УЧЕБНЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2009 года по МПК G09B7/02 

Описание патента на изобретение RU2343555C1

Изобретение относится к устройствам обучения и предназначено для использования при изучении электротехнических дисциплин в различных учебных заведениях среднего и высшего профессионального обучения.

В настоящее время известны устройства для обучения, среди которых можно выделить следующие.

Известно устройство для оценки ответов обучаемых по авт. свид. SU №1417022 А2, G09B 7/02, приор. 1986.12.30, опубл. 1988.08.15, содержащее планшетное устройство для ввода учебной информации, блок регистрации задания, блок оценки задания, формирователь одиночных импульсов и два блока индикации.

Известно устройство для оценки ответов обучаемых по авт. свид. SU №1511757 А2, G09B 7/02, приор. 1988.01.18, опубл. 1989.09.30, содержащее устройство ввода учебной информации, блок оценки, блок управления и регистрации ошибок, формирователь импульсов и блок индикации.

В качестве прототипа выбрано устройство для обучения по патенту RU №2136054 С1, 6 G09B 7/02, приор. 1997.01.14, опубл. 1999.08.27. Известное устройство содержит блок ввода учебной информации, выполненный в виде планшета или плаката с магнитными и магнитоуправляемыми элементами, электронные блок оценки, блок управления и регистрации ошибок, два блока индикации и генератор (формирователь) импульсов, соединенных между собой определенным образом для достижения поставленной задачи.

Известные устройства [1-3] имеют общие недостатки. Так планшеты с входной учебной информацией связаны с электронной частью учебных стендов посредством шнуровой коммутации, что ведет к снижению их надежности в целом. Выполнение блоков электронной части известных устройств по жесткой схеме на элементах среднего уровня интеграции и невозможность использования программных средств имитации существенно ограничивает их функциональные возможности, ведет к снижению качества обучения.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого учебного комплекса, является расширение функциональных возможностей при изучении электротехнических дисциплин за счет использования средств вычислительной техники и моделирующих программ.

Для достижения технического результата в учебном комплексе, содержащем блок оценки, подключенный одними выводами к блоку индикации, другими - к сменному модулю, а третьими - к персональной ЭВМ, его блок оценки выполнен в виде последовательно включенных функционального генератора и осциллографа, а также источника вторичного электропитания, его первые, вторые и третьи силовые выходы подключены к одноименным входам функционального генератора, осциллографа и сменного модуля соответственно, а информационный выход соединен с первым входом блока индикации, его второй вход подключен к информационному выходу сменного модуля, информационный вход которого подключен к одноименному выходу функционального генератора, измерительные выводы осциллографа подключены к одноименным входам сменного модуля, при этом персональная ЭВМ содержит блок системный, параллельно подключенный через двунаправленные интерфейсные шины к периферийным устройствам ввода и вывода, функциональному генератору блока оценки и внешним интерфейсным шинам соответственно.

Устройство поясняется чертежами. На фиг.1 показана блок-схема учебного комплекса, на фиг.2 приведена фотография его внешнего вида.

Учебный комплекс (фиг.1) содержит блок 1 оценки, состоящий из функционального генератора 2, осциллографа 3 и источника 4 вторичного электропитания (ИВЭП), сменный модуль 5, блок 6 индикации, персональную ЭВМ (ПЭВМ) 7, в состав которой входят блок 8 системный, периферийные устройства 9,10 ввода и вывода и интерфейсные шины 11.

Осциллограф 3 блока 1 оценки через функциональный генератор 2 по двунаправленным интерфейсным шинам подключен к одним выводам блока 8 системного ПЭВМ 7. Его другие выводы параллельно подключены через двунаправленные интерфейсные линии связи к выводам периферийных устройств 9 и 10 ввода и вывода и к интерфейсной шине 11 соответственно. Силовые входы функционального генератора 2, осциллографа 3 и сменного модуля 5 подключены к одноименным выходам ИВЭП 4 блока 1 оценки. Информационные выходы ИВЭП 4 и сменного модуля 5 подсоединены к первому и второму информационным входам блока 6 индикации. Информационный выход функционального генератора 2 подключен к одноименному входу сменного модуля 5, а его измерительные входы подключены к соответствующим выводам осциллографа 3 блока 1 оценки.

Учебный комплекс работает следующим образом.

Первоначально, когда блок 1 оценки учебного комплекса (фиг.1) обесточен, производят установку требуемого сменного модуля 5 в ламели разъема, на печатной плате которого размещается учебная схема с электронными и/или электромеханическими компонентами, подлежащая исследованию. Измерительные щупы каналов А и В осциллографа 3 блока 1 оценки подсоединяются к контактным группам заданных точек учебной схемы сменного модуля 5.

