TYDG-188A型智能型電工電子技術實驗裝置

TYDG-188A型智能型電工電子技術實驗裝置

一、概述

“TYDG-188A型智能型電工電子技術實驗裝置”是本公司在總結國內電工實驗設備基礎上采用成熟的技術推出的新型實驗裝置，綜合了目前我國大學本科、專科、中專及職校“電路分析”、“電工基礎”、“電工學”、 “模擬電子技術”、 “數字電路”、“電機控制”、“繼電接觸控制”及“電力拖動”等課程實驗大綱的要求而研制，特別適用于高等院校現有實驗設備的更新換代等新建或擴建實驗室，迅速開設實驗課提供了理想的實驗設備。
二、特點
  1、綜合性強 綜合了目前國內各類學校電類基礎課程的全部實驗項目。
  2、適應性強 實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置積木式結構，更換便捷，添加部件即可擴展功能或開發新實驗。
  3、整套性強 從儀器儀表、專用電源到實驗連接專用導線等均配套齊全，儀器儀表的性能、精度、規格等均密切結合實驗的需要進行配套。
  4、一致性強 實驗器件選擇合理、配套完整，使多組實驗結果有良好的同一性，便于教師組織和指導實驗教學。
  5、直觀性強 本裝置采用整體與掛件相結合的結構形式，電源配置、儀表一目了然，各實驗掛件任務明確，操作、維護簡便。

三、功能
  1、本裝置可提供實驗所需的交流電源、低壓直流電源、可調恒流源、函數信號發生器（含頻率計）、受控源、交直流測量儀表（電壓、電流、功率、功率因數）、各實驗掛箱及電機等。
  2、能完成“電工基礎”、“電工學”中的疊加、戴維南、雙口網絡、諧振、選頻及一、二階電路等實驗。
  3、能完成“電路分析”、“電工學”中的單相、三相、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。
  4、能完成“電機控制”、“繼電接觸控制”及“電力拖動”等課程實驗。
四、技術性能
  1、輸入電源：三相四線(或三相五線)  380V±10% 50Hz
  2、工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
  3、外形尺寸：167×70×153cm3
  4、裝置容量：＜1.5KVA
五、基本實驗項目

