Лабораторный автоматизированный стенд для сборки электрических цепей
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в учебном процессе для обучения навыкам сборки электрических цепей. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей - достигается за счет введения дополнительного режима работы устройства, при котором индицируются электрические элементы цепи, которые должны быть соединены, и определяется номер ошибочно подключенного элемента цепи. В устройство, содержащее набор электрических элементов 1, многополюсный двухпозиционный переключатель 2, датчик 3 ошибок, коммутатор 4 и наборное поле 5, введены источник 6 контрольного сигнала, однополюсный многопозиционный переключатель 7, дополнительные входы датчика 3 ошибок, дополнительные контактные гнезда наборного поля 5 и коммутатора 4. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.
СОЮЗ СОНЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ
РЕСПУБЛИН (51) 5 С 09 В 23/18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННИЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4365222/24-21 (22) 15,01.88 (46) 28.02.90. Бюл. Н- 8 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.Н. Мелешкин, А,Н. Артюх, Б.А. Дудин и А.И. Терехов (53) 621.371.6 (088.8) (56) Патент США 1г- 3845573, кл. С 09 В 23/18, 1974 °
Авторское свидетельство СССР
У 1059603, кл. G 09 В 23/18, 1979. (54) ЛАБОРАТОРНЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ
СТЕНД ДЛЯ СБОРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в учебном процессе для обучения навыкам сборки электрических цепей. Цель
„„Я0„„1542020 А 1
2 изобретения — расширение дидактических возможностей — достигается за счет введения дополнительного режима работы устройства, при котором индицируются электрические элементы цепи, которые должны быть соединены, и определяется номер ошибочно подключенного элемента цепи. В устройство, содержащее набор электрических элементов 1, многополюсный двухпозиционный переключатель 2, датчик 3 ошибок, коммутатор 4 и наборное поле 5, введены источник 6 контрольного сигнала, однополюсный многопозиционный переключатель 7, дополнительные входы датчика 3 ошибок, дополнительные контактные гнезда наборного поля 5 и ком мутатора 4. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.
1547020 4 ра электрической цепи.
Устройство содержит набор электрических элементов 1, многополюсный двухпозиционный переключатель {МДП)
2, датчик 3 ошибок, коммутатор 4 с контактными гнездами и соединительными штырями, наборное поле 5 с контакт- ными гнездами и соединительными проводниками, а также источник 6 контрольного сигнала с выключателем и однополюсный многопозиционный переключатель (ОМП) 7.
Выводы электрических элементов 1 через нормально разомкнутые контакты МДП 2 соединены с соответствующими контактными гнездами наборного поля 5 и через нормально замкнутые 35 контакты МДП 2 — с соответствующими основными входами датчика 3 ошибок.
Дополнительные .контактные гнезда наборного поля 5, объединенные между собой в сборные узловые группы, сое- 40 динены с одноименными узловыми группами контактных гнезд коммутатора 4 и с одноименными неподвижными контактами ОМП 7, подвижный контакт которого подсоединен к выключателю ис- 45 точника 6 контрольного сигнала.
Контактные гнезда коммутатора 4 подсоединены к соответствующим дополнительным входам датчика 3 ошибок, причем источник контрольного сигнала и датчик ошибок заземлены.
Набор электрических элементов 1 содержит все необходимое для сборки разнообразных электрических цепей (источники, потребители и накопители энергии, а также измерительные приборы) .
1ЩП 2 выполнен на реле с перекидными контактами, причем его обмотка
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в учебном процессе, в частности для обучения навыкам сборки электрических цепей и выявления допущенных ошибок 5 при проведении лабораторных занятий по физике или электротехнике в высших и средних учебных заведениях.
Цель изобретения — расширение дидактических возможностей за счет вве- 1О дения дополнительного режима работы и возможности определения номера ошибочно подключенного элемента заданной цепи.
На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 — пример выполнения электрической цепи, на фиг.3 — -- реализация устройства для данного примезаземлена и подключена к источнику контрольного сигнала через однополюсный переключатель 7.
Датчик 3 ошибок выполнен на резисторах и сигнальных лампах, причем каждые два резистора и лампа соединены между собой по схеме "треуголь-.
t1 ник, в котором объединенные выводы резисторов заземлены, а зажимы лампы соединены с основными и дополнительными входами датчика 3 ошибок.
