RU2732799C1 - Universal platform and research module - Google Patents

Universal platform and research module Download PDF

Info

Publication number
RU2732799C1
RU2732799C1 RU2020109516A RU2020109516A RU2732799C1 RU 2732799 C1 RU2732799 C1 RU 2732799C1 RU 2020109516 A RU2020109516 A RU 2020109516A RU 2020109516 A RU2020109516 A RU 2020109516A RU 2732799 C1 RU2732799 C1 RU 2732799C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
measuring device
electric motor
measurement control
mounting plate
Prior art date
Application number
RU2020109516A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Александрович Поваляев
Original Assignee
Олег Александрович Поваляев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Александрович Поваляев filed Critical Олег Александрович Поваляев
Priority to RU2020109516A priority Critical patent/RU2732799C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2732799C1 publication Critical patent/RU2732799C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/14Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for acoustics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electrically Operated Instructional Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to educational devices and is intended for installation of research and training modules based on physics, mechanics, electronics and acoustics. Universal platform comprises mounting plate with channels of channel-like type fixed on it, equipped with fixed platforms, guide rail type and movable carriage connected with drive, wherein the carriage is equipped with a magnetic element, and the drive is made in the form of an electric motor, wherein the universal platform is equipped with a measurement control system with a measuring instrument. Research module comprises transparent long tube with a plug, a sound source and a piston installed along the axis of the tube, wherein the piston displacement means are made in the form of magnetic elements arranged on the movable carriage and in the piston, and the electric motor and the measuring device are connected to the measurement control system.
EFFECT: technical result is higher versatility and multifunctionality with possibility of various demonstrations, tests and experiments.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к учебным приборам и предназначено для изучения основ электроники, акустики, механики, при этом универсальная платформа предназначена для монтажа различных исследовательских и учебных модулей по основам физики, механики и их разделов.The invention relates to teaching devices and is intended for studying the basics of electronics, acoustics, mechanics, while the universal platform is designed for mounting various research and training modules on the basics of physics, mechanics and their sections.

Из области техники известно устройство для изучения звуковых волн, содержащее прозрачную трубку, со стороны одного из торцов которой расположен источник звука, встроенный в заглушку, закрывающую этот торец, внутри трубки установлен с возможностью перемещения вдоль ее оси поршень, имеющий канал, через который обеспечивается возможность откачивания среды из трубки (см. патент на изобретение RU №2422912, Кл. G09B 23/14, оп. в 2011 г.). Известное устройство предназначено для проведения учебных опытов по изучению звуковых волн в условиях типового кабинета физики общеобразовательных учебных учреждений.A device for studying sound waves is known from the field of technology, containing a transparent tube, on the side of one of the ends of which there is a sound source built into a plug that closes this end, inside the tube a piston is installed with the ability to move along its axis, having a channel through which it is possible pumping out the medium from the tube (see patent for invention RU No. 2422912, CL. G09B 23/14, op. in 2011). The known device is intended for conducting educational experiments on the study of sound waves in a typical physics office of general educational institutions.

Известно устройство для исследования закона сохранения кинетического момента механической системы, содержащее основание, установленную в основании с возможностью вращения вокруг вертикальной оси симметричную рамку с вертикальными стойками и механизм создания кинетического момента, включающий в себя тело вращения, установленное в корпусе, который посредством горизонтальных полуосей шарнирно закреплен в вертикальных стойках рамки, электродвигатель, датчики угловых скоростей с блоком питания датчиков и электродвигателя, блок регистрации и обработки сигналов датчиков, в качестве блока регистрации и обработки сигналов датчиков применен персональный компьютер с аналого-цифровым преобразователем (см. патент на полезную модель RU №183308, Кл. G09B 23/10, оп. в 2018 г.). Данное устройство смонтировано на основании - платформе с вертикальными стойками и снабжено электродвигателем, датчиками угловых скоростей, блоком обработки данных с возможностью подключения к компьютеру.A device for studying the law of conservation of the angular momentum of a mechanical system is known, which contains a base installed in the base with the possibility of rotation about a vertical axis, a symmetrical frame with vertical struts and a mechanism for creating a angular momentum, which includes a body of rotation installed in a housing, which is hinged by means of horizontal semiaxes in the vertical racks of the frame, an electric motor, angular rate sensors with a power supply unit for sensors and an electric motor, a unit for recording and processing sensor signals, as a unit for recording and processing sensor signals, a personal computer with an analog-to-digital converter is used (see patent for a useful model RU # 183308 , CL G09B 23/10, op. In 2018). This device is mounted on a base - a platform with vertical posts and is equipped with an electric motor, angular rate sensors, a data processing unit with the ability to connect to a computer.