A、電工部分

B、電子部分

三、實驗項目

（一）模電實驗

1、常用電子儀器使用練習、用萬用表測試二極管、三極管參數

2、單級放大電路   3、兩級放大電路  4、負反饋放大電路

5、射極跟隨器   6、差動放大電路  7、集成運放的參數測試

8、比例求和運算電路     9、積分與微分電路   10、波形發生電路 

11、有源濾波器   12、電壓比較器   13、集成電路RC正弦波振蕩器

14、集成功率放大器  15、整流濾波與并聯穩壓電路

16、串聯穩壓電路      17、集成穩壓器   18、RC正弦波振蕩器

19、LC振蕩器及選頻放大器 20、電流/電壓轉換電路   21、電壓/頻率轉換電路

22、互補對稱功率放大器    23、波形變換電路  24、場效應管實驗  

25、可控硅實驗電路

綜合實驗：

26、用運算放大器組成萬用電表的設計與調試

（二）數電實驗

1、門電路的邏輯功能及測試實驗

2、組合邏輯電路（半加器、全加器及邏輯運算）實驗

3、觸發器實驗（一） R-S、D、JK

4、觸發器實驗（二） 三態輸出觸發器、鎖存器

5、時序電路測試與研究      6、集成計數器及寄存器實驗

7、譯碼器和數據選擇器實驗     8、波形產生器及單穩態觸發器實驗

9、555時基電路實驗

可選做如下實驗

10、晶體管開關特性、限幅器與鉗位器實驗    11、TTL門電路參數測試實驗

12、CMOS門電路測試實驗     13、模數A/D轉換電路實驗

14、數模D/A轉換電路實驗     15、時序電路應用實驗

16、四路優先電路實驗     17、智力竟賽搶答器實驗

C、電力拖動實驗

六、裝置的配備
    裝置主要由電源儀器控制屏、實驗桌、實驗掛箱及三相鼠籠電機等組成。
 (一)TYDG-01電源儀器控制屏
    控制屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板。為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數控信號源及各種測試儀表等。具體功能如下：
  1、主控功能板
   1.1 三相0～450V及單相0～250V連續可調交流電源。配備一臺三相同軸聯動自耦調壓器，規格為1.5KVA/0～450V，克服了三只單相調壓器采用鏈條結構或齒輪結構組成的許多缺點。可調交流電源輸出處設有過流保護技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示三相電網電壓和三相調壓輸出電壓。
   1.2 提供兩路低壓穩壓直流0.0～30V/1A連續可調電源，配有數字式電壓表指示輸出電壓，電壓穩定度≤0.3%，電流穩定度≤0.3%，設有短路軟截止保護和自動恢復功能。
   1.3 提供一路0～500mA連續可調恒流源，分2mA、20mA、500mA三檔，負載穩定度≤5×10^-4 ，額定變化率≤５×10^-4 ，配有數字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護功能。
   1.4 設有照明220V/30W日光燈一盞，供實驗照明用；還設有220V/30W的日光燈燈管一支，將燈管的四個頭引出以供實驗用。
   1.5 實驗管理器：具有設定實驗時間、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。
   1.6 設有真有效值交流數字電壓表一只，測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯。
  2、功率輸出函數發生器：

1）采用直接數字頻率合成（DDS）產生高精度正弦波，方波和三角波。

2）大屏幕LCD顯示輸出頻率、波形、減值。

3）正弦波輸出幅度≥10V,輸出阻抗50Ω，失真度<1%（0.1HZ-- 1KHz）。

4）頻率范圍: 0.1HZ~3MHz, 采用數字鍵盤直接輸入數字設定頻率。

5）輸出幅度采用電位器調節，正弦波輸出具有20db,40db衰減。

6）方波占空比可調, 調節范圍：1%-99%調節；方波和三角波采用TTL電平輸出。

7）內外測頻功能：頻率計測量范圍0.1HZ -100MHz，自動換檔。

  3、儀表、受控源功能板
  3.1 智能交流數字電壓表

交流數字電壓表1只，采用美國模擬器件公司生產的新型高性能RMS真有效值轉換器，配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-500V，頻率范圍：10Hz-20Hz。手動量程為：10V、100V、500V。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。

3.2智能交流數字電流表

交流數字電流表1只，采用美國模擬器件公司生產的新型高性能RMS真有效值轉換器，配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現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-20Hz。手動量程為：100mA、1A、5A。測量精度為0.5級。具有數有數據存儲與查詢功能。    