Коммутатор 4 выполнен в ниде штепсельного разъема, контактные колодки которого используются в качестве основных и дополнитепьных контактных гнезд, а одноименные контакты его вставки соединены между собой перемычками в соответствии с заданной электрической схемой соединения элементов и узлов цепи, собираемой на стенде.
Наборное поле S представляет собой плату из электроизоляционного материала с металлическими контактными гнездами и условными изображениями электрических элементов 1.
Источник 6 контрольного сигнала выполнен в виде источника электроэнергии с постоянным или переменным во времени напряжением на зажимах, один из которых заземлен, а другой соединен с выключателем.
0MII 7 выполнен в виде одногалетного переключателя, в котором число неподвижных контактов на единицу больше количества N сборных узлов групп на наборном поле и в коммутаторе, причем последний из этих контактов соединен с обмоткой реле в МДП 2.
Лабораторный автоматизированный стенд для сборки электрических цепей может быть использован во время учебHblz занятий в следующих четырех режимах.
Первый режим предназначен для ознакомления и обучения студентов рациональным приемам поузловой сборки электрических цепей. В этом режиме перед сборкой студент устанавливает соответствующую собираемой цепи вставку коммутатора 4, переводит
ОМП 7 в положение I, а затем включает источник: 6 контрольного сигнала. При этом датчик 3 ошибок посредством некоторых из своих индикаторов "указывает" студенту номера гнезд элементов наборного поля 5, которые следует объединить проводами с гнезда5 15470 ми первой узловой шины. По мере того, как указанные соединения верно осуществляются студентом, возбужденные индикаторы отключаются ° Отсутствие возбужденных индикаторов при уста5 новленном положении OMI 7 означает, что все необходимые выводы элементов
1 на наборном поле подсоединены к первому узлу правильно, и студент может перевести ОИП 7 в очередное положение.
В результате этого возбужденными .окажутся индикаторы тех выводов элементов, которые следует подключить к второй узловой шине и т.д.
На фиг.2 изображена схема простечшей электрической цепи, предназначенной для экспериментального определения сопротивления резистора. Она состоит из исследуемого резистора R, 2О амперметра, вольтметра V и источника
ЭДС Е. Залямы названных элементов цепи на схеме обозначены арабскими цифрами, а ее узлы — римскими цифрами. 25
На фиг.3 приведена схема соединений на стенде применительно к данной цепи. Для упрощения на ней изображе- ны только те элементы, их выводы и узлы, а также соединительные проводники и перемычки, которые входят лишь в эту электрическую цепь.
В первом режиме, когда изначально соединения на наборном поле 5 отсутствуют при установке ОМП 7 в положение I и включении источника 6 контрольного сигнала, напряжение последнего через коммутатор 4 попадает на первый и третий дополнительные, входы датчика 3 ошибок и возбужденными 40 оказываются первый и третий индикаторы.
Второй режим служит для закрепления у студентов приобретенных навыков поузловой сборки цепей. В этом режиме студент начинает сборку электрической цепи с первого узла при отключенном источнике 6 контрольного сигнала, а по окончании этой процедуры устанавливают ОИП 7 в положение I и затем включает источник 6 контрольного сигнала. Отсутствие возбужденных индикаторов в таких ус- ловиях означает, что все требуемые соединения s первом узле цепи выпол нены студентом верно и он может перейти к сборке элементов во втором узле, разумеется, сохранив предьду щее положение OMII 7 или выключив
20 6 источник 6 контрольного сигнала, Если же при сборке элементов в первом узле допущена ошибка, то при включении источника 6 контрольного сигнала возбужденными окажутся индикаторы тех выводов элементов, которые на наборном поле ошибочно подсоединены или не подсоединены к первой узловой шине.
Третий режим может быть использован для контроля умения студента правильно собирать сложные электрические цепи. В этом режиме студент .приступает к сборке заданной цепи при отключенном источнике 6 контрольного сигнала, а по окончании ее устанавливают OMI ? в положение I и включает источник 6 контрольного сигнала (фиг.3).
При замыкании выключателя источника 6 контрольного сигнала в исходном положении, когда подвижный контакт
ОИП 7 соединен с его неподвижным контактом 1, а обмотка реле M@II 2 обесточена, потенциал источника 6 контрольного сигнала передается на первые узловые группы гнезд напорного паля 5 и коммутатора 4. В свою очередь; потенциал первой узловой группы наборного поля 5 через соединительные проводники передается через нормально замкнутые контакты
Mls 2 первому и третьему основным входам датчика 3 ошибок. С другой стороны, потенциал первой узловой группы коммутатора 4 через перемычки на контактах его вставки передается на первый и третий дополнительные входы датчика 3 ошибок. Все остальные входы датчика 3 ошибок имеют нулевой потенциал и потому все сигнальные лампы обесточены.
