一種演示混沌現(xiàn)象的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種演示混沌現(xiàn)象的裝置，包括振蕩器、Y輸出頭、移相器、X輸出頭、第一電阻和示波器；振蕩器包括恒流源、電容壓力傳感器、第一補償電容、電感式轉(zhuǎn)速傳感器和電感；移相器包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、運算放大器、電容式麥克風(fēng)和第二補償電容。本發(fā)明能夠模擬出與聲音、溫度、濕度、風(fēng)速、壓強、光照等因素有關(guān)的混沌圖形，使參與者能夠直觀地感受到自然界的混沌現(xiàn)象。
【專利說明】一種演示混沌現(xiàn)象的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種演示混沌現(xiàn)象的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]混沌現(xiàn)象是自然界常見的現(xiàn)象，如何用電子電路設(shè)計出一個模擬穩(wěn)定的混沌現(xiàn)象并能直觀解釋混沌現(xiàn)象是一個比較難的問題?，F(xiàn)有演示混沌現(xiàn)象的裝置一般可模擬出混沌圖形，但不能直觀地解釋混沌現(xiàn)象。現(xiàn)有演示混沌現(xiàn)象的裝置，只要調(diào)節(jié)旋鈕，就可在示波器上看到混沌圖形，但參與者無法直接的感受到自然界的混沌現(xiàn)象是怎樣的？即多個因素(比如:溫度、濕度、風(fēng)速、壓強等)引起的混沌現(xiàn)象不能反應(yīng)出來。
[0003]因此，有必要對現(xiàn)有的演示混沌現(xiàn)象的裝置進行改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種演示混沌現(xiàn)象的裝置，能模擬出與多個自然因素有關(guān)的混沌圖形。
[0005]本發(fā)明所述的演示混沌現(xiàn)象的裝置，包括振蕩器、Y輸出頭、移相器、X輸出頭、第一電阻和不波器；
所述振蕩器包括恒流源、電容壓力傳感器、第一補償電容、電感式轉(zhuǎn)速傳感器和電感，電容器與第一補償電容串聯(lián)后分別與恒流源、電感及電感式轉(zhuǎn)速傳感器并聯(lián)，且電感式轉(zhuǎn)速傳感器的一端分別與第一電阻的一端、Y輸出頭連接，Y輸出頭與不波器的Y輸入端連接。
[0006]所述移相器包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、運算放大器、電容式麥克風(fēng)和第二補償電容，運算放大器的反相輸入端經(jīng)第二電阻與運算放大器的輸出端連接，運算放大器的輸出端還與第一電阻的另一端連接，運算放大器的反相輸入端還依次經(jīng)第三電阻、第四電阻與運算放大器的正相輸入端連接，運算放大器的正相輸入端還經(jīng)第二補償電容與電感式轉(zhuǎn)速傳感器的另一端連接，且第二補償電容和電感式轉(zhuǎn)速傳感器的連接點經(jīng)電容式麥克風(fēng)與第三電阻和第四電阻的連接點連接，電容式麥克風(fēng)和第三電阻的連接點與X輸出頭連接，X輸出頭與示波器的X輸入端連接。
[0007]所述第三電阻為濕敏電阻。使模擬出來的混沌圖形與濕度有關(guān)。
[0008]所述第四電阻為熱敏電阻。使模擬出來的混沌圖形與溫度有關(guān)。
[0009]所述移相器還包括第六電阻和第五電阻，所述第六電阻為光敏電阻，第六電阻和第五電阻串聯(lián)后與第四電阻并聯(lián)。使模擬出來的混沌圖形與光照有關(guān)
