183991. lajstromszámú szabadalom • Moduláris felépítésű oktató laboratórium elsősorban fizikai paraméterek és jelenségek előállításának, villamos elven történő mérésének és a mérési eremények feldolgozásának oktatására

183 991

m = 1,2,nj - a j-edik MHj mérőhelyen belül az Ej paraméterelőállítók és az Aj mérőátalakítók sorszáma, futó index 1-től nj-ig.

Az alkalmazott jelölések és az 1. ábra szerint az oktató laboratórium példakénti kivitele legalább az MHi mérőhelyet tartalmazza. Ebben az esetben az MHj mérőhely nem csatlakozik sehová. Amennyiben az oktató laboratórium példakénti kivitele egynél több mérőhelyet tartalmaz, úgy azok egymástól függetlenek és párhuzamosan elrendezettek. Az ily módon kialakított, példakénti alapkiépítéshez az MHj,..., MHj,.... MH^ mérőhelyek tartoznak. (Az alapkiépítés tehát a D digitális jelfeldolgozót nem tartalmazza.)

Az oktató laboratórium alapkiépítésének MHt, ..., MHfc mérőhelyei funkcionálisan azonos felépítésűek, és így a tetszőlegesen kiragadott j-edik MHj mérőhely a j = 1,2, ..., k futóindex megfelelő helyettesítésével az MHj, ..., MH* mérőhelyek bármelyikére konkretizálható. Továbbá a j-edik Ml^- mérőhelyen belül Ej—1 első ' paraméterelőállító kimenete Aj—1 első mérőátalakító bemenetére, Ej-m m-edik paraméterelőállító kimenete Aj-m m-edik mérőátalakító bemenetére, Ej-nj nj-edik paraméterelőállító kimenete pedig Aj-nj nj-edik mérőátalakító bemenetére kapcsolódik.

Továbbá a j-edik MHj mérőhelyen belül található Aj-1,..., Aj-nj összes mérőátalakító ki-bemenete rendre Kj kapcsoló megfelelő ki-bemeneteire van kötve. Ezen kívül a Kj kapcsoló egy további ki-bemenetével ADFj analóg-digitális átalakító és jelfeldolgozó ki-bemenetére csatlakozik. Az ADFj analóg-digitális átalakító és jelfeldolgozó egy további ki-bemenete pedig j-edik MHj mérőhely Sj ki-bemeneti síné.

Az oktató laboratóriumnak a digitális jelkimenettel rendelkező mérőátalakítók alkalmazását is lehetővé tevő kiviteli alakjánál az MHj,..., MHjf mérőhelyek bármelyikén, és így a tetszőlegesen kiragadott j-edik MHj mérőhelyen belül is a Kj kapcsoló egy további ki-bemenete a j-edik MHj mérőhely Sj ki-bemeneti sínére csatlakozik.

Az oktató laboratóriumnak a korszerű számítástechnikai módszerek és eszközök alkalmazásának gyakorlati elsajátíttatására is alkalmas kiviteli alakja kiegészítésként egy további mérőhelyként is alkalmazható D digitális jelfeldolgozót tartalmaz, mely D digitális jelfeldolgozó S!, ..., Sj, ..., Sk ki-bemeneti sínéivel rendre az MHi,..., MHj, ..., MH]< mérőhelyek St, ..., Sj, ..., S^ ki-bemeneti sínére csatlakozik. Ezek szerint létezik olyan példakénti kivitel, amely az MHi mérőhelyet és a hozzá szorosan kapcsolódó D digitális jelfeldolgozót tartalmazza, létezik olyan példakénti kivitel, amely kiegészítésként még az MH2 mérőhelyet is tartalmazza, és végül olyan példakénti kivitelek is léteznek, amelyek az MHj és MH2 mérőhelyeken kívül még további mérőhelyet vagy mérőhelyeket tartalmaznak.

