GLDG-1A電工電子綜合實驗裝置
一、概述

“電工電子綜合實驗裝置”是我們在總結國內(nèi)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、職業(yè)學院《電路分析》、《電工基礎》、《電工學》等實驗大綱的要求,適用于本科院校、大專院校、職業(yè)學院等。
二、特點
1、桌身采用優(yōu)質(zhì)鋼板做骨架,經(jīng)大型成型機械加工而成,外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑并經(jīng)高溫烘烤處理,整機堅固耐用,美觀大方。桌身按兩層設計,有兩扇保護門,可放置實訓模塊、實驗試驗箱等。桌面部分采用高密度鋼板。桌面具有耐磨、耐熱、耐污、耐火、防霉、防靜電及易清潔等特點。
2、電壓型漏電保護器,對隔離變壓器錢的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進行保護,控制屏內(nèi)的接觸器便立即跳閘,切斷電源。
3、電壓型漏電保護器,對隔離變壓器后的線路及實驗過程中接線等出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進行保護,發(fā)出報警信號并切斷電源,確保人身安全。
4、電流型漏電保護器:若控制屏有漏電現(xiàn)象,當漏電流超過一定值時,即切斷電源。
5、強、弱電連接線及插座:采用全封閉結構,使用安全、可靠、防觸電。
三、技術性能
1、工作電源:380V±5% 50Hz
2、溫度:-10℃~40℃,相對濕度<85%(25℃)
3、裝置容量:<1.0KVA
4、重量:200Kg
5、工作環(huán)境:溫度-10℃~+40℃ 相對濕度〈 85%(25 ℃) 海拔〈 4000m
四、基本實驗項目
電工實驗:
1.基本電工儀表的使用與測量誤差的計算
2.電路元件伏安特性的測繪
3.電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制
4.基爾霍夫定律驗證及其故障判斷
5.疊加原理驗證及其故障判斷
6.電壓源與電流源的等效變換
7.戴維南定理驗證
8.諾頓定理驗證
9.功率傳輸條件測定
10.二端口網(wǎng)絡實驗
11.互易定理實驗
12.受控源VCCS、CCVS的實驗研究
13.典型電信號的觀察與測量
14.RC一階電路的響應測試
15.二階動態(tài)電路響應的研究
16.R、L、C元件特性及交流電參數(shù)測定—判斷性實驗
17.用三表法測量交流電路等效參數(shù)
18.正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究
19.單相鐵芯變壓器特性的測試
20.變壓器同名端判斷及其應用—設計性實驗
21.三相交流電路電壓、電流的測量
22.三相電路功率的測量
23.功率因數(shù)及相序的測量
模電電路實驗:
1、常用電子儀器的使用;
2、晶體管共射極單管放大器;
3、場效應管放大器;
4、負反饋放大器;
5、射極跟隨器;
6、差動放大器;
7、集成運算放大器指標測試;
8、集成運算放大器的基本應用(I)模擬運算電路;
9、集成運算放大器的基本應用(II)波形發(fā)生器;
10、集成運算放大器的基本應用(III)信號處理----有源濾波器;
11、集成運算放大器的基本應用(IV)信號處理----電壓比較器;
12、低頻功率放用(I)OTL功率放大器;
13、RC正弦波振蕩器;
14、LC正弦波振蕩器;
數(shù)字電路部分:
1、半導體二極管、三極管開關特性的研究
2、二極管限幅器、箝位器、三極管限幅器
3、TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測試
4、CMOS集成邏輯門的邏輯功能與測試
5、TTL集電極開路門與三態(tài)輸出門的應用
6、集成邏輯電路的級連
7、組合邏輯電路實驗分析
8、組合邏輯電路的設計
9、組合邏輯電路的設計與測試
10、譯碼器及其應用
11、觸發(fā)器及其應用
12、計數(shù)器及其應用
13、移位寄存器及其應用
14、時序邏輯電路的設計及其應用
15、脈沖信號產(chǎn)生電路的研究
16、脈沖延時與波形整形電路的研究
17、555時基電路及其應用
五、裝置配置
裝置主要由電源儀器控制屏、實驗桌、實驗掛箱等組成。所有實驗掛箱可以全部掛在實驗框內(nèi),不需要老師更換增加老師負擔。
(一)GLDG-01電源儀器控制屏
控制屏采用鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構,鋁質(zhì)面板。為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源等。具體功能如下:
1.主控功能板
?。?)三相0~450V及單相0~250V連續(xù)可調(diào)交流電源。配備一臺三相同軸聯(lián)動自耦調(diào)壓器,規(guī)格為1.5KVA/0~450V。可調(diào)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。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(wǎng)電壓和三相調(diào)壓輸出電壓設有保護(設置過流、過壓、漏電、短路保護等,采用一個模塊進行控制,方便后期維護,不需要維護更多的模塊)。
