一种指针万用表在线考核系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种指针万用表在线考核系统。

背景技术

现有的电工实训中或者电工考证中，三表中的万用表考核比较耗时，考官要实时的看着学生打表的档位对不对，然后给学生进行打分，这种考核方式工作强度非常的大，老师或者考核人员一整天下来会非常的累，因此需要设计一种能够代替人工考核万用表的装置。

特别是在疫情的情况下，很多的课程都选择了线上上课的方式，但是对于实操的电工实训等线上讲了理论后需要实际操作训练才能考核，因此，需要设计一种线上电工考核装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种指针万用表在线考核系统，解决现有万用表只能靠考核人员有眼查看，工作强度大，同时无法远程线上考核的技术问题。

一种指针万用表在线考核系统，包括教师端和若干个考核端，若干个考核端均与教师端无线连接，考核端包括万用表、表笔、万用表检测保护装置、手机和测试终端，所述表笔经万用表检测保护装置与万用表连接，所述表笔的测试头与测试终端连接，所述测试终端经手机与教师端无线连接。

进一步地，万用表检测保护装置包括检测保护装置前壳、检测保护装置后壳、万用表连接端子和表笔插座，所述检测保护装置前壳和检测保护装置后壳盖合设置，内部设置有万用表检测保护电路，万用表连接端子设置在检测保护装置前壳的侧边，并与万用表的测试表笔连接，所述表笔插座设置在检测保护装置前壳的前端，并与表笔连接，所述万用表检测保护电路均与万用表连接端子和表笔插座连接。

进一步地，所述测试终端包括测试终端前壳、测试终端后壳、测试终端电源适配器插座、测试终端测试端子、测试终端矩阵键盘、测试终端语音出孔和测试终端TFT彩屏，测试终端前壳和测试终端后壳盖合设置，且内部设置有测试电路，所述测试终端电源适配器插座设置在测试终端前壳的侧边，所述测试终端测试端子、测试终端矩阵键盘、测试终端语音出孔和测试终端TFT彩屏设置在测试终端前壳的前端，测试终端电源适配器插座、测试终端测试端子、测试终端矩阵键盘、测试终端语音出孔和测试终端TFT彩屏均与测试电路连接。

进一步地，万用表检测保护电路包括切换保护电路、检测控制器电路、档位检测电路和检测蓝牙无线收发模块，所述切换保护电路、档位检测电路和检测蓝牙无线收发模块均与检测控制器电路连接，所述档位检测电路的检测端与切换保护电路的输入端连接，所述切换保护电路的输入端与万用表连接，所述切换保护电路的输出端与测试终端连接。

进一步地，档位检测电路包括电压采样电路和电阻采样电路，所述电压采样电路的输出端与检测控制器电路连接，所述电压采样电路的采样端分别与电阻采样电路的输出端和切换保护电路的输入端连接。

进一步地，所述电阻采样电路包括电阻R1-R12、电子开关Ⅰ、电子开关Ⅱ和放大器A1，所述电阻R1的一端与+5V电源连接，电阻R1-R5串联连接，所述电子开关Ⅰ的四个开关输入端分别接在电阻R1与电阻R2之间、电阻R2与电阻R3之间、电阻R3与电阻R4之间、电阻R4与电阻R5之间，电子开关Ⅰ的总线端与切换保护电路的一个输入端连接，切换保护电路的另一个输入端与电子开关Ⅱ的总线端和放大器A1的正极输入端连接，所述电阻R6的一端接地，另一端与放大器A1的负极输入端连接，电阻R7-R12的一端分别与子开关Ⅱ的六个开关引脚连接，另一端均接放大器A1的输出端，电压采样电路的采样端与放大器A1的输出端连接。

进一步地，所述测试电路包括测试蓝牙无线收发模块、语音播报模块、测试端控制器电路、TFT彩色显示屏电路、矩阵键盘电路、电压参量生成电路、电流参量生成电路和电阻参量生成电路，所述测试蓝牙无线收发模块、语音播报模块、TFT彩色显示屏电路、矩阵键盘电路、电压参量生成电路、电流参量生成电路和电阻参量生成电路均与测试端控制器电路连接，测试蓝牙无线收发模块与检测蓝牙无线收发模块无线连接。