Известен способ обучения и контроля учащихся основам мехатроники с использованием комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации мехатронных систем, содержащего монтажную плиту - платформу, и выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоскости действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, устройства ручного и автоматического управления, (см. патент на изобретение RU №2678632, Кл. G09B 9/00, оп. в 2019 г.). В этом способе предусмотрено использование достаточно универсальной базы для монтажа разного учебного оборудования - монтажной плиты с элементами крепления. Однако эта плита предназначена только для установки унифицированного оборудования.A known method of teaching and monitoring students in the basics of mechatronics using a set of educational equipment for the installation, adjustment and operation of mechatronic systems, containing a mounting plate - a platform, and made with the possibility of placing on it in one mounting plane operating models of industrial mechanisms with pneumatic and electric drives, devices manual and automatic control, (see patent for invention RU No. 2678632, CL. G09B 9/00, op. in 2019). This method provides for the use of a sufficiently universal base for the installation of various educational equipment - a mounting plate with fasteners. However, this plate is intended only for the installation of standardized equipment.

Известен учебный комплект для изучения звуковых волн, характеризующийся тем, что он содержит, по меньшей мере, один источник звука, по меньшей мере, два чувствительных элемента, каждый из которых представляет собой микрофон с круговой диаграммой направленности, и электронный преобразователь, связанный с компьютером и предназначенный для обработки электрических сигналов от микрофонов и преобразования их в цифровой вид, при этом микрофоны подсоединены к электронному преобразователю посредством длинномерных кабелей (см. патент на изобретение RU №2473975, Кл. G09B 23/14, оп. в 2013 г.).Known training kit for the study of sound waves, characterized in that it contains at least one sound source, at least two sensing elements, each of which is a microphone with a circular directivity pattern, and an electronic transducer associated with a computer and designed for processing electrical signals from microphones and converting them into digital form, while the microphones are connected to the electronic converter by means of long cables (see patent for invention RU No. 2473975, CL. G09B 23/14, revised in 2013).

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является устройство для изучения звуковых волн по вышеописанному патенту на изобретение RU №2422912, предназначенный для проведения исследований в области акустики.The closest analogue to the claimed invention is a device for studying sound waves according to the above-described invention patent RU No. 2422912, intended for research in the field of acoustics.