(2)安全防護電源智能保護模塊:具有缺相、欠壓、過壓、漏電、過流、短路、浪涌保護功能可實現(xiàn)自動重合閘功能,設計額定電壓AC220V 50/60Hz,工作電壓為額定電壓±36%內(nèi)均可正常工作;漏電保護設定范圍可設置,漏電保護動作時間不大于0.1s;過壓保護范圍可設定,過壓保護動作時間不超過5s;過流保護范圍可設定,過流保護動作時間不超過5s;短路保護電路為三倍的額定電路,過流保護動作時間不超過0.1s;保護裝置具有防雷擊功能,L與N間高壓脈沖測試2KV不產(chǎn)生誤動作;故障信息可保存不少于999個;運行狀態(tài)及故障狀態(tài)均有指示燈指示,可顯示實時電壓、電流、漏電流等參數(shù),具有聲光報警功能;具有參數(shù)修改設置按鍵便于現(xiàn)場修改設置保護參數(shù);能夠?qū)崿F(xiàn)有遠程DI及DO功能可用于遠程控制電源及電源控制柜門打開檢測報警;主控裝置可具有RS485/wifi接口能夠?qū)崿F(xiàn)多設備連接通信。保護器具有CQC認證,執(zhí)行GB 10963.1-2005標準,可以提供檢測報告。設備支持云系統(tǒng)遠程監(jiān)控功能,可查看遠程實時數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)顯示,保護參數(shù)在線設置等功能,并可遠程控制電源打開及關閉等功能。配有無線(有網(wǎng)狀態(tài))和有線(離網(wǎng)狀態(tài))控制模塊,可以通過監(jiān)控軟件監(jiān)視電源,并可以對設備進行斷電/啟動控制。還可以控制2路輸入可以控制繼電器工作(招標現(xiàn)場提供檢測報告與樣機功能演示)。
?。?)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源、固定直流電源輸入交流工作電源220V。提供直流穩(wěn)壓電源:(±12V和5V,輸出電流1A)。直流穩(wěn)壓電源二組:輸出電壓0~30V,輸出電流1A,連續(xù)可調(diào),采用內(nèi)部分檔調(diào)節(jié)方式,具有短路保護功能,輸出電壓數(shù)字顯示。所有的直流穩(wěn)壓電源都具有短路保護和告警功能。
?。?)提供一路0~20mA連續(xù)可調(diào)恒流源,負載穩(wěn)定度≤5×10-4 ,額定變化率≤5×10-4 ,配有數(shù)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。
(5)函數(shù)波形發(fā)生器及數(shù)顯頻率計
系列是基于直接數(shù)字合成技術(DDS)的信號發(fā)生器,采用FPGA設計,DC9V-DC36V寬電壓電源供電,能夠輸出正弦,方波(占空比可以1%-99%調(diào)節(jié)),三角波以及鋸齒波等多種函數(shù)波形,有效輸出超越10Vpp,頻率從0.01Hz-2MHz,分辨率為10mHz,同時具有TTL同步輸出和具有計數(shù)器、60MHz頻率計等多種功能于一體。具有使用方便,信號穩(wěn)定度高,輸出信號能夠調(diào)節(jié)幅度和直流偏置,同時還具有掃頻功能,支持線性掃描、對數(shù)掃描兩種掃描方式,能夠任意設定掃描頻率范圍以及掃描時間。是電子愛好者、實驗室、生產(chǎn)線及教學、科研的理想設備,同時也可作為工業(yè)設備的配套模塊使用。
頻率精度高:頻率精度10-6級
頻率分辨率高:全范圍頻率分辯率10mHz
無量程限制:全范圍頻率不分檔,直接數(shù)字設置
波形精度高:輸出波形由函數(shù)計算值合成,波形精度高,失真小
多種波形:正弦,方波,三角波,鋸齒波
掃描特性:具有頻率掃描功能,掃描起止點任意設置
存儲特性:可以存儲10組用戶設置的儀器狀態(tài)參數(shù),可隨時調(diào)出重現(xiàn)
操作方式:全部按鍵操作,LCD1602液晶英文顯示,直接數(shù)字設置或旋鈕連續(xù)調(diào)節(jié)
高可靠性:大規(guī)模集成電路,表面貼裝工藝,可靠性高,使用壽命長
頻率測量:自帶60MHz頻率計功能,對內(nèi)部/外部信號進行頻率測量
?。?)儀表功能板
所有的儀表均帶RS485通訊協(xié)議。內(nèi)置TVS保護電路;通信地址即通信波特率可通過輕觸面板按鍵修改/查詢信地址0位廣播地址,非常方便學生實驗時學習通訊實驗,可使用地址為1~255,通信波特率可選擇為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。為一個廠家品牌,外觀尺寸要求一致均為工業(yè)級的面板96*48mm,為了維護方便與美觀一致。
1.直流電壓表:采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速MPU單元設計爾成,通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程,測量范圍0-500V。測量精度為0.5級。