进一步地，所述电流参量生成电路包括电阻R13-R20、电子开关Ⅲ、放大器A2、三极管Q1和电子单开关S1，所述放大器A2的正极输入端与电源连接，所述放大器A2的负极输入端分别与电子开关Ⅲ的总线和电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，所述电阻R14-R19的一端分别与电子开关Ⅲ的六个开关引脚连接，所述电阻R14-R19的另一端均与电阻R20的一端和三极管Q1的发射极连接，所述放大器A2的输出端与三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极经电子单开关S1与+5V电源连接，电子单开关S1的两端与测试终端测试端子连接。

进一步地，所述电阻参量生成电路包括NMOS管、放大器A3、电阻R21和电阻R22，所述NMOS管的G极与电源连接，所述NMOS管的D极与+5V电源连接，所述NMOS管的S极分别与放大器A3的正极输入端和电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端与放大器A3的输出端连接，所述电阻R21的一端与放大器A3的负极输入端连接，另一端接地，所述NMOS管的S极分和D极与测试终端测试端子连接。

进一步地，所述电压参量生成电路包括电阻R23-R27和电子开关Ⅳ，所述电阻R23的一端与+5V电源连接，电阻R23-R27串联连接，所述电子开关Ⅳ的四个开关输入端分别接在电阻R23与电阻R24之间、电阻R24与电阻R25之间、电阻R25与电阻R26之间、电阻R26与电阻R27之间，电子开关Ⅳ的总线端与测试终端测试端子连接。

档位检测的具体过程为，使用电压采样电路对万用表两端进行检测，如果检测有电压，表明万用表打在欧姆档，然后根据电压的大小判定欧姆档具体是哪个档，如果没有电压时，将电阻采样电路接入到万用表的表笔内，然后电压采样电路采集电阻采样电路输出端的U

本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

本发明通过设置了测试终端代替了电工的电工箱，教师端输入考核的参数，进过无线传给测试终端，然后显示给学生使用万用表进行测试，然后万用表检测保护装置监测学生打的档位是否正确，实现远程自动扣分，同时把学生测量后把测量结果输入到测试终端，然后传回教师端，实现远程万用表的考核和打分记录，解决了疫情情况线上上课电工实训考核的问题。

附图说明

图1为本发明系统原理图。

图2为本发明测试终端正面图。

图3为本发明测试终端剖面图。

图4为本发明万用表检测保护装置正视图。

图5为本发明万用表检测保护装置侧视图。

图6为本发明万用表检测保护装置的万用表检测保护电路原理框图。

图7为本发明电阻检测电路原理图。

图8为本发明测试终端电路原理框图。

图9为本发明直流电流产生电路原理图。

图10为本发明电阻产生电路原理图。

图11为本发明直流电压产生原理图。

图中标号：1-万用表；2-表笔；3-万用表检测保护装置；4-手机；5-测试终端；6-教师端；7-测试终端前壳；8-测试终端后壳；9-测试终端电源适配器插座；10-测试终端测试端子；11-测试终端矩阵键盘；12-测试终端语音出孔；13-测试终端TFT彩屏；14-检测保护装置前壳；15-检测保护装置后壳；16-万用表连接端子；17-表笔插座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

一种指针万用表在线考核系统，如图1所示，包括教师端6和若干个考核端，若干个考核端均与教师端6无线连接，考核端包括万用表1、表笔2、万用表检测保护装置3、手机4和测试终端5，所述表笔2经万用表检测保护装置3与万用表1连接，所述表笔2的测试头与测试终端5连接，所述测试终端5经手机4与教师端6无线连接。

考核端是直接分发给学生，学生在宿舍内即可完成对万用表的考核。考核时，教师端6内输入考核的电压、电流和电阻的参数，然后传给手机4每个学生的手机，通过互联网传输，教师端6为电脑，每个学生的手机4上安装了一个现有软件接收到教师端的测量数据，然后手机4把数据传给测试终端5，也有另外一种情况时，教师端6可以直接与测试终端5连接，但是测试终端5需要装有流量卡，这种情况成本比较高。测试终端5接收到教师端6的数据后，显示在显示屏上，同时以此控制测试端口输出相应的电压、电流和电阻参数，然后由学生使用万用表1测量。测量后的数据通过键盘输入测量的读书。其中万用表1接有万用表检测保护装置3进行保护。