Техническая проблема заключается в том, что описанные устройства и вышеуказанный комплект не предназначены для решения исследовательских задач, они не дают возможности управления процессом исследования и изменения условий исследования. В них остается нерешенной задача объединения вопросов одновременного изучения физики, механики и электроники на одной универсальной базе. Решение данной задачи не должно ограничиваться только возможностью обучения, оно должно давать возможность проводить различные демонстрации и ставить эксперименты.The technical problem lies in the fact that the described devices and the above set are not intended for solving research problems, they do not provide an opportunity to control the research process and change the research conditions. In them, the problem of combining the issues of the simultaneous study of physics, mechanics and electronics on one universal basis remains unresolved. The solution to this problem should not be limited only by the possibility of training, it should provide an opportunity to conduct various demonstrations and set up experiments.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи повышения универсальности и многофункциональности универсальной платформы и исследовательского модуля с возможностью проведения различных демонстраций и изменения условий проведения опытов и экспериментов при визуализации получаемых результатов.The present invention is aimed at solving the technical problem of increasing the versatility and multifunctionality of the universal platform and research module with the ability to conduct various demonstrations and change the conditions of experiments and experiments when visualizing the results obtained.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет того, что универсальная платформа, содержащая монтажную плиту с монтажными отверстиями и выполненная с возможностью размещения на ней действующих моделей механизмов с приводом, снабжена закрепленными на монтажной плите стойками швеллерообразного типа, оборудованными неподвижными площадками для установки элементов крепления различного оборудования, размещенными между стойками направляющую рельсового типа, винтовую пару в виде шпильки и гайки и подвижную каретку, связанную с приводом, причем каретка оснащена магнитным элементом, а привод выполнен в виде электродвигателя, расположенного под неподвижной площадкой с обратной стороны стойки относительно направляющей, при этом универсальная платформа снабжена системой управления измерениями с измерительным прибором, установленным на неподвижной площадке. А также за счет того. Что исследовательский модуль, включающий прозрачную длинномерную трубку с заглушкой, источник звука и установленный с возможностью перемещения вдоль оси трубки поршень со средством его перемещения, снабжен монтажной плитой с подвижной кареткой, связанной с электродвигателем, и измерительным прибором, размещенным на монтажной плите, а заглушка снабжена отверстием для установки сенсорного элемента измерительного прибора, при этом средство перемещения поршня выполнено в виде магнитных элементов, размещенных на подвижной каретке и в поршне, а электродвигатель и измерительный прибор связаны с системой управления измерениями. Изобретение поясняется чертежами.The solution to this technical problem is achieved due to the fact that a universal platform containing a mounting plate with mounting holes and made with the possibility of placing operating models of mechanisms with a drive on it is equipped with channel-type racks fixed on the mounting plate, equipped with fixed platforms for installing fasteners for various equipment placed between the posts a rail-type guide, a screw pair in the form of a stud and a nut and a movable carriage connected to the drive, and the carriage is equipped with a magnetic element, and the drive is made in the form of an electric motor located under a fixed platform on the back of the rack relative to the guide, while universal the platform is equipped with a measurement control system with a measuring device installed on a fixed platform. And also due to that. That the research module, including a transparent long tube with a plug, a sound source and a piston with a means for moving it installed with the ability to move along the axis of the tube, is equipped with a mounting plate with a movable carriage connected to an electric motor and a measuring device located on the mounting plate, and the plug is equipped a hole for installing the sensor element of the measuring device, while the means for moving the piston is made in the form of magnetic elements located on the movable carriage and in the piston, and the electric motor and the measuring device are connected to the measurement control system. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 универсальная платформа, фрагмент вида в изометрии. На фиг. 2 - исследовательский модуль, вид в изометрии. На фиг. 3 - система управления измерениями.FIG. 1 universal platform, fragment of isometric view. FIG. 2 - research module, isometric view. FIG. 3 - measurement control system.

Универсальная платформа предназначена для монтажа учебного или исследовательского оборудования с управляемыми элементами, а также для проведения занятий в интерактивном режиме. Универсальная платформа состоит из монтажной плиты 1 с монтажными отверстиями 2, стоек 3 швеллерообразного типа, оборудованных неподвижными площадками 4 и 5 для установки элементов 6 крепления вспомогательного оборудования и измерительного прибора 7. Между стойками 3 расположена направляющая 8 рельсового типа и винтовая пара в виде шпильки 9 и гайки (на рисунке не показано). Универсальная платформа снабжена подвижной кареткой 10 с возможностью перемещения вдоль направляющей 8 рельсового типа посредством шпильки 9. Каретка 10 оснащена магнитным элементом 11 и связана с электродвигателем 12 для перемещения вдоль направляющей 8 посредством шпильки 9, соединенной с двигателем 12 через муфту 13. Электродвигатель 12 расположен под площадкой 4 с прибором 7 с обратной стороны стойки 3 относительно направляющей 8. Такая конструкция платформы позволяет устанавливать на ней учебное и исследовательское оборудование различных типов на стойках 3, на каретке 10 располагать элементы воздействия на оборудование, связанные с системой управления измерениями, а на площадке 4 закреплять измерительные приборы 7 разного типа, также связанные с системой управления измерениями.The universal platform is designed for mounting educational or research equipment with controlled elements, as well as for conducting classes in an interactive mode. The universal platform consists of a mounting plate 1 with mounting holes 2, U-type racks 3, equipped with fixed platforms 4 and 5 for the installation of 6 fixing elements for auxiliary equipment and a measuring device 7. Between the racks 3 there is a rail-type guide 8 and a screw pair in the form of a pin 9 and nuts (not shown). The universal platform is equipped with a movable carriage 10 with the ability to move along the rail-type guide 8 by means of a pin 9. The carriage 10 is equipped with a magnetic element 11 and is connected to an electric motor 12 to move along the guide 8 by means of a pin 9 connected to the motor 12 through a clutch 13. The electric motor 12 is located under platform 4 with instrument 7 on the reverse side of the rack 3 relative to the rail 8. This design of the platform makes it possible to install educational and research equipment of various types on it on racks 3, on the carriage 10 to place elements of influence on the equipment associated with the measurement control system, and on the platform 4 fix measuring devices 7 of different types, also associated with the measurement control system.

