上的灰度信号输出件PTA60连接到实验主板的信号输入连接件CON4，通电后红外线发射管L60向被测物体发射红外线光，被测物体表面反射的红外线光由光电三极管P60接收，光电三极管P60接收到的红外线光会随被测物体表面的颜色变化而变化，其内阻也会随之变化，使灰度信号输出件PTA60的信号输出端输出的信号也随被测物体表面的颜色变化而变化。
[0072] 本发明实施例进行角度传感器教学实验时，先由学生将角度传感实验电路中的元器件手工焊至对应的实验子板上，再用线缆将焊在实验子板上的角度信号输出件PTA70连接到实验主板的信号输入连接件CON4，然后根据实验要求改变旋转型电位器P70的动触点位置，旋转型电位器P70的阻值会随其动触点位置的变化而改变，使角度信号输出件PTA70的信号输出端输出的信号也随之发生变化。
[0073] 本发明实施例进行声音传感器教学实验时，先由学生将声音传感实验电路中的元器件手工焊至对应的实验子板上，再用线缆将焊在实验子板上的声音信号输出件PTA80连接到实验主板的信号输入连接件CON4，然后根据实验要求发出不同强度的声音，麦克风MIC80拾取声音后转换为音频信号传递给放大器U81，音频信号经放大器U81放大处理后由声音信号输出件PTA80的信号输出端输出，音频信号的强度与实验声音的强度成正比。
[0074] 本发明实施例在实验前，先根据实验要求将实验主板上的输出选择件CON3的其中一个输入脚与其输出脚连通，并将外接扬声器接至音频输出连接件CON2，在实验过程中，当比较器U0通过信号输入连接件CON4接收到其它实验子板输入的信号时，即将接收到的信号与基准输入端的基准信号进行比较，并根据比较结果输出相应的信号，输出的信号经输出选择件CON3输至语音芯片U1的信号输入端，比较器U0的基准输入端的基准信号可通过基准微调电阻进行微调；语音芯片U1将比较器U0输至的信号转换为音频信号后，经音频输出连接件CON2输出外接扬声器播放。