3.3 直流數顯電壓表一只，采用ICL公司高性能AD轉換器配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-200V。手動量程為：2V、20V、200V。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。
  3.4 直流數顯毫安表一只，采用ICL公司高性能AD轉換器配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-2000mA。手動量程為：20mA、200mA、2000mA。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。
  3.5 受控源CCVS、VCCS兩路，打開電源開關，CCVS、VCCS兩路受控源即可工作，通過適當的連接，即可獲得VCVS、CCCS受控源的功能。此外，還設有±12V兩路直流穩壓電源，并有發光管指示。
4、控制屏掛置掛件的具體方法
   控制屏正面右邊設有一個74×48.5cm² 的大凹槽，能容納兩個大掛箱和一個小掛箱。凹槽上、下邊各設有六個螺柱，左右兩邊掛置大的掛箱，中間掛置小的掛箱。掛箱與控制屏采用螺母固定，易于裝卸和運輸。
(二)TYDG-02實驗桌
   實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設有兩個大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料。右邊設有放置示波器用的可拆卸擱板。
(三)實驗組件掛箱
  1、TYDG-03電路基礎實驗箱
    提供基爾霍夫定律（可設置三個典型故障點）、疊加原理（可設置三個典型故障點）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網絡、互易定理、R、L、C串聯諧振電路（L用空心電感）、R、C串并聯選頻電路及一階、二階動態電路等實驗。各實驗器件齊全，實驗單元隔離分明，實驗線路完整清晰，驗證性實驗與設計性實驗相結合。
  2、TYDG-04交流電路實驗箱
    提供單相、三相負載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。負載為三個獨立的燈組，可連接成Y或△兩種三相負載線路，每個燈組均設有三個并聯的白熾燈羅口燈座(每組設有三個開關控制三個負載并聯支路的通斷)，可插60W以下的白熾燈九只，各燈組設有電流插座；日光燈實驗器件有30W整流器、電容器（1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V）、啟輝器及短接按鈕；互感線圈一組，實驗時臨時掛上，兩個空心線圈L1 、L2 裝在滑動架上，可調節兩個線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內，配有大、小鐵棒各一根及非導磁鋁棒一根；電度表一只，規格為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；鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V），原副邊均設有保險絲便于電流的測試，可進行變壓器原、副繞組同名端判斷及變壓器應用等實驗。
 3、TYDG-05元件箱
    設有三組高壓電容（每組1uF/500V、2.2uF/500V 、4.7uF/500V高壓電容各一只），用以改變功率因數實驗；提供實驗所需的各種元件，如電阻、二極管、發光管、穩壓管、電位器及12V燈泡等,還提供十進制可調電阻箱，阻值為0～99999.9Ω/2W。
 4、TYDG-06單相智能功率、功率因數表
    由24位專用DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。軟件上采用RTOS設計思路，同時配有PC監控軟件來加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數。功率測量精度為1.0級，功率因數測量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A，能自動判別負載性質（感性顯示“L”，容性顯示“C”，純電阻不顯示），并可存儲測量數據，供隨時查閱。
 5、TYDG-09真有效值交流數字毫伏表
    能夠對各種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200mV、2V、20V、200V、600V五檔，直鍵開關切換，三位半數字顯示，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。頻率測試范圍10Hz～600KHz，輸入阻抗1MΩ，輸入電容≤30pF。
 6、TYDG-10受控源(四路)、回轉器、負阻抗變換器
    提供流控電壓源CCVS、壓控電流源VCCS、壓控電壓源VCVS、流控電流源CCCS、回轉器及負阻抗變換器等實驗模塊。四組受控源、回轉器、負阻抗變換器均采用標準網絡符號。

7、TYDG-11數字電路、模擬電路實驗系統

它函蓋了《模擬電子技術基礎》及《數字電路基礎》課程大部分的實驗內容，既為初學者提供了驗證性實驗電路，又為課程設計提供了擴展平臺。

A、系統特點

1）、擴展性強。配置有數電、模電實驗時經常用到的電源、信號源、輸入接口，輸出顯示接口、測量單元、實驗擴展區，及實驗模塊電路，以完成不同的實驗，也可以進行課程設計實驗，大大增強了該實驗箱的適用性、擴展性。

2）、實驗原理圖都印刷在實驗板表面，實驗電路由學生按照實驗原理圖進行搭建，既培養了學生的獨立思維能力及動手能力。

3）、實驗連線插孔采用鎖緊式鍍金插孔，通過焊接固定在實驗板上，不松動，不氧化，壽命長，連接可靠，維修方便、簡捷；

4）、電源輸出均有過流保護，自動恢復功能。

5）、實驗箱由一體型鉛合金型材制成，箱體牢固可靠，不變形，重量輕，絕緣安全性能好，開關箱蓋方便可靠，外型美觀，造型氣派。

B、系統組成

1）、電源：輸入：AC 220V±10%，50HZ

         輸出： DC：+5V， I ≥1A  ；DC：±12V，I ≥0.2A；DC：-5V～-12V可調， I ≥0.2A ；DC：＋5V～＋27V可調，I ≥0.2A ， 以上各路輸出均有過流保護，自動恢復功能

AC V:7.5V×2；AC I≥0.15A

2）、直流信號源： 雙路 –0.5V～＋0.5V；–5V～＋5V兩檔連續可調.

