HYDG-504A聯(lián)網(wǎng)型現(xiàn)代電工電子技術(shù)實驗裝置
一、概述
HYDG-504A 型現(xiàn)代電工綜合實驗裝置是我公司推出的新一代實驗裝置，該實驗臺充分考慮實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以開放性實驗和提高學生動手能力為宗旨，在結(jié)構(gòu)上和性能上進行大規(guī)模的改進和創(chuàng)新，保留了我們傳統(tǒng)實驗臺的許多優(yōu)點，如全方位的人身安全保護（電壓型漏電保護、電流型漏電保護、過流保護等），儀器、儀表的自我保護等，并結(jié)合目前實驗設(shè)備的發(fā)展趨勢，實驗臺實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)通信（局域網(wǎng)通信）功能。各實驗單元以驗證性、設(shè)計性、綜合性相結(jié)合，追大限度地提高學生的動手能力。實驗箱可放在臺面上進行實驗，線路清晰，布線合理。
二、特點：
1 、 綜合性強 ：本實驗臺綜合了目前國內(nèi)各類院校電類基礎(chǔ)課程的全部實驗項目，用戶可根據(jù)需要選購實驗部件，實驗的深度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學的進度有機地結(jié)合。
2 、 整體性、一致性 ：實驗所需的交直流儀表、交直流電源，信號源（含頻率計）及常用的實驗器件均密切結(jié)合實驗的需要，集中在實驗臺上，便于老師組織和指導實驗教學。
3 、 科學性強 ：裝置占地面積少，節(jié)約實驗用房，減少基建投資；實驗室整齊美觀，改善實驗環(huán)境；實驗內(nèi)容豐富，設(shè)計合理，除了加深理論知識外，還可結(jié)合實際情況開設(shè)出設(shè)計性、綜合性實驗。根據(jù)實驗內(nèi)容的具體情況，將強電部分和弱電部分的插座和導線分開，強電部分采用高可靠帶伸縮彈性丁字插連接線（不存在任何觸電的可能），弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。
4 、 易布局、視野廣 ：實驗臺的總高度為 1.3 米 , 適合目前實驗室的發(fā)展需要，學生可以坐著聽課或做實驗，不會有壓抑的感覺，也便于教師進行指導。
5 、 計算機聯(lián)網(wǎng) ：可以選擇多機通信模式或局域網(wǎng)模式，便于整個實驗室的統(tǒng)一管理，減輕教師的工作量。
三、技術(shù)性能
1 、輸入電源：三相四線（或三相五線） 380V±10% 50Hz
2 、工作環(huán)境：溫度－ 10℃ ～＋ 40℃ 相對濕度＜ 85% （ 25℃ ） 海拔＜ 4000m
3 、裝機容量：＜ 1.5KVA
4 、重量： 150kg
5 、外形尺寸： 168×73× 130cm 3
四、裝置的配備
本實驗臺主要由電源控制屏、實驗桌、實驗箱等組成。
（一） SE-01 電源、儀表控制屏
控制屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板，為實驗提供交流電源、直流穩(wěn)壓電源、恒流源、信號源（含頻率計）、各種測試儀表及實驗器件等，具體功能如下：
1 、 主控功能板
1.1 三相 0 ～ 450V 及單相 0 ～ 250V 連續(xù)可調(diào)交流電源，配備 1 臺三相同軸聯(lián)動調(diào)壓器，規(guī)格為 1.5KVA/0 ～ 450V �？烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護技術(shù)，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調(diào)換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關(guān)可分別指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓輸出電壓。
1.2 提供電度表一只，規(guī)格為 220V ， 3/ 6A ，實驗時臨時掛上，其電源線、負載線均已接在電度表接線架的接線柱上，實驗方便。
1.3 提供鐵芯變壓器 1 只，規(guī)格為 50VA ， 36V/220V ，原、副邊設(shè)有電流插座。
1.4 設(shè)有 220V/30W 實驗用的日光燈燈管一支，將燈管的四個頭引出接在面板接線柱上，實驗方便。
