本发明属于电子元件检测电路，尤其涉及电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路。
背景技术：
1、高中阶段探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系的实验属于定性探究，电荷量采用均分的思想，不能定量研究。
技术实现思路
1、本申请针对上述技术问题，针对实际中不能定量验证的缺点，采用集成电路实现定量测量电荷量q，利用蓝牙传输数据，通过wpf编程实现数据采集绘制，与excel结合还能对采集数据描点并拟合，绘制q-u图像，定量探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系，定义电容c，并提出电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，具体技术方案如下：
2、电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，包括电源模块及与电源模块电性连接的采集模块和中央处理模块；
3、所述电源模块包括一具有输入端、输出端和接地端的稳压器芯片u1，输入端接输入电压，输出端提供输出电压；输入端与接地端间并联电容c1和电容c3，输出端与接地端间并联电容c2和电容c4；
4、所述采集模块包括mosfet s4、mosfet s7和mosfet s6，所述mosfet s4的s端接电源模块的输出端，mosfet s4的d端依次连接电阻r11和电阻r12后接mosfet s7的s端，mosfet s7的d端与mosfet s6的s端相连，mosfet s4的d端与s端之间并联机械开关s1，mosfet s7的d端与s端之间并联机械开关s2，mosfet s6的d端与s端之间并联机械开关s3；mosfet s7的s端通过电阻r12后连接输出接口j3，mosfet s6的s端直接连接输出接口j4，输出接口j3和输出接口j4的另一端均接地；mosfet s6的d端依次连接电阻r10和电阻r1后，与输出接口j3、输出接口j4共地；mosfet s4、mosfet s7和mosfet s6的g端分别连控制端en1、en2和en3，控制端en1、en2和en3均接至中央处理模块；
5、所述采集模块还包括隔离放大芯片amc1311和ina240，隔离放大芯片amc1311的1脚和8脚均由电源模块提供3.3v的稳定电压输入，2脚与mosfet s7的s端相连，3脚、4脚共同接地，7脚输出信号，5脚、6脚共同接地且与7脚之间并联电容c5；隔离放大芯片ina240的1脚连接在电阻r10和电阻r1之间，2脚、4脚共同接地，3脚、7脚接地，8脚与mosfet s6的d端相连，6脚均由电源模块提供3.3v的稳定电压输入，5脚输出信号，且6脚与2脚之间并联电容c7；所述隔离放大芯片amc1311的7脚与隔离放大芯片ina240的5脚接至中央处理模块。
6、进一步的，电容c16、电容c17、电容c18和电容c19并联后串联在中央处理模块的电压输入端与电源模块的输出端之间。
7、进一步的，所述中央处理模块包括微控制器u8和时钟电路，时钟电路包括晶振u4，晶振u4的两端分别接至微控制器u8，且晶振u4的两端分别通过电容c13和电容c14接地。
8、进一步的，所述中央处理模块还包括下载子模块，所述下载子模块包括接口j1，且接口j1的2脚连接到微控制器u8，同时时钟芯片j1的4脚接地，3脚和4脚间并联电容c20。
9、进一步的，所述中央处理模块还包括复位子模块，所述复位子模块包括相连的电阻r5和电容c15，电阻r5连接至电源模块的输出端，电容c15的一端接地，另一端与微控制器u8的7脚相连，电容c15并联一个机械开关s5。
10、进一步的，还包括指示灯模块，所述指示灯模块包括三个并联的发光二极管d1、d2和d3，发光二极管d1、d2和d3的正极均连接至电源模块的输出端，发光二极管d1的负极依次连接电阻r3和三极管u3的集电极，三极管u3的基极通过电阻r2与微控制器u8的引脚相连，三极管u3的发射极接地；发光二极管d2的负极依次连接电阻r7和三极管u5的集电极，三极管u5的基极通过电阻r4与微控制器u8的引脚相连，三极管u5的发射极接地；发光二极管d3的负极依次连接电阻r8和三极管u7的集电极，三极管u7的基极通过电阻r8与微控制器u8的引脚相连，三极管u7的发射极接地。
11、进一步的，还包括与微控制器u8相连的蓝牙传输模块。
12、本发明的有益效果为：
13、(1)通过电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，由定性验证实现定量验证；
14、(2)在定量验证过程中可以通过输出使结果同步呈现，演示效果可视化；
15、(3)对于电荷量的测量，基于实测数据进行分段积分计算，采用数据处理芯片直接处理，避免复杂的处理过程，课堂演示更方便；
16、(4)对于电压测量，采用隔离芯片进行了两次隔离，隔离单片机ad采集口电压的干扰，保证电压测量的精度。
1.电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，其特征在于，包括电源模块及与电源模块电性连接的采集模块和中央处理模块；
2.根据权利要求1所述的电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，其特征在于，电容c16、电容c17、电容c18和电容c19并联后串联在中央处理模块的电压输入端与电源模块的输出端之间。
3.根据权利要求1所述的电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，其特征在于，所述中央处理模块包括微控制器u8和时钟电路，时钟电路包括晶振u4，晶振u4的两端分别接至微控制器u8，且晶振u4的两端分别通过电容c13和电容c14接地。
4.根据权利要求3所述的电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，其特征在于，所述中央处理模块还包括下载子模块，所述下载子模块包括接口j1，且接口j1的2脚连接到微控制器u8，同时时钟芯片j1的4脚接地，3脚和4脚间并联电容c20。
5.根据权利要求3所述的电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，其特征在于，所述中央处理模块还包括复位子模块，所述复位子模块包括相连的电阻r5和电容c15，电阻r5连接至电源模块的输出端，电容c15的一端接地，另一端与微控制器u8的7脚相连，电容c15并联一个机械开关s5。
6.根据权利要求3所述的电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，其特征在于，还包括指示灯模块，所述指示灯模块包括三个并联的发光二极管d1、d2和d3，发光二极管d1、d2和d3的正极均连接至电源模块的输出端，发光二极管d1的负极依次连接电阻r3和三极管u3的集电极，三极管u3的基极通过电阻r2与微控制器u8的引脚相连，三极管u3的发射极接地；发光二极管d2的负极依次连接电阻r7和三极管u5的集电极，三极管u5的基极通过电阻r4与微控制器u8的引脚相连，三极管u5的发射极接地；发光二极管d3的负极依次连接电阻r8和三极管u7的集电极，三极管u7的基极通过电阻r8与微控制器u8的引脚相连，三极管u7的发射极接地。
7.根据权利要求3所述的电容器极板间电势差与电荷量相关性监测电路，其特征在于，还包括与微控制器u8相连的蓝牙传输模块。