На фиг. 2 показан пример реализации функций универсальной платформы с помощью исследовательского модуля, предназначенного для изучения основ электроники, акустики и механики. Исследовательский модуль включает прозрачную длинномерную трубку 14, которая может быть изготовлена из стекла, пластика или любого другого немагнитного материала. Преимущественно используют трубку 14 цилиндрического типа. Один торец трубки 14 открыт, а второй торец имеет съемную заглушку 15 с монтажным сквозным отверстием 16 для установки сенсорного элемента 17 (микрофона) измерительного прибора 7. Внутри трубки 14 расположен поршень 18. В поршне 18 расположен источник звука - компактный динамик (на рисунке не показано). К источнику звука подключен генератор звука (на рисунке не показано), задающий частоту, при этом генератор звука связан с системой управления измерениями, которая имеет возможность менять параметры звука. Источник звука выставлен таким образом, что его акустическая ось совпадает с осью трубки 14, а генерируемые им звуковые волны направлены внутрь трубки 14. Конструкция поршня 18 может быть различной. Конфигурация поршня 18 зависит от условий эксперимента. На фигуре 1 и 2 изображен поршень 18 наборного типа, одна из пластин 19 которого изготовлена из магнитного материала для взаимодействия с магнитным элементом 11 каретки 10 универсальной платформы. Торцевая поверхность поршня 18, обращенная в сторону заглушки 15, выполнена звукоотражающей. В поршне 18 предусмотрено сквозное отверстие 20 для подвода проводов (на рисунке не показано) к динамику, расположенных в полости трубки 14. Для контроля перемещения поршня 18 относительно трубки 14 на этапе настройки исследовательского модуля и корректировки его работы используют шкалу (на рисунке не показано), которая может быть нанесена на поверхность трубки 14.FIG. 2 shows an example of the implementation of the functions of a universal platform using a research module designed to study the basics of electronics, acoustics and mechanics. The research module includes a transparent long tube 14, which can be made of glass, plastic, or any other non-magnetic material. The tube 14 is preferably of a cylindrical type. One end of the tube 14 is open, and the second end has a removable plug 15 with a mounting through hole 16 for installing the sensor element 17 (microphone) of the measuring device 7. Inside the tube 14 there is a piston 18. In the piston 18 there is a sound source - a compact speaker (in the figure, not shown). A sound generator is connected to the sound source (not shown in the figure), which sets the frequency, while the sound generator is connected to the measurement control system, which has the ability to change the sound parameters. The sound source is set in such a way that its acoustic axis coincides with the axis of the tube 14, and the sound waves generated by it are directed inside the tube 14. The design of the piston 18 can be different. The configuration of the piston 18 depends on the experimental conditions. Figures 1 and 2 show a piston 18 of the typesetting type, one of the plates 19 of which is made of magnetic material for interaction with the magnetic element 11 of the carriage 10 of the universal platform. The end surface of the piston 18, facing the plug 15, is made sound-reflecting. A through hole 20 is provided in the piston 18 for supplying wires (not shown in the figure) to the speaker located in the cavity of the tube 14. To control the movement of the piston 18 relative to the tube 14 at the stage of setting up the research module and adjusting its operation, use a scale (not shown in the figure) , which can be applied to the surface of the tube 14.