另外，還提供 220V 的電源暗插座及信號插座各兩只。
2 、直流電源、信號源板
2.1 提供兩路 0.0 ～ 30V/ 1A 可調(diào)穩(wěn)壓電源，具有截止型短路軟保護和自動恢復功能，設(shè)有三位半數(shù)顯直流電壓表及切換琴鍵開關(guān)。
2.2 提供 0 ～ 200mA 連續(xù)可調(diào)恒流源一組，分 2mA 、 20mA 、 200mA 三檔，負載穩(wěn)定度 ≤5×10 -4 ，配有三位半數(shù)顯電流表指示。
2.3 數(shù)控智能函數(shù)信號發(fā)生器（帶頻率計）
頻率計： 6 位數(shù)字顯示 , 顯示范圍 1Hz ～ 10MHz ，作為外部測量和信號源頻率指示。
信號源頻率范圍： 0.2Hz ～ 2MHz ，分七檔
輸出波形：正弦波、三角波、方波、脈沖波、斜波、 50Hz 正弦波
占空比調(diào)節(jié)： 20% ～ 80%
輸出幅度： 20Vp-p(1MΩ 負載 ) 、 10Vp-p(50Ω 負載 )
輸出保護：短路保護，抗輸入電壓 ±35V （ 1 分鐘）
幅度顯示：三位 LED
功率輸出： ≥10W ；頻率范圍 (3dB 帶寬 ) ： 20KHz( 方波、三角波、正弦波 )
3 、儀表面板
3.1 智能交流數(shù)字電壓表
交流數(shù)字電壓表 1 只，采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的新型高性能 RMS 真有效值轉(zhuǎn)換器，配以高速 MPU 單元設(shè)計而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0-450V ，頻率范圍： 10Hz-20KHz 。手動量程為： 2V 、 20V 、 500V 。測量精度為 0.5 級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。
3.2 智能交流數(shù)字電流表
交流數(shù)字電流表 1 只，采用美國模擬器件公司生產(chǎn)的新型高性能 RMS 真有效值轉(zhuǎn)換器，配以高速 MPU 單元設(shè)計而成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍： 0 -5A ，頻率范圍： 10Hz-20KHz 。手動量程為： 20mA 、 200mA 、 1000mA 。測量精度為 0.5 級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。
3.3 真有效值交流數(shù)字毫伏表
能夠?qū)Ω鞣N復雜波形的有效值進行精確測量，電壓測試范圍 0.2mV ～ 600V （有效值），測試基本精度達到 ±1% ，量程分 100mV 、 1V 、 10V 、 100V 、 600V 五檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)字顯示，每檔均有超量程告警指示，并帶有通信功能。頻率測試范圍 10Hz ～ 1MHz ，輸入阻抗 1MΩ ，輸入電容 ≤30pF 。
3.4 智能交流功率及功率因數(shù)表（多功能） 2 只
由 24 位專用 DSP 、 16 位高精度 AD 轉(zhuǎn)換器和高速 MPU 單元設(shè)計爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。軟件上采用 RTOS 設(shè)計思路，同時配有 PC 監(jiān)控軟件來加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數(shù)。功率測量精度為 1.0 級，功率因數(shù)測量范圍 0.3-1.0 ，電壓電流量程為 450V 和 5A ，能自動判別負載性質(zhì)（感性顯示 “L” ，容性顯示 “C” ，純電阻不顯示），并可存儲測量數(shù)據(jù)，供隨時查閱。
3.5 智能直流電壓表、毫安表（兩只表）
直流電壓表一只，測量范圍 0 ～ 300V ，精度 0.5 級；直流毫安表一只，測量范圍 0 ～ 500mA ，精度 0.5 級，輸入量程自動切換，具有超值報警、指示及切斷總電源等功能。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。
3.6 實驗管理器：