3）、函數發生器：輸出頻率：2Hz～90KHz，分四檔

可輸出 方波（ 0～20V）、三角波（ 0～15V）、正弦波（ 0～10V）

4）、手動單脈沖電路2組（帶消抖）：每組可同時輸出正負兩個脈沖，脈沖幅值為TTL電平。

5）、固定頻率脈沖源10路，輸出為TTL電平：1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz；

6）、數字LED顯示：

（1）LED0～LED3由4位七段共陰LED數碼管及二～十進制譯碼器組成

（2）LED4～LED5兩位七段段碼a.b.c.d.e.f.g.h經電阻到插孔。

7）、十二位邏輯電平輸入開關：可輸入低電平‘0’、高電平‘1’（為正邏輯）。

8）、十二位邏輯電平指示燈：指示燈亮表示高電平‘1’，指示燈滅表示低電平‘0’。

9）、BCD碼撥碼盤1組、可產生四組BCD碼數字信號

10）、四位數字頻率計：測量范圍 0～1MHz，用作測量方波、三角波、正弦波；

11）、喇叭及驅動電路。是時鐘報時、報警、音樂用的發聲裝置。

12）、電位器組：1K、10K、100K、1M各1只；

13）、開放式實驗區（元件庫）：提供10只鎖緊插座（3只14芯、6只16芯），另1只40芯鎖緊插座。提供電阻、電容、二極管、三極管、三端穩壓塊等元件。

14）、實驗模塊電路：

（1）整流濾波電路（2）串聯穩壓電路（3）可調穩壓電路

（4）功率放大器  （5）集成運放電路

15）、全部信號的輸入輸出插孔均采用鍍金孔，不氧化、不變色，接觸良好。

8、TYDG-15繼電接觸控制

提供中間繼電器二只，熱繼電器一只，熔斷器三只，轉換開關三只，按鈕一只，行程開關四只，信號燈、保險絲座各一只。各器件的工作端子均已引到面板上，供實驗接線用。
 9、TYDG-17繼電接觸控制
   提供交流接觸器（線圈電壓380V）三只，熱繼電器一只，電子式時間繼電器（通電延時，工作電壓380V）一只，變壓器(220V/26V/6.3V)、整流電路、能耗制動電阻(10Ω/25W)各一組，帶燈按鈕（黃、綠、紅各一只）三只。將各器件的工作端子引到面板上，供實驗接線用。  

10、TYDG-58  多媒體智能型實驗管理器

具有科學性、性、性。

1）、采用專用處理器技術與配套的工業控制技術。

2）、高清晰液晶顯示屏，圖像與文字顯示真實，中文菜單操作界面，人機交互友好。

3）、操作按鍵直觀，操作簡單快捷。

4）、可以不連接電腦進行脫機考核，老師與學生有獨立界面，老師通過密碼進入教師界面出題，學生在普通界面答題。

5）、任何一個學生機可做為老師機控制網絡設備，實現了沒有計算機也可集中控制整個網絡設備

6）、設備的試題可根據要求進行編輯。

7）、可設定該裝置的任意一處電路的線路故障現象。

8）、可調整故障設置點的數量和類型。

9）、設備的故障設置裝置組成局域網后，通過主控計算機控制每一臺設備的故障設置、故障排除、參數設定、遠程起動、到時切斷電源、自動評分等功能。

與網絡型多媒體管理器系統對接后可實現以下功能：

1）、可以任意控制每個設備的學生操作允許與否。

2）、可任意編輯試題、試題存盤，任意設置答題時間。

3）、可對班級學生的成績進行統計，形成班級成績報表。

4）、可設置系統登陸密碼。

5）、能隨時收卷、閱卷，能對學生的考試情況和考試成績進行統計，幫助教師準確、全面地了解學生對各課程內容的掌握情況。

6）、多媒體功能：可以實時同步播放、演示教師臺的專用 教學軟件、教學課件等，提高了學習的效率。可以選配特制功率揚聲器，使語音解說更加輕松。真正實現了計算機教學與實訓考核的網絡化、信息化意義。

7）、教師臺選配圖像采集裝置，學生在自己的教學設備上可以看到老師的真實的操作步驟，也可以調整觀察角度，改變了傳統的受人數限制、受角度限制的教學方式。

11、多功能網絡儀表（不需電腦配合使用）：

A、終端部分（裝學生實驗屏上）同時配有虛擬信號源、虛擬示波器、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數字量輸入輸出模塊。