本發(fā)明具有以下優(yōu)點:電感式轉(zhuǎn)速傳感器用于測量環(huán)境的風(fēng)速，當(dāng)環(huán)境的風(fēng)速不同時，電感式轉(zhuǎn)速傳感器輸出的電感值就不同，電容壓力傳感器用于測量環(huán)境的壓強，當(dāng)環(huán)境的壓強不同時，電容壓力傳感器輸出的電容值不同，故確保了振蕩器輸出的波形與環(huán)境的風(fēng)速和壓強有關(guān)。電容式麥克風(fēng)用于感應(yīng)環(huán)境的聲音，濕敏電阻用于感應(yīng)環(huán)境的濕度，熱敏電阻用于感應(yīng)環(huán)境的溫度，光敏電阻用于感應(yīng)光照情況，當(dāng)環(huán)境的聲音、濕度、溫度和光照不同時，電容式麥克風(fēng)輸出的電容值，濕敏電阻、熱敏電阻及光敏電阻輸出的電阻值也會發(fā)生變化，故能夠確保振蕩器輸出的波形經(jīng)移相器移相后的相位輸出也不同；即波形的相位與環(huán)境的聲音、濕度和溫度有關(guān)。移相器輸出的波形與振蕩器輸出的波形在不波器里疊加后就能夠模擬出與聲音、溫度、濕度、風(fēng)速、壓強、光照等因素有關(guān)的混沌圖形，使參與者可直觀地感受到自然界的混沌現(xiàn)象。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且易實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的電路圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
如圖1所示的演示混沌現(xiàn)象的裝置，包括振蕩器、Y輸出頭6、移相器、X輸出頭2、第一電阻5和不波器17。
[0012]如圖1所示，所述振蕩器包括恒流源7、電容壓力傳感器8、第一補償電容16、電感式轉(zhuǎn)速傳感器9和電感15，電容器8與補償電容16串聯(lián)后分別與恒流源7、電感15及電感式轉(zhuǎn)速傳感器9并聯(lián),且電感式轉(zhuǎn)速傳感器9的一端分別與第一電阻5的一端、Y輸出頭6連接，Y輸出頭6與示波器17的Y輸入端連接。
[0013]恒流源7是一個非線性有源器件，其型號為Hzi231_12，它與容壓力傳感器8、第一補償電容16、電感式轉(zhuǎn)速傳感器9和電感15組成振蕩器。其中，電感式轉(zhuǎn)速傳感器9是用于測量環(huán)境的風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速不同，電感式轉(zhuǎn)速傳感器9輸出的電感值不同，電容壓力傳感器8用于測量環(huán)境的壓強，當(dāng)環(huán)境的壓強不同時，電容壓力傳感器8輸出的電容值不同，從而使振蕩器輸出的波形與風(fēng)速和壓強有關(guān)。振蕩器輸出的波形分兩路，一路經(jīng)Y輸出頭6輸入到示波器17的Y輸入端，另一路經(jīng)第一電阻5傳輸給移相器，讓振蕩器輸出的波形移相。
[0014]如圖1所示，所述移相器包括第二電阻4、第三電阻3、第四電阻12、第五電阻14、第六電阻13、運算放大器10、電容式麥克風(fēng)I和第二補償電容11。其中，第三電阻3為濕敏電阻，第四電阻12為熱敏電阻，第六電阻13為光敏電阻。具體連接關(guān)系如下:運算放大器10的反相輸入端經(jīng)第二電阻4與運算放大器10的輸出端連接，運算放大器10的輸出端還與第一電阻5的另一端連接，運算放大器10的反相輸入端還依次經(jīng)第三電阻3、第四電阻12與運算放大器10的正相輸入端連接，第六電阻13與第五電阻14串聯(lián)后與第四電阻12并聯(lián)。運算放大器10的正相輸入端還經(jīng)第二補償電容11與電感式轉(zhuǎn)速傳感器9的另一端連接，且第二補償電容11和電感式轉(zhuǎn)速傳感器9的連接點經(jīng)電容式麥克風(fēng)I與第三電阻3和第四電阻12的連接點連接，電容式麥克風(fēng)I和第三電阻3的連接點與X輸出頭2連接，X輸出頭2與示波器17的X輸入端連接。