具有設(shè)定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區(qū)分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
（二） SE-02 實驗桌
實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板 , 結(jié)構(gòu)堅固，造形美觀大方；設(shè)有兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。實驗桌還設(shè)有四個輪子和四個固定調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于 移動和固定，有利于實驗室的布局。
（三）實驗箱
1 、 SE-11 電路基礎(chǔ)實驗（一）
完成電表改裝實驗（配帶鏡面指針式精密毫安表一只），伏安特性實驗，追大功率傳輸條件測定實驗，電壓源與電流源的等效變換實驗及相關(guān)器件。
2 、 SE-12 電路基礎(chǔ)實驗（二）
完成疊加原理、基爾霍夫定律（判斷性實驗）、戴維寧定理、諾頓定理及雙口網(wǎng)絡、互易定理實驗。
3 、 SE-13 電路基礎(chǔ)實驗（三）
完成受控源、回轉(zhuǎn)器、負阻抗變換器實驗，圖形采用標準網(wǎng)絡符號。
4 、 SE-14 電路基礎(chǔ)實驗（四）
完成一階、二階動態(tài)電路，電路狀態(tài)軌跡的觀測實驗。
5 、 SE-15 電路基礎(chǔ)實驗（五）
完成 R 、 L 、 C 串聯(lián)諧振（電感用空心）， R 、 C 串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡， R 、 C 雙 T 網(wǎng)絡實驗。
6 、 SE-16 交流電路實驗（一）
完成正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究（日光燈功率因數(shù)提高實驗），黑匝子實驗（ R 、 L 、 C 元件特性及參數(shù)測定）
7 、 SE-17 交流電路實驗（二）
完成三相電路（每相三只燈泡并聯(lián)）實驗。
8 、 SE -17A 交流電路實驗（二）
完成三相電路（每相兩只燈泡串、并聯(lián)）實驗。
9 、 SE-18 磁路與變壓器應用實驗
提供磁滯回線變壓器、雙繞組變壓器及相關(guān)器件。
10 、 SE-19 元件箱
提供實驗所需的電阻、電容、電感、電位器、十進制可調(diào)電阻等實驗器件。
11 、 SE-20 三相電容箱
提供三相高壓電容，每相容值為 1uF/500V 、 2.2uF/500V 、 4.7uF/500V 。
12 、 SE-24 繼電接觸控制（一）
提供交流接觸器、熱繼電器及模擬燈泡各一只，帶燈按鈕三只（黃、綠、紅各一只）。
13 、 SE-25 繼電接觸控制（二）
提供交流接觸器兩只、時間繼電器（通電延時）一個，以及能耗制動電源變壓器、整流二極管、電阻等。
14 、 SE-22 數(shù)字電路實驗箱
提供數(shù)百個高可靠鎖緊式防轉(zhuǎn)疊插座，高可靠圓腳集成塊插座（ 8P 、 14P 、 16P 、 20P 、 28P 及 40P 各若干個），可靠的鍍銀長紫銅管（供插電阻、電容、電位器及三極管用）及固定器件（ 10K 多圈電位器 1 只， 100K 電位器 1 只，按鈕開關(guān) 2 只以及晶振）等。
15 、 SE-23 模擬電路實驗箱
提供多個高可靠鎖緊式防轉(zhuǎn)疊插座，高可靠圓腳集成塊插座（ 8P 2 只 ,14P 1 只）、可靠的鍍銀長紫銅管（供插電阻、電容、電位器及三極管用）、指針式直流毫安表（量程為 1mA ，內(nèi)阻為 100Ω ）及固定元器件（三端穩(wěn)壓塊、電容器、信號燈、場效應管、三極管、可控硅，整流橋堆、功率電阻及電位器等）。
16 、三相鼠籠電機（ △380V ） 2 臺 電機的三個繞組均已引出，接線方便。
實驗連接線：根據(jù)不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)丁字插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導線都只能配合相應內(nèi)孔的插座，不能混插，大大提高了實驗的安全及合理性。
五、裝置的主要優(yōu)點及安全保護體系