B、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法，學生可自行設計各種虛擬儀器。

C、參數：

1）、兩路虛擬任意波形信號發生器，輸出頻率可編程，電壓幅度可調；

通道數：2路

分辨率：8 bits

電壓范圍：-5~5V

頻率步長：1HZ

波形：任意信號

輸出頻率：>1MHZ

2）、雙蹤存貯示波器，多種同步方式，存貯深度可編程；

通道數：2路

帶寬：20MHZ

分辨率：8位

電壓范圍：-10~+10V

存貯深度：64K

3）、雙通道頻譜分折儀；

4）、八通道邏輯分折儀，多種同步方式，存貯深度可編程；

8路輸入

分 率：25nS

存貯深度：64KHZ

5）。數字三用表，可測電阻、電容、電感、電壓等；

數字IO口

通道數：8路IO

輸入電平：TTL

輸出電平：TTL

電流驅動：20mA/通道

5）四路智能遠程電源控制

6）數據具有上傳與保存功能并能通過服務器顯示

u 網絡控制功能：

一.系統框架圖

二、終端部分圖

三、主服務器（含實驗派位）說明

（一）派位系統硬件：

如圖一，派位系統由派位終端計算機、主機位控制收發器、從機位控制收發器、機位信息處理器、服務器、教師管理計算機（和服務器可合用）組成。

1．位系統的級

派位終端計算機通過USB接口和“主機位控制收發器”相連，通過局域網和教師管理計算機等其它計算機相連，構成派位系統的級。完成：

A.實驗申請信息的錄入，機位分配結果顯示；

B.通過網絡預約實驗機位；

C.控制信息的發送，機位確認信息接收；

D.請求幫助信息，機位儀器儀表性能信息的接收轉發保存；

E.通過網絡調閱實驗室機位狀態、查閱學生歷次實驗記錄、了解實驗設備良好情況等。

2.位系統第二級（實驗室配置）

每個實驗室一個“從機位控制收發器”和N個“機位信息處理控制器”構成派位系統的第二級，如圖。完成：

A.“從機位控制收發器”轉發上傳下傳數據；

B.“機位信息處理控制器”控制機位電源的開關；

C. 和學生終端計算機相連可以發送請求幫助信息、接收顯示老師幫助指導；

D. 實驗結束時上傳結束時間并上報機位儀表良好情況

四、學生終端部分說明

1.主控機端的數據庫管理系統：

與學生實驗相關信息登錄（可通過：刷卡、鍵盤或屏幕輸入、遠程網絡預約）；

完成機位確定；

學生記錄查詢；

教師動態監視（查閱實驗人數、教室中學生動態、某學生的實驗記錄、需要幫助機位指示或提示、儀表故障情況等）；

學生實驗結果（數據、波形）查閱；

學生實驗權限分配報表：

2.學生終端機：

l 仿真軟件Multisim；

l 虛擬儀表軟件LABVIEW；

l 實驗課件；

l 儀器儀表介紹課件；

l 自主實驗題庫；

l 在線幫助

學生登錄界面：

服務器數據庫管理系統中設備狀態：

               桌號：01             桌號：02            桌號：03

  狀態：通電中        狀態：已斷電          狀態：有損壞

學生終端軟件界面： 

申請老師當面指導答復界面：

實驗時間用盡，系統提示關機界面：

虛擬網絡儀器表頭

12、實驗連接線
    根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構插連接線（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、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，不能混插，大大提高了實驗的安全及合理性。

七、配置清單（每臺）

八、裝置的主要優點及安全保護體系

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控制，設有三相帶燈熔斷器作為斷相指示。
  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連續可調，單相交流電源0～250V連續可調，設有三相同軸聯動自耦調壓器（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，控制屏內或強電輸出若有漏電現象，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，控制屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。
  6、屏上三相調壓器付邊設有一套過流保護裝置。調壓器輸出短路或所帶負載太大，電流超過設定值，系統即告警并切斷總電源。
  7、測量儀表精度高，采用精密鏡面指針式（帶超量程告警）、數字化、智能化及人機對話模式，符合現代測量儀表發展方向。
  8、各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。
  9、實驗連接線及插座采用不同的結構，使用安全、可靠、防觸電。