一种物理实验控制电路的制作方法

本技术涉及物理实验箱，特别是一种物理实验控制电路。

背景技术：

1、在课授期间，往往需要进行各种物理实验以便学生更好的理解物理概念和原理，但为每个学生配置一个专门的实验台，其会大大提高实验成本。

2、目前的设计方案为，通过设置物理实验箱，在其内部集成相应的控制电路，学生使用相应的测试装置，即可显示相应的实验数据，整体操作简单，也无需再额外搭建实验台，大大降低了实验成本。

3、但上述方案中，一个物理实验箱只能兼容一种实验需求，而在课授期间，学生往往需要进行多项物理实验，因此目前的物理实验箱的设计方案并不能很好的适应学生的实验需求。此外，上述方案由于局限于在物理实验箱内进行操作，在进行部分物理实验时，会由于物理实验箱的限制，从而影响学生的实验效果。

技术实现思路

1、针对现有技术中，目前的物理实验箱只能兼容一种物理实验，无法很好的适应学生多项物理实验需求的问题，本实用新型提出了一种物理实验控制电路。

2、本实用新型的技术方案为，提出了一种物理实验控制电路，包括：

3、多个测试电路，其与用于物理实验的测试装置一一匹配设置，用于触发所述测试装置或获取所述测试装置的实验数据；

4、一主控单元，其连接所有所述测试电路，且具有多个数模转换接口，用于将所述实验数据转换为数字信号；

5、以及一供电电路，其连接有外部电源，用于将所述外部电源的输出电压转换为所述物理实验控制电路的工作电压；

6、所述物理实验控制电路可装配于所述测试装置中，或集成于物理实验箱内，且当集成于物理实验箱内时，所述物理实验控制电路还包括一显示单元，所述显示单元用于显示所述实验数据。

7、进一步，所述测试装置包括：电压检测装置、电流检测装置、以及温度检测装置；

8、其中，所述测试电路包括与所述电压检测装置连接的第一测试电路、与所述电流检测装置连接的第二测试电路、以及与所述温度检测装置连接的第三测试电路；

9、所述第一测试电路至少具有一与所述电压检测装置连接的电压接口、一用于将电压信号转换为电流信号的转换电阻、以及一用于获取电流信号并传递给所述主控单元的第一电流传感器；

10、所述第二测试电路至少具有一与所述电流检测装置连接的电流接口、以及一用于获取电流信号并传递给所述主控单元的第二电流传感器；

11、所述第三测试电路至少具有一与所述温度检测装置连接的温度接口、设置在温度接口处的热敏电阻、以及与所述热敏电阻连接的第三电流传感器，所述第三电流传感器能根据所述热敏电阻的阻值输出不同的电流信号。

12、进一步，所述第一测试电路包括：电阻r3、电阻r11、电阻r13、电阻r14、电容c11、电压芯片u2；

13、其中，所述电压芯片u2的第一引脚串联所述电阻r14后连接到所述主控单元、第二引脚接地、第三引脚串联所述电阻r13后作为所述第一测试电路的第一输入端连接到所述电压检测装置、第四引脚串联所述电阻r11后作为所述第一测试电路的第二输入端连接到所述电压检测装置、第五引脚接地、第六引脚连接到3.3v电源；

14、所述电阻r3一端连接在所述电阻r13与所述第三引脚之间、另一端连接在所述电阻r11与所述第四引脚之间，所述电容c11一端连接到3.3v电源与所述第六引脚之间、另一端接地。

15、进一步，所述测试装置还包括：学生电源、激光器、光屏；

16、其中，所述测试电路还包括与所述学生电源连接的第四测试电路、与所述激光器连接的第五测试电路、以及与所述光屏连接的第六测试电路；

17、所述第四测试电路、所述第五测试电路、以及所述第六测试电路均包括一与所述测试装置连接的测试接口、以及一与所述主控单元连接的控制接口。

18、进一步，所述第四测试电路包括：三极管q2、电阻r15、二极管d4；

19、其中，所述三极管q2的基极串联所述电阻r15后作为所述第四测试电路的控制接口连接到所述主控单元、集电极接地、发射极连接到所述二极管d4的负极，所述二极管d4的正极作为所述第四测试电路的测试接口连接到所述测试装置。