本发明实施例中，如图4-5所示，万用表检测保护装置3包括检测保护装置前壳14、检测保护装置后壳15、万用表连接端子16和表笔插座17，所述检测保护装置前壳14和检测保护装置后壳15盖合设置，内部设置有万用表检测保护电路，万用表连接端子16设置在检测保护装置前壳14的侧边，并与万用表1的测试表笔连接，所述表笔插座17设置在检测保护装置前壳14的前端，并与表笔2连接，所述万用表检测保护电路均与万用表连接端子16和表笔插座17连接。万用表连接端子16用于接万用表1的测量表笔，万用表1的测量表笔直接插入万用表连接端子16内，然后一开始时，万用表检测保护装置3处于断开状态的。表笔插座17插入测试终端内进行测量的。

本发明实施例中，如图2-3所示，所述测试终端5包括测试终端前壳7、测试终端后壳8、测试终端电源适配器插座9、测试终端测试端子10、测试终端矩阵键盘11、测试终端语音出孔12和测试终端TFT彩屏13，测试终端前壳7和测试终端后壳8盖合设置，且内部设置有测试电路，所述测试终端电源适配器插座9设置在测试终端前壳7的侧边，所述测试终端测试端子10、测试终端矩阵键盘11、测试终端语音出孔12和测试终端TFT彩屏13设置在测试终端前壳7的前端，测试终端电源适配器插座9、测试终端测试端子10、测试终端矩阵键盘11、测试终端语音出孔12和测试终端TFT彩屏13均与测试电路连接。

测试终端电源适配器插座9用于接外部的电源线，测试终端测试端子10用于产生电流、电阻或者电压供学生测量。测试终端矩阵键盘11用于供学生输入测量结果数据。测试终端语音出孔12用于语音播报提示学生测量电阻、电压或者电流，和具体的数据值。测试终端TFT彩屏13显示具体的测量输入的数据。

本发明实施例中，如图6所示，万用表检测保护电路包括切换保护电路、检测控制器电路、档位检测电路和检测蓝牙无线收发模块，所述切换保护电路、档位检测电路和检测蓝牙无线收发模块均与检测控制器电路连接，所述档位检测电路的检测端与切换保护电路的输入端连接，所述切换保护电路的输入端与万用表1连接，所述切换保护电路的输出端与测试终端5连接。切换保护电路为继电器，其输入控制端与检测控制器电路连接控制开启或者关闭。一开始时，切换保护电路是断开的，当档位检测电路检测到的档位与测试终端输出的测量值进行比较，当不会烧坏万用表时，才闭合切换保护电路，否则，不闭合。当学生已经达到相应的档位时，测试终端会御用提示，是否已经确定，当学生在按键输入确定时，当档位不对时，进行扣分，如果对时，闭合保护开关。检测控制器电路为STM32F4单片机最小系统。检测蓝牙无线收发模块为现有的蓝牙模块。

本发明实施例中，档位检测电路包括电压采样电路和电阻采样电路，所述电压采样电路的输出端与检测控制器电路连接，所述电压采样电路的采样端分别与电阻采样电路的输出端和切换保护电路的输入端连接。先对万用进行电压采样，当没有电压时，说明不是欧姆档，则对电阻采样电路进行接入到万用表，然后电压采样电路采集电阻采样电路的输出电压，然后根据电压算出万用表的内阻，则得到相应的电流档或者电压档，具体档位与相应的电阻相关(指针万用表上面用有相应的值作为参考)。