После чего ИВЭП 4 блока 1 оценки подключают к питающей цепи, включая сетевой индикатор «Сеть» (на фиг.1 не показано) блока 6 индикации и подавая питающие напряжения на функциональный генератор 2, осциллограф 3 и сменный модуль 5. С этого момента учебный комплекс подготовлен к выполнению натурно-виртуального моделирования, которое проводится следующим образом.

Через периферийные устройства 9 ввода (клавиатуру и манипулятор «мышь») и блок 8 системный ПЭВМ 7 комплекса запускаются и настраиваются функциональный генератор 2 и осциллограф 3 блока 1 оценки. На периферийных устройствах 10 вывода (мониторе, видеопроекторе) отображаются лицевые панели указанных измерительных приборов с органами управления.

По управляющим сигналам блока 8 системного ПЭВМ 7 функциональный генератор 2 по информационному выходу подает на одноименный вход сменного модуля 5 электрические сигналы заданной формы (синусоидальной, треугольной или прямоугольной) и значениями параметров. Они проходят в электрическую цепь учебной схемы сменного модуля 5 и отображают физические процессы в исследуемых ее точках, которые фиксируются щупами измерительных каналов А и В осциллографа 3 блока 1 оценки. Режимы работы отдельных элементов учебной схемы сменного модуля 5 отображаются на индикаторных элементах блока 6 индикации.

Считанные щупами осциллографа 3 сигналы измерительной информации исследуемых физических процессов далее поступают в осциллограф 3, преобразуются в цифровой формат и через функциональный генератор 2 блока 1 оценки передаются по двунаправленным интерфейсным линиям связи в блок 8 системный ПЭВМ 7 с последующим отображением на виртуальной лицевой панели осциллографа, сформированной на его периферийных устройствах 10 вывода (монитора, видеопроектора и др.).

При этом получаемое изображение сигналов исследуемых процессов в заданной точке учебной схемы сменного модуля 5 комплекса оценивается качественно (по форме) и количественно (по числовым параметрам) оборудованием блока 1 оценки комплекса, что позволяет обучаемому наблюдать физические процессы в динамике и статике, запоминать отдельные процессы с их числовыми данными в памяти ПЭВМ 7, производить детализацию их отдельных фрагментов, накапливать статистические данные физического эксперимента и производить их обработку посредством программных статистических программных средств ПЭВМ 7 комплекса. Результаты исследований посредством периферийных устройств 10 вывода (печатающее устройство, графопостроитель) ПЭВМ 7 комплекса могут быть отображены на бумажном носителе.

При подключении блока 8 системного ПЭВМ 7 комплекса в локальную вычислительную сеть учебного заведения измерительная информация о ходе эксперимента может передаваться другим пользователям сети для ознакомления. При этом каждый пользователь сети, оснащенный аналогичным учебным комплексом, получает возможность выполнения физического эксперимента по выбранной тематике, реализуемой на конкретном комплексе сети. Это дает возможность оптимизировать аппаратные средства индивидуального учебного комплекса при одновременном расширении его функциональных возможностей.

После проведения физического эксперимента обучаемый имеет возможность с использованием технических средств учебного комплекса провести виртуальный эксперимент заданной задачи, используя соответствующие программные средства для схемотехнического моделирования, и провести сравнительный анализ полученных данных в ходе натурно-виртуального моделирования. Кроме этого, виртуальный эксперимент позволяет обучаемому провести моделирование нестандартных режимов (процессов) работы электронной, электромеханической схемы или отдельного ее компонента по их математическим моделям, которые трудно или невозможно создать на реальных объектах.

Такой подход в реализации задач моделирования электронных и электромеханических схем посредством предлагаемого учебного комплекса существенно расширяет его функциональные возможности и направлен на повышение качества обучения при изучении электротехнических дисциплин среднего и высшего профессионального обучения. Его универсальность, возможность наращивания номенклатуры учебных задач, определяемых количеством электронных схем сменных модулей 5, высокой наглядностью их компонент, отсутствие шнуровой коммутации и возможность применения широкого парка контрольно-измерительных приборов отличает учебный комплекс от аналогов и прототипа, позволяя обеспечить достижение положительного эффекта.

В настоящее время создана партия учебных комплексов для учебных заведений среднего и высшего профессионального обучения, которые успешно прошли комплексные испытания.

Источники информации

1. Авт. свид. SU №1417022 А2, приор. 1986.12.10, опубл. 1988.08.15.

2. Авт. свид. SU №1511757 А2, приор. 1988.01.18, опубл. 1989.09.30.

3. Патент RU №2136054 С1, приор. 1997.06.14, опубл. 1999.08.27, прототип.