1 、三相四線制 ( 或三相五線制 ) 電源輸入，總電源由三相鑰匙開關(guān)控制。
2 、控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進行控制。
3 、三相交流電源 0 ～ 450V 連續(xù)可調(diào)，單相交流電源 0 ～ 250V 連續(xù)可調(diào)，設(shè)有三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器（ 1.5KVA ）一臺，可更好地滿足教學實驗要求。
4 、屏上裝有電壓型漏電保護裝置，控制屏內(nèi)或強電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，確保實驗進程安全。
5 、屏上裝有一套電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
6 、屏上三相調(diào)壓器付邊設(shè)有一套過流保護裝置。調(diào)壓器輸出短路或所帶負載太大，電流超過設(shè)定值，系統(tǒng)即告警并切斷總電源。
7 、測量儀表精度高，采用數(shù)字化、智能化及人機對話模式，符合現(xiàn)代測量儀表發(fā)展方向。各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。
8 、實驗連接線及插座采用不同的結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。
六、實驗項目
（一）電工基本實驗
1 ．基本電工儀表的使用與測量誤差的計算
2 ．減小儀表測量誤差的方法
3 ．儀表（電壓表、電流表）量程擴展實驗
4 ．電路元件伏安特性的測繪
5 ．電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制
6 ．基爾霍夫定律驗證及其故障判斷
7 ．疊加原理驗證及其故障判斷
8 ．電壓源與電流源的等效變換
9 ．戴維南定理驗證
10 ．諾頓定理驗證
11 ．追大功率傳輸條件測定
12 ．二端口網(wǎng)絡實驗
13 ．互易定理實驗
14 ．受控源 VCVS 、 VCCS 、 CCVS 、 CCCS 的實驗研究
15 ．典型電信號的觀察與測量
16 ． RC 一階電路的響應測試
17 ．二階動態(tài)電路響應的研究
18 ． R 、 L 、 C 元件阻抗特性的測定 |
19 ． RC 串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡特性測試
20 ． R 、 L 、 C 串聯(lián)諧振電路的研究
21 ． RC 雙 T 選頻網(wǎng)絡
22 ．電路狀態(tài)軌跡的觀測
23 ． R 、 L 、 C 元件特性及交流電參數(shù)測定— 判斷性實驗
24 ．用三表法測量交流電路等效參數(shù)
25 ．正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究
26 ．互感實驗
27 ．單相鐵心變壓器特性的測試
28 ．磁滯回線的觀察
29 ．變壓器同名端判斷及其應用 — 設(shè)計性實驗
30 ．三相交流電路電壓、電流的測量
31 ．三相電路功率的測量
32 ．單相電度表的校驗
33 ．功率因數(shù)及相序的測量
34 ．負阻抗變換器及其應用
35 ．回轉(zhuǎn)器及其應用 |
（二）繼電接觸控制實驗
1 ．三相鼠籠式異步電動機
2 ．三相異步電動機點動和自鎖控制
3 ．三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制
4 ．三相異步電動機 Y-Δ 降壓起動控制 |
5 ．三相異步電動機能耗制動控制
6 ．三相異步電動機起動順序控制
7 ． C620 車床的電氣控制線路 |
( 三 ) 數(shù)字電路實驗
1.TTL 集成邏輯門的參數(shù)測試。
2.CMOS 集成邏輯門的參數(shù)測試。
3.TTL 集電極開路門與三態(tài)輸出的應用。
4. 與門、或門、異或門邏輯電路測試。
5. 半加器、全加器電路實驗。
6.RS 、 D 、 JK 觸發(fā)器及 JK 與 D 觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換電路。
7. 計算器。
8.MSI 移位寄存器及其應用。
9. 譯碼器及變換方式。
10. 數(shù)據(jù)選擇器及邏輯設(shè)計。