2.直流電壓表:采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速MPU單元設計爾成,通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程,測量范圍:0-3A。測量精度為0.5級。
3.交流電流表:具有通信接口、具有多檔位自動量程、工業(yè)級柜裝48mm*96mm、精度:0.5級、量程:0-5A、顯示單位:A,帶RS485通訊協(xié)議。內(nèi)置TVS保護電路。
4.交流電壓表:具有通信接口、具有多檔位自動量程、工業(yè)級柜裝48mm*96mm、精度:0.5級、量程:0-500V、顯示單位:V,帶RS485通訊協(xié)議。內(nèi)置TVS保護電路。
5.功率、功率因數(shù)表二只:提供能測量電路的電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、視在功率、有功功率、無功功率。功率測量精度為0.5級,功率因數(shù)測量范圍0.3~1.0,電壓電流量程為0-500V/0-5A(從0V/A起可測)。具有抗干擾功能。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)。帶RS485通訊協(xié)議。內(nèi)置TVS保護電路。(招標現(xiàn)場提供樣機功能演示)
?。?)實驗模塊
1.提供受控源電路(CCVS、VCCS),可以完成受控源實驗。
2.提供日光燈接口,實驗端口已通過接線柱引出,鎮(zhèn)流器、日光燈、啟動器已裝在實驗屏內(nèi)??梢酝瓿扇贞P燈實驗。
?。ǘ〨LDG-02實驗桌
實驗桌為鋁合金結構,桌面為防火、防水、耐磨高密度板,用于放置工具及資料。右邊可配有放置電腦顯示器。
(三)實驗組件掛箱
?。?)GLDG-03直流電路基礎實驗
提供基爾霍夫定律、疊加原理、戴維南定理、諾頓定理、二端口網(wǎng)絡、互易定理、一階、二階動態(tài)電路、提供實驗所需的十進制可調(diào)電阻等實驗器件。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)GLDG-04元器件
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。
?。?)GLDG-10交流電路實驗(一)
提供能完成正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究(日光燈功率因數(shù)提高實驗),黑匣子實驗(R、L、C元件特性及參數(shù)測定)、 鐵芯變壓器一只(50VA、36V/220V),原、副邊均設有保險絲及電流插座,測試方便并能可靠保護防止變壓器損壞,并提供三組配有電流插座。
?。?)GLDG-11交流電路實驗(二)
提供三相電路每相三只燈泡實驗。
?。?)GLMS-01模數(shù)電實驗
實驗功能板:實驗功能板正面印有元器件圖形符號、字符及連線,反面有相應連線并焊好相應器件提供完成數(shù)字和模擬電路實驗的線路板及元器件。并配有各種實驗功能模塊能完成實驗項目中的實驗。模電采用模塊小板。數(shù)字電路采用分立元件學生動手搭建電路。電子控制技術實驗采用模塊小板(可以放置在抽屜內(nèi))完成實驗(按需設計)??梢宰杂傻墓潭ㄔ诒緦嶒灥装迳峡梢匀我饨M合。
(6)GLDG-20研究型電工電子套件
控制器標準組件采用標準功率及信號模塊與核心模塊分離的組合方式,可采用傳統(tǒng)的MCS-51內(nèi)核的STC8A單片機和目前流行的ARM-Cortex M3內(nèi)核STM32F103單片機亦可擴展其它單片機采用雙CPU控制;系統(tǒng)預留編程調(diào)試接口供用戶使用。輸入端可支持14V-24V輸入,可以儲能,并提供輸出控制端口,能夠通過光敏電阻控制輸出工作,配合TFT液晶能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能,配有RS485接口??刂破骺蓪崿F(xiàn)對端口電壓/流檢測、負載放電電流檢測功能??梢越o學生做畢業(yè)設計使用,提供源代碼。
?。ㄋ模〨LPJ-01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連接線,強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線(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構連接線,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。
六、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控制。
2.控制屏電源由接觸器通過啟、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。
5.各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。
6.實驗連接線及插座采用不同的結構,使用安全、可靠、防觸電。