20、进一步，所述测试装置还包括测力计、天秤；

21、所述测试电路还包括与所述测力计连接的第七测试电路、以及与所述天秤连接的第八测试电路，所述第七测试电路和所述第八测试电路用于将所述测力计和所述天秤的实验数据传输给所述主控单元。

22、进一步，所述供电电路包括：电压转换芯片u3、电容c14、电容c15；

23、其中，所述电压转换芯片u3的第一引脚接地、第二引脚和第四引脚用于输出供所述主控单元工作的工作电压、第三引脚连接于外部电源；

24、所述电容c14连接在所述第一引脚与所述第二引脚之间，所述电容c15一端连接到所述第三引脚与外部电源之间、另一端接地。

25、进一步，所述物理实验控制电路还包括用于外接所述显示单元的通讯电路，且所述通讯电路包括通讯芯片un、二极管d2、三极管q3；

26、其中，所述通讯芯片un的第一引脚连接到所述二极管d2的正极、第二引脚作为所述通讯电路的第一输出端外接所述显示单元、第三引脚作为所述通讯电路的第二输出端外接所述显示单元、第四引脚和第五引脚、第六引脚接地；

27、所述二极管d2的负极作为检测引脚输出vbus电压，所述三极管q3的基极连接到所述主控单元、集电极接地、发射极连接到所述第三引脚。

28、与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

29、1、本实用新型通过设计多个测试电路，使其与各种用于物理实验的测试装置相配合，同时连接到主控单元，通过主控单元控制其启动或接收实验数据，使得本实用新型可以同时兼容多种物理实验，满足学生的物理实验需求；

30、2、本实用新型提出的物理实验控制电路既可以直接设置在物理实验箱内的电路板上，实现兼容多种物理实验的目的，还可以直接设置在测试装置内，其能够满足多项测试装置的实验需求，使得物理实验可以脱离物理实验箱，便于学生操作。

技术特征：

1.一种物理实验控制电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的物理实验控制电路，其特征在于，所述测试装置包括：电压检测装置、电流检测装置、以及温度检测装置；

3.根据权利要求2所述的物理实验控制电路，其特征在于，所述第一测试电路包括：电阻r3、电阻r11、电阻r13、电阻r14、电容c11、电压芯片u2；

4.根据权利要求1所述的物理实验控制电路，其特征在于，所述测试装置还包括：学生电源、激光器、光屏；

5.根据权利要求4所述的物理实验控制电路，其特征在于，所述第四测试电路包括：三极管q2、电阻r15、二极管d4；

6.根据权利要求1所述的物理实验控制电路，其特征在于，所述测试装置还包括测力计、天秤；

7.根据权利要求1所述的物理实验控制电路，其特征在于，所述供电电路包括：电压转换芯片u3、电容c14、电容c15；

8.根据权利要求1所述的物理实验控制电路，其特征在于，所述物理实验控制电路还包括用于外接所述显示单元的通讯电路，且所述通讯电路包括通讯芯片un、二极管d2、三极管q3；

技术总结
本技术公开了一种物理实验控制电路，其包括：多个测试电路，其与用于物理实验的测试装置一一匹配设置，用于触发所述测试装置或获取所述测试装置的实验数据；一主控单元，其连接所有所述测试电路，且具有多个数模转换接口，用于将所述实验数据转换为数字信号；以及一供电电路，其连接有外部电源，用于将所述外部电源的输出电压转换为所述物理实验控制电路的工作电压。与现有技术相比，本技术能够同时兼容并实现多种物理实验，且既可以设于物理实验箱内，又可以单独装配于测试装置上，便于用户进行实验操作，节省了人工操作时间。

技术研发人员：张欣,潘浩
受保护的技术使用者：深圳市乐创空间教育科技有限公司
技术研发日：20231101
技术公布日：2024/6/5