Система управления измерениями включает измерительный прибор 7, установленный на площадке 4. Измерительный прибор 7 расположен таким образом, чтобы сенсорный элемент 17 был установлен в монтажном сквозном отверстии 16 заглушки 15. Прибор 7 может иметь посадочное гнездо (на рисунке не показано) для крепления к площадке 4. На противоположной торцевой поверхности прибора 7 расположены: гнездо USB-порта 21 для подключения внешних устройств, например, компьютера 22, и аналоговый выход 23 для подключения к плате 24 открытой архитектуры. В свою очередь плата 24 открытой архитектуры связана с электродвигателем 12 каретки 10. Прибор 7 оснащен радиоканалом 25 для беспроводной передачи данных, например, на мобильное устройство 26.The measurement control system includes a measuring device 7 installed on the site 4. The measuring device 7 is located so that the sensor element 17 is installed in the mounting through hole 16 of the plug 15. The device 7 may have a mounting socket (not shown in the figure) for attachment to the site 4. On the opposite end surface of the device 7 there are: a USB port socket 21 for connecting external devices, for example, a computer 22, and an analog output 23 for connecting to an open architecture board 24. In turn, the board 24 of the open architecture is connected to the electric motor 12 of the carriage 10. The device 7 is equipped with a radio channel 25 for wireless data transmission, for example, to a mobile device 26.

Универсальную платформу и исследовательский модуль используют следующим образом. На фиг. 1 и 2 показан пример реализации универсальной платформы с исследовательским модулем, предназначенным для проведения учебных опытов и демонстрационных экспериментов при изучении раздела физики «Акустика». Источник звука - динамик (на рисунке не показан) встроен в поршень 17. Поскольку та сторона поршня 17, которая обращена в сторону заглушки 14, и сама заглушка 14 имеют звукоотражающие поверхности, то звуковая волна распространяется от источника звука к звукоотражающей поверхности и отражается обратно. Первоначальная и отраженная волны складываются меду собой и образуют «стоячую» или «бегущую» волны. Изменяя положение поршня 18, подбирают условие, когда волна становится «стоячей». Сенсорный элемент 17 измерительного прибора 7 связан с системой управления измерениями и дает возможность получать на мониторе компьютера 22 наглядное изображение амплитуды звуковой волны. На шкале также можно фиксировать положение поршня 18, при котором громкость звука является максимальной, и измерять длину «стоячей» волны. Поршень 18 продольно перемещают в трубке 14 относительно направляющей 8 рельсового типа с помощью магнитного элемента 11, установленного на каретке 10. Электродвигатель 12 перемещает каретку 10 вдоль шпильки 9, а магнитный элемент 11 перемещает поршень 18, воздействуя на его магнитную пластину 19. Если с помощью звукового генератора возбудить колебания воздуха в трубке 14, то при совпадении частоты генератора с одной из собственных частот колебательного контура, состоящего из фрагмента трубки 14, заглушки 15 и поршня 18, наступает резонанс - в трубке 14 образуется «стоячая» волна. Это явление обнаруживают по увеличению громкости звука и максимальной амплитуде сигнала на экране монитора компьютера 22. При получении эффекта «стоячей» волны с чередованием амплитуд «максимум» и «минимум» также можно измерять и по шкале расстояние между соседними «максимумами». Изменяя частоту звука, получают различные гармоники - обертона. На плату 24 открытой архитектуры системы управления измерениями через аналогово-цифровой преобразователь поступает сигнал от измерительного прибора 7. После обработки сигнала контроллером плата 24 дает команду электродвигателю 12 для перемещения каретки 10 и соответственно поршня 18. Таким образом, имея обратную связь с результатами перемещения электродвигателя 12, можно уменьшать скорость движения поршня 18 при подходе к пиковому значению и получать на мониторе компьютера 22 более точные значения в экстремумах. При необходимости можно дополнить контроллер платы 24 средствами ручного управления.The universal platform and research module is used as follows. FIG. Figures 1 and 2 show an example of the implementation of a universal platform with a research module designed for conducting educational experiments and demonstration experiments in the study of the physics section "Acoustics". The sound source - a speaker (not shown) is built into the piston 17. Since the side of the piston 17 facing the plug 14 and the plug 14 itself have sound-reflecting surfaces, the sound wave propagates from the sound source to the sound-reflecting surface and is reflected back. The initial and reflected waves are added to the honey by themselves and form a "standing" or "running" wave. By changing the position of the piston 18, the condition is selected when the wave becomes "standing". The sensor element 17 of the measuring device 7 is connected with the measurement control system and makes it possible to obtain a visual image of the amplitude of the sound wave on the computer monitor 22. On the scale, you can also fix the position of the piston 18 at which the sound volume is maximum, and measure the length of the "standing" wave. The piston 18 is moved longitudinally in the tube 14 relative to the rail-type guide 8 by means of a magnetic element 11 mounted on the carriage 10. The electric motor 12 moves the carriage 10 along the pin 9, and the magnetic element 11 moves the piston 18 by acting on its magnetic plate 19. If using sound generator excite air vibrations in tube 14, then when the frequency of the generator coincides with one of the natural frequencies of the oscillating circuit, consisting of a fragment of tube 14, plug 15 and piston 18, resonance occurs - a "standing" wave is formed in tube 14. This phenomenon is detected by an increase in the sound volume and the maximum amplitude of the signal on the computer monitor 22. When a “standing” wave effect with alternating amplitudes “maximum” and “minimum” is obtained, the distance between adjacent “maxima” can also be measured on a scale. By changing the frequency of the sound, various harmonics - overtones - are obtained. The signal from the measuring device 7 is supplied to the board 24 of the open architecture of the measurement control system through the analog-to-digital converter. After processing the signal by the controller, the board 24 gives a command to the electric motor 12 to move the carriage 10 and, accordingly, the piston 18. Thus, having feedback with the results of the movement of the electric motor 12 , it is possible to reduce the speed of movement of the piston 18 when approaching the peak value and obtain on the computer monitor 22 more accurate values at the extremes. If necessary, the controller of the board 24 can be supplemented with manual controls.