11. 用集成與非門構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和 RC 環(huán)形多諧振蕩器
12. 利用門電路構(gòu)成編碼器、分配器、選擇器。
13. 組合電路的設(shè)計之一。 |
14. 組合電路設(shè)計之二 --- 顯示電路。
15. 同步時序電路的設(shè)計
16. 計算機時序電路的設(shè)計
17. 集成定時器測試及應用
18.D/A 、 A/D 轉(zhuǎn)換器。
19. 電子秒表 --- 大型綜合實驗。
20. 二極管與門、或門電路
21. 三極管 " 非門 " 電路
22. 三極管 " 與非門 " 電路
23. 三極管 " 或非門 " 電路
24. 異步十進制加法計數(shù)器
25. 異步十進制減法計數(shù)器
26. 智力競賽搶答裝置 --- 大型綜合實驗二 |
…… 自由設(shè)計實驗。
( 四 ) 模擬電子電路實驗
1. 常用電子儀器的使用。
2. 晶體二極管的特性與檢測。
3. 晶體三極管的輸入、輸出特性。
4. 晶體管共射極單管放大器。
5. 射極耦合觸發(fā)器。
6.RC 耦合兩級放大器。
7. 負反饋對放大器性能的影響。
8. 場效應管放大器。
9. 差動放大電路。
10. 運算放大器指標測試。
11. 集成運算放大器的基本應用（多種模擬運算電路）
12.RC 正弦波振蕩器 --- 集成運算放大器非線性應用一
13. 方波發(fā)生器 --- 集成運算放大器非線性應用二
14. 三角波和方波發(fā)生器 --- 集成運算放大器非線性應用三
15.LC 正弦波振蕩器
16. 變壓器耦合推換功率放大器。
17.OTL 功率放大器。 |
18. 集成功率放大器。
19. 電壓 --- 頻率轉(zhuǎn)換電路。
20. 單相半波、全波、橋式整流電路。
21. 串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電源（設(shè)計性實驗）
22. 集成直流穩(wěn)壓電源。
23. 單結(jié)晶管特性。
24. 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路。
25. 晶閘管間單測試。
26. 晶閘管可控整流電路（綜合性實驗）
27. 函數(shù)信號發(fā)生器的組裝與調(diào)試（綜合性實驗）
28. 萬用表的設(shè)計與調(diào)試（綜合性實驗）
29. 電子門鈴電路 --- 趣味性應用實驗一
30. 電子報警電路 --- 趣味性應用實驗二
31. 光控簡易燈自動開關(guān)電路 --- 趣味性應用實驗三
32. 電子催眠器 --- 趣味性應用實驗四
33. 溫控電路 --- 趣味性應用實驗五 |
…… 自由設(shè)計。
七、配置清單 ( 每臺 )
序號 |
編號 |
名 稱 |
數(shù)量 |
1 |
SE-01
SE-02 |
電源儀器控制屏、實驗桌 |
1 套 |
2 |
SE-11 |
電路基礎(chǔ)實驗（一） |
1 件 |
3 |
SE-12 |
電路基礎(chǔ)實驗（二） |
1 件 |
4 |
SE-13 |
電路基礎(chǔ)實驗（三） |
1 件 |
5 |
SE-14 |
電路基礎(chǔ)實驗（四） |
1 件 |
6 |
SE-15 |
電路基礎(chǔ)實驗（五） |
1 件 |
7 |
SE-16 |
電路基礎(chǔ)實驗（一） |
1 件 |
8 |
SE-17 |
電路基礎(chǔ)實驗（二） |
1 件 |
9 |
SE -17A |
電路基礎(chǔ)實驗（三） |
1 件 |
10 |
SE-18 |
磁路與變壓器應用實驗 |
1 件 |
11 |
SE-19 |
元件箱 |
1 件 |
12 |
SE-20 |
三相電容箱 |
1 件 |
13 |
SE-22 |
數(shù)字電路實習箱 |
1 件 |
14 |
SE-23 |
模擬電路實習箱 |
1 件 |
15 |
SE-24 |
繼電接觸控制（一） |
1 件 |
16 |
SE-25 |
繼電接觸控制（二） |
1 件 |
17 |
|
三相鼠籠電動機（ △380V ） |
1 臺 |
18 |
|
數(shù)據(jù)采集器 |
1 套 |
19 |
|
高可靠護套結(jié)構(gòu)丁字插實驗連接線及配件 |
1 套 |
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