Похожие патенты RU2343555C1

название год авторы номер документа
УЧЕБНЫЙ КОМПЛЕКС 2009
  • Дёмин Станислав Борисович
  • Ермолаев Николай Александрович
  • Шадрин Михаил Павлович
  • Власов Геннадий Сергеевич
RU2405211C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ 2009
  • Семёнкин Виктор Владимирович
  • Дёмин Станислав Борисович
  • Петров Евгений Алексеевич
  • Митюряев Александр Николаевич
  • Дёмин Евгений Станиславович
RU2429203C1
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ДОЗИРУЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ 2012
  • Синенков Дмитрий Валерьевич
  • Дёмин Станислав Борисович
RU2530154C2
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ДВУХКООРДИНАТНЫЙ НАКЛОНОМЕР 2008
  • Воронцов Александр Анатольевич
  • Дёмин Евгений Станиславович
  • Дёмин Станислав Борисович
RU2389975C2
ТРЕНАЖЕРНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЭКИПАЖЕЙ КОРАБЛЕЙ 2007
  • Новиков Евгений Станиславович
  • Пялов Владимир Николаевич
  • Романчиков Вячеслав Иванович
  • Николаев Владимир Федорович
  • Барбанель Борис Аронович
  • Ляпустина Ольга Викторовна
  • Курносов Андрей Алексеевич
  • Москаленко Надежда Васильевна
  • Атаев Вячеслав Григорьевич
  • Глушков Игорь Борисович
  • Бычков Владимир Александрович
  • Завадский Николай Викторович
  • Харитонов Михаил Владимирович
RU2340950C1
ТИПОВОЙ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ ТРЕНАЖЕР ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ 2016
  • Дорошев Александр Васильевич
  • Бикмухаметов Рафаэль Маратович
  • Шалимов Игорь Анатольевич
  • Киселев Павел Борисович
RU2630770C1
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА НАКЛОНА 1991
  • Демин Станислав Борисович
RU2075728C1
Автоматизированный учебно-лабораторный комплекс 2017
  • Автаев Сергей Николаевич
  • Душутин Константин Александрович
  • Агеев Вадим Александрович
RU2661317C1
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ 2007
  • Семенкин Виктор Владимирович
  • Петров Евгений Алексеевич
  • Демин Станислав Борисович
  • Митюряев Александр Николаевич
RU2341337C1
СТЕНД ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 2008
  • Васильев Алексей Евгеньевич
  • Криушов Алексей Вячеславович
  • Шилов Максим Михайлович
RU2402822C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 343 555 C1

Реферат патента 2009 года УЧЕБНЫЙ КОМПЛЕКС

Изобретение относится к устройствам обучения и предназначено для использования при изучении электротехнических дисциплин. Учебный комплекс содержит блок 1 оценки, состоящий из функционального генератора 2, осциллографа 3 и источника 4 вторичного электропитания, сменный модуль 5, блок 6 индикации, персональную ЭВМ 7, содержащую блок 8 системный, периферийные устройства 9, 10 ввода и вывода, интерфейсные шины 11, и заключается в подаче измерительных сигналов заданной формы и параметров в исследуемую учебную схему сменного модуля. Изобретение позволяет улучшить функциональные возможности, что приводит к повышению качества обучения при изучении электротехнических дисциплин. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 343 555 C1

Учебный комплекс, содержащий блок оценки, подключенный одними выводами к блоку индикации, другими - к сменному модулю, а третьими - к персональной ЭВМ, отличающийся тем, что блок оценки выполнен в виде последовательно включенных функционального генератора и осциллографа, а также источника вторичного электропитания, его первые, вторые и третьи силовые выходы подключены к одноименным входам функционального генератора, осциллографа и сменного модуля соответственно, а информационный выход соединен с первым входом блока индикации, его второй вход подключен к информационному выходу сменного модуля, информационный вход которого подключен к одноименному выходу функционального генератора, измерительные выводы осциллографа подключены к одноименным входам сменного модуля, при этом персональная ЭВМ содержит блок системный, параллельно подключенный через двунаправленные интерфейсные шины к периферийным устройствам ввода и вывода, функциональному генератору блока оценки и внешним интерфейсным шинам соответственно.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2343555C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ 1997
  • Дмитриев В.В.
  • Кутовой С.С.
  • Белов А.Б.
  • Сергеев Д.С.
RU2136054C1
Прибор для демонстрации сложения и разложения траектории сложных движений 1980
  • Даминов Рустам Валиевич
  • Даминова Раиса Махмуриевна
  • Тагиров Рифкат Бикмуллович
SU953655A1
RU 53056 U1, 27.04.2006
Прибор для отбора средних проб газов из цилиндров двигателей внутреннего горения 1937
  • Мирющенко А.А.
SU53055A1
CN 1556511 A, 22.12.2004.

RU 2 343 555 C1

Авторы

Дёмин Станислав Борисович

Ермолаев Николай Александрович

Шадрин Михаил Павлович

Фролов Геннадий Васильевич

Даты

2009-01-10Публикация

2007-05-24Подача