На универсальной платформе можно монтировать оборудование из других разделов экспериментальной физики. Например, с помощью соленоида и прибора для измерения магнитного поля можно изучать распределение магнитного поля по одной координате. А при использовании установки «Изотерма», перемещая с помощью каретки 10 поршень 18, можно изменять внутренний объем воздушного резервуара, при этом при помощи прибора для измерения давления исследовать закономерности изотермического процесса.Equipment from other sections of experimental physics can be mounted on a universal platform. For example, using a solenoid and a magnetic field meter, you can study the distribution of the magnetic field along one coordinate. And when using the "Isotherma" installation, moving the piston 18 with the help of the carriage 10, it is possible to change the internal volume of the air reservoir, while using a pressure measuring device to investigate the regularities of the isothermal process.

Универсальная платформа и исследовательский модуль представляют собой набор-конструктор для изучения электроники, физики и механики, а также для проведения различных исследований, объединяя в себе задачи по механической сборке корпусных элементов, монтажу электрических схем, с использованием приборов для измерения различных показателей, цифровой обработки их сигналов, взаимодействию различных элементов комплекта посредством проводного протокола, а также взаимодействия комплекта в целом с системой управления измерениями. Универсальную платформу и исследовательский модуль можно использовать в школах, средних учебных заведениях и в высшей школе, а также при проведении различных научных экспериментов.The universal platform and research module is a set-design for the study of electronics, physics and mechanics, as well as for various research, combining the tasks of mechanical assembly of body elements, installation of electrical circuits, using instruments for measuring various indicators, digital processing of them signals, the interaction of various elements of the set via a wired protocol, as well as the interaction of the set as a whole with the measurement control system. The universal platform and research module can be used in schools, secondary schools and high schools, as well as in various scientific experiments.

Универсальная платформа и исследовательский модуль предназначены для поставки в учебные заведения в виде набора-конструктора с инструкцией по сбору различных вариантов модуля для проведения опытов и демонстраций и всеми необходимыми для этого деталями. Плата 24 открытой архитектуры обеспечивает управление электродвигателем 12 с кареткой 10 для получения различных показателей в изучаемых модулях.The universal platform and research module are intended for delivery to educational institutions in the form of a kit-constructor with instructions for collecting various module options for conducting experiments and demonstrations and all the details necessary for this. The open architecture board 24 controls the motor 12 with the carriage 10 to obtain various values in the modules under study.