A találmány tárgyát képező oktató laboratóriumot a

2. és 3. ábra magyarázza. A magyarázathoz példaként D digitális jelfeldolgozóval kiegészített, MH[ és MH2 mérőhelyeket tartalmazó, kétmérőhelyes oktató laboratóriumot vettünk.

A 2. ábra ezen oktató laboratórium elvi mechanikai vázlatát mutatja, a 3. ábra pedig a tömb vázlatát.

A 3. ábrán látható, példakénti tömbvázlaton az 1. ábrán szereplő részegységek például a következőképpen kaphatnak specifikus fizikai tartalmat:

1

2

Ei -1- elmozdulás előállító;

A,-l- induktív és kapacitív elmozdulás érzékelő;

E!-2- hőmérséklet előállító;

A,-2- hőellenállásos és hőelemes érzékelő;

E,-3- erőhatás előállító;

Ai-3- erőmérő cella;

E2—1- nyomaték és fordulatszám előáÚító;

A2 —1

— nyomaték és fordulatszám érzékelő;

E2-2- nyomás előállító;

A2 -2- nyomásmérő cella;

E2 -3- rezgés előállító;

A2-3- rezgés érzékelő;

E2 -4

— mennyiség előállító és

A 2 —4- mennyiségmérő.

A D digitális jelfeldolgozó példakénti kiépítése a következő részegységeket tartalmazza:

MC- mikroszámítógép;

dK- display és klaviatúra;

Ny- nyomtató és

fD

— floppy diszk.

Példánkban az első MH, mérőhely az elmozdulás-, hőmérséklet-, és erőhatás-, a második MH2 mérőhely pedig a nyomaték-, fordulatszám-, nyomás-, rezgés-, és mennyiségparaméterek előállítására és mérésére, továbbá a mérési eredmények feldolgozására szolgál.

Mivel a mennyiségmérő digitális jelkimenettel rendelkezik, ezért a K2 kapcsoló egy további kimenete az S2 ki-bemeneti sínre csatlakozik. Ezt a kiegészítést az MHi mérőhely nem tartalmazza, mivel ott mindegyik mérőátalakító kimenete analóg jelkimenet.

Az MHi és MH2 mérőhely mérőhelyenként 5-6, a D digitális jelfeldolgozó pedig 3-4 tanulót foglalkoztathat.

Például az MHj mérőhelyen folyhat elmozdulás érzékelés és mérés, az MH2 mérőhelyen nyomaték és fordulatszám érzékelés és mérés, a D digitális jelfeldolgozó pedig ezen mérési eredményeket real-time jelleggel értékelheti, statisztikákat készíthet, vagy hibaanalízist végezhet.

Az ADFi analóg-digitális átalakító és jelfeldolgozó, melyet a Ki kapcsoló rendelt az A! —1 induktív és kapacitív elmozdulás-érzékelőhöz, ez utóbbit maradéktalanul ki tudja szolgálni. Az A!—2 hőellenállásos és hőelemes érzékelővel, ill. az Ai-3 erőmérő cellával ui. ezen a laborgyakorlaton nem kell foglalkoznia.

Ezek kiszolgálására a tanmenetben előírt rend szerint, külön laborgyakorlatokon kerül sor. így tehát az első MHi mérőhelyen a Kt kapcsoló és a választott elrendezés két költséges ADFj analóg-digitális átalakító és jelfeldolgozó elhagyását teszi lehetővé.

Hasonló megfontolások érvényesek a második MH2 mérőhelyre is.

Ezen kívül a D digitális jelfeldolgozót sem kell megduplázni, mivel real-time (valós idő) jelleggel szolgálja ki úgy az MH], mint az MH2 mérőhelyet.

A nyilvánvaló gazdasági előnyök mellett nem elhanyagolhatók még a helymegtakarításból, méretcsökkentésből és energia-fogyasztás csökkentésből származó előnyök sem. Ezen kívül a találmány tárgyát képező oktató

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3