[0015]電容式麥克風(fēng)I用于感應(yīng)環(huán)境的聲音，濕敏電阻用于感應(yīng)環(huán)境的濕度，熱敏電阻用于感應(yīng)環(huán)境的溫度，光敏電阻用于感應(yīng)光照情況。當(dāng)環(huán)境的聲音、濕度、溫度、光照等不同時，電容式麥克風(fēng)I輸出的電容值，濕敏電阻、熱敏電阻及光敏電阻輸出的電阻值也會發(fā)生變化，故能夠確保振蕩器輸出的波形經(jīng)移相器移相后的相位輸出也不同；即波形的相位與環(huán)境的聲音、濕度、溫度和光照等有關(guān)。
[0016]示波器17將從X輸入端接收的移相器移相的相位波形和從Y輸入端接收到的振蕩器輸出的波形進行疊加，就能夠模擬出與聲音、溫度、濕度、風(fēng)速、光照、壓強等因素有關(guān)的混沌圖形。也可以用其它形式觀察混沌圖形，如電腦與附加設(shè)備組成的模擬示波器等演不時，將電容式麥克風(fēng)1、濕敏電阻、熱敏電阻、電容壓力傳感器8、電感式轉(zhuǎn)速傳感器9和光敏電阻等傳感器放在模擬環(huán)境實驗箱或者實驗室內(nèi)，調(diào)節(jié)各種模擬因素，比如:調(diào)節(jié)聲音的大小、調(diào)節(jié)風(fēng)速的大小、調(diào)節(jié)溫度的高度等，每調(diào)節(jié)一個或多個因素時，在示波器17上就能夠看到不同的混沌圖形，從而使參與者可直觀地感受到自然界的混沌現(xiàn)象，使得不容易理解的混沌現(xiàn)象可以通過本裝置形象地表現(xiàn)出來，讓大家感到混沌現(xiàn)象并不是那么深奧。當(dāng)然，亦可將本發(fā)明所述的實驗裝置直接放在室外進行演示。
【權(quán)利要求】
1.一種演示混沌現(xiàn)象的裝置，其特征在于:包括振蕩器、Y輸出頭(6)、移相器、X輸出頭(2)、第一電阻(5)和示波器(17)； 所述振蕩器包括恒流源(7)、電容壓力傳感器(8)、第一補償電容(16)、電感式轉(zhuǎn)速傳感器(9)和電感(15)，電容器(8)與第一補償電容(16)串聯(lián)后分別與恒流源(7)、電感(15)及電感式轉(zhuǎn)速傳感器(9)并聯(lián),且電感式轉(zhuǎn)速傳感器(9)的一端分別與第一電阻(5)的一端、Y輸出頭(6)連接，Y輸出頭(6)與示波器(17)的Y輸入端連接； 所述移相器包括第二電阻(4)、第三電阻(3)、第四電阻(12)、運算放大器(10)、電容式麥克風(fēng)(I)和第二補償電容(11)，運算放大器(10)的反相輸入端經(jīng)第二電阻(4)與運算放大器(10)的輸出端連接，運算放大器(10)的輸出端還與第一電阻(5)的另一端連接，運算放大器(10)的反相輸入端還依次經(jīng)第三電阻(3)、第四電阻(12)與運算放大器(10)的正相輸入端連接，運算放大器(10)的正相輸入端還經(jīng)第二補償電容(11)與電感式轉(zhuǎn)速傳感器(9)的另一端連接，且第二補償電容(11)和電感式轉(zhuǎn)速傳感器(9)的連接點經(jīng)電容式麥克風(fēng)(I)與第三電阻(3)和第四電阻(12)的連接點連接，電容式麥克風(fēng)(I)和第三電阻(3)的連接點與X輸出頭(2)連接，X輸出頭(2)與示波器(17)的X輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示混沌現(xiàn)象的裝置，其特征在于:所述第三電阻(3)為濕敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的演示混沌現(xiàn)象的裝置，其特征在于:所述第四電阻(12)為熱敏電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的演示混沌現(xiàn)象的裝置，其特征在于:所述移相器還包括第六電阻(13)和第五電阻(14)，所述第六電阻(13)為光敏電阻，第六電阻(13)和第五電阻(14)串聯(lián)后與第四電阻(12)并聯(lián)。
【文檔編號】G09B23/18GK104464462SQ201410756610
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】段書凱, 王麗丹 申請人:西南大學(xué)