Поскольку перед проведением экспериментов с универсальной платформой и исследовательским модулем ученики либо студенты предварительно должны ознакомиться с основами электроники, работы системы управления и соответствующего раздела физики или механики, а затем собрать исследовательский модуль, протестировать его работу и выполнить задания по изучению механики с помощью этого модуля, то его использование в программе обучения дает возможность одновременного получения не только теоретических знаний, но и приобретения практических навыков в работе с электронной и измерительной техникой.Since before experimenting with the universal platform and research module, pupils or students must first familiarize themselves with the basics of electronics, the operation of the control system and the corresponding section of physics or mechanics, and then assemble the research module, test its work and complete tasks for studying mechanics using this module. then its use in the training program makes it possible to simultaneously obtain not only theoretical knowledge, but also the acquisition of practical skills in working with electronic and measuring equipment.

Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения, заключается в повышении универсальности и многофункциональности учебного прибора и исследовательского модуля с возможностью проведения различных демонстраций и изменения условий проведения опытов и экспериментов при визуализации получаемых результатов.Thus, the technical result achieved with the use of the claimed invention is to increase the versatility and multifunctionality of the training device and research module with the ability to conduct various demonstrations and change the conditions for conducting experiments and experiments when visualizing the results obtained.

Claims (3)

1. Универсальная платформа, содержащая монтажную плиту с монтажными отверстиями и выполненная с возможностью размещения на ней действующих моделей механизмов с приводом, отличающаяся тем, что она снабжена закрепленными на монтажной плите стойками швеллерообразного типа, оборудованными неподвижными площадками для установки элементов крепления различного оборудования, размещенными между стойками направляющую рельсового типа, винтовую пару в виде шпильки и гайки и подвижную каретку, связанную с приводом, причем каретка оснащена магнитным элементом, а привод выполнен в виде электродвигателя, расположенного под неподвижной площадкой с обратной стороны стойки относительно направляющей, при этом универсальная платформа снабжена системой управления измерениями с измерительным прибором, установленным на неподвижной площадке.1. A universal platform containing a mounting plate with mounting holes and made with the possibility of placing operating models of mechanisms with a drive on it, characterized in that it is equipped with U-shaped racks fixed on the mounting plate, equipped with fixed platforms for mounting fasteners of various equipment, located between racks, a rail-type guide, a screw pair in the form of a stud and a nut and a movable carriage connected to the drive, and the carriage is equipped with a magnetic element, and the drive is made in the form of an electric motor located under the fixed platform on the back of the rack relative to the guide, while the universal platform is equipped with a system measurement control with a measuring device installed on a fixed platform. 2. Исследовательский модуль, включающий прозрачную длинномерную трубку с заглушкой, источник звука и установленный с возможностью перемещения вдоль оси трубки поршень со средством его перемещения, отличающийся тем, что модуль снабжен монтажной плитой с подвижной кареткой, связанной с электродвигателем, и измерительным прибором, размещенным на монтажной плите, а заглушка снабжена отверстием для установки сенсорного элемента измерительного прибора, при этом средство перемещения поршня выполнено в виде магнитных элементов, размещенных на подвижной каретке и в поршне, а электродвигатель и измерительный прибор связаны с системой управления измерениями.2. Research module, which includes a transparent long tube with a plug, a sound source and a piston with a means for moving it mounted with the ability to move along the axis of the tube, characterized in that the module is equipped with a mounting plate with a movable carriage connected to an electric motor and a measuring device located on mounting plate, and the plug is provided with a hole for installing the sensor element of the measuring device, while the means for moving the piston is made in the form of magnetic elements located on the movable carriage and in the piston, and the electric motor and the measuring device are connected to the measurement control system. 3. Модуль по п. 2, отличающийся тем, что измерительный прибор системы управления измерениями снабжен радиоканалом для беспроводной передачи данных, USB-портом для подключения внешних устройств и аналоговый выходом для подключения к плате открытой архитектуры, при этом плата открытой архитектуры связана с электродвигателем подвижной каретки.3. The module according to claim 2, characterized in that the measuring device of the measurement control system is equipped with a radio channel for wireless data transmission, a USB port for connecting external devices and an analog output for connecting to an open architecture board, while the open architecture board is connected to a moving motor carriages.
RU2020109516A 2020-03-04 2020-03-04 Universal platform and research module RU2732799C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020109516A RU2732799C1 (en) 2020-03-04 2020-03-04 Universal platform and research module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020109516A RU2732799C1 (en) 2020-03-04 2020-03-04 Universal platform and research module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2732799C1 true RU2732799C1 (en) 2020-09-22