При переводе ОИП 7 в положение
Il отличные от нуля потенциалы оказываются только на четвертых, пятых и седьмых основных и дополнительных входах датчика 3 ошибок, а в положении III ОИП 7 ненулевые потенциалы имеют лишь вторые, шестые и восьмые входы датчика 3 ошибок.
Предположим, что четвертое контактное гнездо на наборном поле 5 ошибочно соединено с первой узловой группой. В таком случае в положении
I 0MII 7 отличные от нуля потенциалы окажутся на первом, третьем и четвертом основных и на первом и третьем дополнительных входах датчика 3 оши1547020 бок. Следовательно, сигнальная лампа, соответствующая четвертому. зажиму амперметра А, окажется.под напряжением. Если же в таких условиях OMH 7 перевести в положение ХТ, то отличные от нуля потенциалы будут иметь пятый и седьмой основные входы и четвертый, пятый и седьмой дополнительные входы датчика 3 ошибок. Следовательно,сигнальная лампа, соответствующая чет.. вертому зажиму амперметра А, снова окажется под напряжением.
Четвертый режим применяется для выполнения студентом запланированных исследований электрической цепи после ее сборки и проверки. При этом ОМП
7 переводится в последнее положение и источник 6 контрольного сигнала подключается к обмотке реле МДП 2.
В результате нормально замкнутые контакты реле размыкаются, а его нормально разомкнутые — замыкаются, вследствие чего гнезда наборного поля
5 отключаются от основных входов дат- 25 чика 3 ошибок и подключаются к выводам электрических элементов 1. В итоге все необходимые элементы посредством проводников на наборном поле 5 объединяются в заданную электрическую цепь.
Таким образом, предлагаемый стенд не только фиксирует ошибку, допущенную при сборке электрической цепи, на наборном поле, но и позволяет определить номер узла и порядковый номер вывода элемента, ошибочно с ним соединенного. Он может быть использован для проверки достаточно произвольного количества электрических цепей, ограниченного лишь имеющимся набором элек40 трических элементов и числом узловых потенциалов.
Формула изобретения
1. Лабораторный автоматизированный стенд для сборки электрических . цепей, содержащий набор электрических элементов цепи и соединительных проводов, многополюсный двухпозиционный переключатель, датчик ошибок, коммутатор с контактными гнездами и соединительными штырями и наборное поле, контактные гнезда которого соединены с соответствующими 55 подвижными контактами многополюсного двухпозиционньго переключателя, первые неподвижные контакты которого соединены с соответствующими основными входами датчика ошибок, о. т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей стенда„ в него введены источник контрольного сигнала, однополюсный многопозиционный переключатель, дополнительные объединенные в группы контактные гнезда на наборном поле и в коммутаторе и дополнительные входы датчика ошибок, причем одноименные дополнительные группы контактных гнезд соединены с соответствующим неподвижным контактом однополюсного многопозиционного переключателя,подвижный контакт которого соединен с первым выводом источника контрольного сигнала, второй вывод которого соединен с общей шиной, вторые неподвижные контакты многополюсного двухпозиционного переключателя соединены с соответствующими выводами электрических элементов цепи, а дополнительные входы датчика ошибок соединены с соответствующими контактными гнездами коммутатора.
2. Стенд по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что датчик ошибок содержит резисторы и сигнальные лампы, причем каждые два резистора и сигнальная лампа соединены между собой по схеме "треугольник", в которой объединенные выводы резисторов соединены с общей шиной, а вторые выводы резисторов — соответственно с одним из основных и дополнительных входов датчика ошибок.
3. Стенд по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что многополюсный двухпозиционный переключатель выполнен в виде реле, один вывод обмотки которого соединен с неподвижным контактом однополюсного многопозиционного переключателя, а второй вывод — с общей шиной.
4. Стенд по п.1, о т л и ч а ющ и и с .я тем, что коммутатор выполнен в виде штепсельного разъема,, контакты колодки которого служат основными и дополнительными контактными г гнездами, а контакты его вставки сое- динены между собой, перемычками в соответствии с электрнческой схемой цепи.
1547020
Составитель В. Быков
Редактор Е. Копча . Техред М.Ходанич Корректор М. Кучерявая
Тираж 389 Подписное
Заказ 83
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101
