声光演示热传递装置的制作方法

技术领域：

本发明涉及电子控制领域，特别是一种声光演示热传递装置。

背景技术：
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现有小学科学教科版五年级下册第二单元第六课，《热怎样热传递的》的一文，实验用蜡烛或者凡士林粘贴火柴梗，火柴梗掉落会受粘贴凡士林的量及粘贴牢度的影响，用酒精灯加热作热传递实验，简单方便，如果进行演示实验，火柴梗掉落，火柴梗较小，后排学生远，难以看清楚，作演示实验时效果欠佳。

技术实现要素：
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本发明目的，针对用酒精灯加热金属作热传递实验，实验用蜡烛或者凡士林间隔一段距离粘贴火柴梗在导热体上，用酒精灯加热金属作热传递实验，火柴梗掉落，火柴梗较小，演示实验的效果欠佳的问题，提供一种热传递的电子实验演示装置，随着热量传递，热从温度高的一端传递到温度低的一端，导热体上间隔一段距离连接有热敏电阻，利用热敏电阻的温度特性，导热体受热后，经电路识别，各个基本单元电路不同颜色的led灯组依次点亮，如果在导热体的另一端加热，led灯组则反向依次点亮，同时控制相应顺序的数字语音发声，光耦输出端接通后断开，便于后续控制；变换形式的新颖演示，给学生带来另一种科学体验，能进一步激发学生的好奇心与求知欲，形象具体，直观醒目，演示效果好。

声光演示热传递装置，其特征在于，由导热体(1)，热敏电阻(2)，识别驱动电路(3)，led灯组(4)，声控电路(5)组成；电源的正极连接导热体(1)，导热体(1)连接热敏电阻(2)rt1至识别驱动电路(3)精密电压基准集成电路ka1的取样端，识别驱动电路(3)精密电压基准集成电路ka1的取样端连接电阻r7至电源的负极，识别驱动电路(3)精密电压基准集成电路ka1的接地端接电源的负极，识别驱动电路(3)精密电压基准集成电路ka1的控制端接电阻r6、光耦pc2输入端负端，光耦pc2输入端正端至电源正极，光耦pc2输出端正端接电源正极，识别驱动电路(3)光耦pc2输出端负端连接电阻r5、led灯组(4)td1、至电源的负极，识别驱动电路(3)光耦pc2输出端负端连接声控电路(5)的电阻r2接三极管q1基极，三极管q1的发射极接电源负极，三极管q1的集电极经电阻r1、光耦pc1输入端至电源正极，光耦pc1输出端连接电子语音计算器的“相应数字”如数字(“1”)的按钮两端接点，连接时注意相应数字按钮两端接点信号的高低端；识别驱动电路(3)光耦pc2输出端负端连接声控电路(5)电阻r4接三极管q2的基极，三极管q2的基极接电阻r3至电源负极，电容c1与电阻r3并接，三极管q2的发射极接电源负极，三极管q2的集电极接三极管q1的基极；从而组成一个基本单元电路；根据需要可以连接多组基本单元电路，各个基本单元电路的热敏电阻依次连接在导热体上，即从热源端开始，间隔的取样点上连接各个基本单元的热敏电阻；基本单元电路的声控电路(5)光耦输出端连接电子语音计算器的相应数字的按钮两端接点，声控电路(5)光耦输出端接通后断开，热量传递时，相应顺序指示灯点亮同时相应数字发声；导热体可以用不同形状材料的金属。

工作过程：本案以四组单元电路a、电路b、电路c、电路d为例，做演示实验时，接通电源，用酒精灯等热源加热其中一端，或者其中一点，随着热量传递，热从温度高的一端传递到温度低的一端，如果热从导热体左端z向导热体右端y传递，导热体上间隔一段距离连接有热敏电阻，加热左端z点时，热沿着导热体传递，热敏电阻rt1、热敏电阻rt2、热敏电阻rt3、热敏电阻rt4按顺序连接，热敏电阻为负温度系数的热敏电阻，其阻值随着温度升高而降低；经过精密电压基准集成电路ka1的取样识别，各个基本单元电路的led灯组依次点亮，灯组可以用不同颜色led灯组成，如果在导热体的另一端加热，led灯组则反向依次点亮，基本单元电路的光耦的输出端连接电子语音计算器的“相应数字”(单元电路有四组时，数字为1、2、3、4)的按钮两端接点接通，控制相应顺序的数字语音发声，光耦输出端接通后断开，便于后续控制；

以基本单元电路a为例说明，热沿着导热体传递，热敏电阻rt1的阻值随着温度升高而降低，精密电压基准集成电路ka1导通，通过光耦pc2使led灯组td1发光，电源通过光耦pc2输出端经电阻r2使三极管q1导通，光耦pc1输出端导通，使得连接电子语音计算器的“相应数字”数字为1的按钮两端接点接通，控制相应顺序的数字语音发声，即光耦pc1的输出端导通，即连接电子语音计算器的数字“1”的按钮端接点导通，电子语音计算器发声“1”；同时电源通过光耦pc2、电阻r4向电容c1充电，电容c1充电延时后三极管q2导通，三极管q1截止保持，光耦pc1输出端截止，维持至电源断电，便于后续单元电路控制；同理，后续单元电路控制过程相同；完成实验后，切断热源，导热体冷却，热敏电阻阻值变大，精密电压基准集成电路ka1截止，电容c1充电电压经电阻r3泄放，电路复位；或者电源断电后，电容c1充电电压经电阻r3泄放；等待下一次通电启动。各组单元电路工作过程相同。