Family

ID=72922301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020109516A RU2732799C1 (en) 2020-03-04 2020-03-04 Universal platform and research module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2732799C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201359797Y (en) * 2009-03-02 2009-12-09 德州学院 Multifunctional standing wave experiment instrument
CN201812412U (en) * 2010-09-21 2011-04-27 德州学院 Automatic standing wave experiment instrument
RU2422912C1 (en) * 2010-09-27 2011-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Химлабо" Device for studying sound waves (versions)
CN203055262U (en) * 2013-02-02 2013-07-10 王志海 Moving film bottom type air column resonance and sound velocity measurement teaching demonstration device
CN205091049U (en) * 2015-11-14 2016-03-16 江苏华明科教设备有限公司 Measurement device for sound wave wavelength
CN109637304A (en) * 2019-01-23 2019-04-16 长江大学 A kind of standing wave demonstrating instrument

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201359797Y (en) * 2009-03-02 2009-12-09 德州学院 Multifunctional standing wave experiment instrument
CN201812412U (en) * 2010-09-21 2011-04-27 德州学院 Automatic standing wave experiment instrument
RU2422912C1 (en) * 2010-09-27 2011-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Химлабо" Device for studying sound waves (versions)
CN203055262U (en) * 2013-02-02 2013-07-10 王志海 Moving film bottom type air column resonance and sound velocity measurement teaching demonstration device
CN205091049U (en) * 2015-11-14 2016-03-16 江苏华明科教设备有限公司 Measurement device for sound wave wavelength
CN109637304A (en) * 2019-01-23 2019-04-16 长江大学 A kind of standing wave demonstrating instrument

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100439929C (en) Transverse piezoelectric strain constant measuring method by piezoelectric material quasistatic method and system thereof
CN201007868Y (en) Doppler effect and sound velocity integrated experimental instrument
JP3425365B2 (en) Apparatus and method for testing structure
CN104406756B (en) Simulated engine blade working environment mono-/bis-sound wave exciting test system and method
CN112098981B (en) Dynamic amplitude calibration device for laser displacement sensor
CN112684008A (en) Intelligent laboratory measurement system for sound insulation quantity of building component
RU2732799C1 (en) Universal platform and research module
RU103957U1 (en) DEMONSTRATION SYSTEM FOR THE STUDY OF PHYSICAL PHENOMENA "UNIVERSAL"
US4468760A (en) Directional line-hydrophone array calibrator
US20230213014A1 (en) Test system for turbine comprehensive performance of pneumatic wave energy converter
RU2118806C1 (en) Vibration-testing machine
CN202372253U (en) Portable digital vibration platform
CN107703439A (en) A kind of automation signal loss test device
RU2755547C1 (en) Measuring module for measuring humidity
RU2766531C1 (en) Measuring module
CN110022522B (en) System and method for measuring resonant frequency of loudspeaker vibrating component excited by vibration exciter
CN113496644B (en) Portable vibration teaching experiment table
CN215179919U (en) Building element sound insulation volume intelligence laboratory measuring device
RU2755082C1 (en) Measuring unit for voltage measurement
RU2756082C1 (en) Measuring module for measuring the magnetic field
RU2762516C1 (en) Measuring unit
CN206269919U (en) Violin entirety acoustic vibration and the measuring system of firmware vibration
CN218411617U (en) Vibration bearing tester for assembled rack
CN201655115U (en) Sensor experimental instrument
CN214667527U (en) Test equipment