本发明实施例中，如图7所示，所述电阻采样电路包括电阻R1-R12、电子开关Ⅰ、电子开关Ⅱ和放大器A1，所述电阻R1的一端与+5V电源连接，电阻R1-R5串联连接，所述电子开关Ⅰ的四个开关输入端分别接在电阻R1与电阻R2之间、电阻R2与电阻R3之间、电阻R3与电阻R4之间、电阻R4与电阻R5之间，电子开关Ⅰ的总线端与切换保护电路的一个输入端连接，切换保护电路的另一个输入端与电子开关Ⅱ的总线端和放大器A1的正极输入端连接，所述电阻R6的一端接地，另一端与放大器A1的负极输入端连接，电阻R7-R12的一端分别与子开关Ⅱ的六个开关引脚连接，另一端均接放大器A1的输出端，电压采样电路的采样端与放大器A1的输出端连接。档位检测的具体过程为，使用电压采样电路对万用表两端进行检测，如果检测有电压，表明万用表打在欧姆档，然后根据电压的大小判定欧姆档具体是哪个档，如果没有电压时，将电阻采样电路接入到万用表的表笔内，然后电压采样电路采集电阻采样电路输出端的U

采样电压U0等于电阻R7-R12其中一个的电阻值与万用表的内阻值，则电阻R7-R12中哪一路闭合都是知道的，然后拿这一路的电阻与采样电压U0比值就可以得到万用表的内阻值，则可以得到相应电压或者电流的具体档位。电阻R1-R5和电子开关Ⅰ用于输入不同的电压。

本发明实施例中，如图8所示，所述测试电路包括测试蓝牙无线收发模块、语音播报模块、测试端控制器电路、TFT彩色显示屏电路、矩阵键盘电路、电压参量生成电路、电流参量生成电路和电阻参量生成电路，所述测试蓝牙无线收发模块、语音播报模块、TFT彩色显示屏电路、矩阵键盘电路、电压参量生成电路、电流参量生成电路和电阻参量生成电路均与测试端控制器电路连接，测试蓝牙无线收发模块与检测蓝牙无线收发模块无线连接。

测试端控制器电路为现有STM32F4单片机最小系统。测试蓝牙无线收发模块和语音播报模块为现有的模块，电压参量生成电路、电流参量生成电路和电阻参量生成电路用于产生相应的电压、电流和电阻。

本发明实施例中，如图9所示，所述电流参量生成电路包括电阻R13-R20、电子开关Ⅲ、放大器A2、三极管Q1和电子单开关S1，所述放大器A2的正极输入端与电源连接，所述放大器A2的负极输入端分别与电子开关Ⅲ的总线和电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，所述电阻R14-R19的一端分别与电子开关Ⅲ的六个开关引脚连接，所述电阻R14-R19的另一端均与电阻R20的一端和三极管Q1的发射极连接，所述放大器A2的输出端与三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极经电子单开关S1与+5V电源连接，电子单开关S1的两端与测试终端测试端子10连接。

测量时，电子单开关S1是断开的，使得电流流进万用表，然后放大器A2输出的电压时控制三极管Q1导通的，使得测试端输出电流，然后输出的电流的数值与反馈的电阻R14-R19有关。则输出的电流与输入的电流比为电阻R14-R19其中的一个与电阻R20的比值，改变电阻R14-R19的接入，可以得到不同的电流。

本发明实施例中，如图10所示，所述电阻参量生成电路包括NMOS管、放大器A3、电阻R21和电阻R22，所述NMOS管的G极与电源连接，所述NMOS管的D极与+5V电源连接，所述NMOS管的S极分别与放大器A3的正极输入端和电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端与放大器A3的输出端连接，所述电阻R21的一端与放大器A3的负极输入端连接，另一端接地，所述NMOS管的S极分和D极与测试终端测试端子10连接。

该电路是通过改变NMOS管的G极输入电压，使得NMOS管的沟道变小或者变大，产生不同的电阻，就是S极与D极之间的电阻，然后经过采样放大器A3的输出电压，然后改变输入的电压值，得到不同的电阻值，这些只均是与原来教师端的设置测量参量相对应的。

所述电压参量生成电路包括电阻R23-R27和电子开关Ⅳ，所述电阻R23的一端与+5V电源连接，电阻R23-R27串联连接，所述电子开关Ⅳ的四个开关输入端分别接在电阻R23与电阻R24之间、电阻R24与电阻R25之间、电阻R25与电阻R26之间、电阻R26与电阻R27之间，电子开关Ⅳ的总线端与测试终端测试端子10连接。主要是通过分压的形式产生不同的电压供测量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。