热沿着导热体传递，热敏电阻rt1的阻值随着温度升高而降低，经过精密电压基准集成电路的取样识别，各个基本单元电路的led灯组依次点亮，灯组可以用不同颜色led灯组成；声控电路光耦pc1的输出端连接时注意相应数字按钮两端接点的信号的高低端；延时时间根据需要确定延时电容c1与电阻r3的大小；确保声控电路光耦pc1的输出端连通1至2秒后断开，以便后续发声控制及其它功能控制。

效果：声光演示热传递装置，做演示实验效果好，led灯亮度高功耗低，节能演示，随着热量传递，热从温度高的一端传递到温度低的一端，不同颜色的led灯组依次点亮，并相应顺序的数字发声，如果在导热体的另一端受热，led灯组则反向依次点亮，数字发声顺序也相反，声光显示，形象具体，直观醒目，新颖实用。没有火柴梗掉落不受粘贴凡士林的量及粘贴牢度的影响。电路简单，成本低，稳定可靠。电源断开，用水冷却导热体后，可以在短时间内再次实验。

附图说明：

图1为本发明声光演示热传递装置构成图。

图2为本发明声光演示热传递装置原理图。

图1、图2中，(1)导热体，(2)热敏电阻，(3)识别驱动电路，(4)led灯组，(5)声控电路；本案以四组基本单元电路为例，其中：td1-4为led灯组，作发光显示用，c1-4为电容，pc1-8为光耦，q1-8为三极管，r1-28为电阻，rt1-4为热敏电阻，ka1-4为精密电压基准集成电路。

具体实施方式：

声光演示热传递装置，由导热体，热敏电阻，识别驱动电路，led灯组，声控电路组成；本案以四组基本单元电路为例，其中：td1-4为led灯组，作发光显示用，c1-4为电容，pc1-8为光耦，q1-8为三极管，r1-28为电阻，rt1-4为热敏电阻，ka1-4为精密电压基准集成电路。

除了酒精灯蜡烛等明火加热外，也可电加热，或者用电烙铁直接加热，取下烙铁头，导热体直接固定在原来烙铁头位置。根据需要可以连接多组基本单元电路，各个基本单元电路的热敏电阻依次连接在导热体上，即从热源端开始，间隔的取样点上连接热敏电阻；导热体可以用其他形状的金属替代。如导热体可以用长15厘米横截面1-4平方毫米的铜棒，取样点上连接热敏电阻可以压接或者较高熔点的焊锡焊接。铜棒短一些、小一些，热敏电阻间隔短，能节省实验时间。

本案以四组基本单元电路为例，基本单元电路a-d，先以一个基本单元电路a为例说明，做演示实验时，接通电源，用酒精灯等热源加热其中一端，或者其中一点，随着热量传递，热从温度高的一端传递到温度低的一端，如果热从导热体左端z向导热体右端y传递，导热体上间隔一段距离连接有热敏电阻，加热左端z点时，热沿着导热体传递，热敏电阻rt1、热敏电阻rt2、热敏电阻rt3、热敏电阻rt4按顺序连接，热敏电阻为负温度系数的热敏电阻，其阻值随着温度升高而降低；经过精密电压基准集成电路ka1的取样识别，各个基本单元电路的led灯组依次点亮，灯组可以用不同颜色led灯组成，如果在导热体的另一端加热，led灯组则反向依次点亮，基本单元电路的光耦的输出端连接电子语音计算器的“相应数字”(单元电路有四组时，数字为1、2、3、4)的按钮两端接点接通，控制相应顺序的数字语音发声，光耦输出端接通后断开，便于后续控制；

以基本单元电路a为例说明，热沿着导热体传递，热敏电阻rt1的阻值随着温度升高而降低，精密电压基准集成电路ka1导通，通过光耦pc2使led灯组td1发光，电源通过光耦pc2输出端经电阻r2使三极管q1导通，光耦pc1输出端导通，使得连接电子语音计算器的“相应数字”数字为1的按钮两端接点接通，控制相应顺序的数字语音发声，即光耦pc1的输出端导通，即连接电子语音计算器的数字“1”的按钮端接点导通，电子语音计算器发声“1”；同时电源通过光耦pc2、电阻r4向电容c1充电，电容c1充电延时后三极管q2导通，三极管q1截止保持，光耦pc1输出端截止，维持至电源断电，便于后续单元电路控制；完成实验后，切断热源，导热体冷却，热敏电阻阻值变大，精密电压基准集成电路ka1截止，电容c1充电电压经电阻r3泄放，电路复位；或者电源断电后，电容c1充电电压经电阻r3泄放；等待下一次通电启动。各组单元电路工作过程相同。

经过精密电压基准集成电路的取样识别，各个基本单元电路的led灯组依次点亮，灯组可以用不同颜色led灯组成；光耦的输出端连接时注意相应数字按钮两端接点的信号的高低端；延时时间根据需要确定延时电容c1与电阻r3的大小；确保光耦pc1的输出端连通1至2秒后断开，以便后续发声控制及其它功能控制。导热体可以用其他形状的金属替代，本电路电源可以用一个12v电源供电。

声光演示热传递装置，做演示实验效果好，led灯亮度高功耗低，节能演示，随着热量传递，热从温度高的一端传递到温度低的一端，不同颜色的led灯组依次点亮，并相应顺序的数字发声，如果在导热体的另一端受热，led灯组则反向依次点亮，数字发声顺序也相反，声光显示，形象具体，直观醒目，新颖实用。没有火柴梗掉落不受粘贴凡士林的量及粘贴牢度的影响。电路简单，成本低，稳定可靠。电源断开，用水冷却导热体后，可以在短时间内再次实验。

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