HYDG-501A型電工電子實(shí)驗裝置
“HYDG-501A 型電工電子實(shí)驗裝置 ” 是本公司在總結(jié)國內(nèi)電工實(shí)驗設(shè)備基礎(chǔ)上采用成熟的技術(shù)推出的新型實(shí)驗裝置,綜合了目前我國大學(xué)本科、???、中專及職校電路分析、電工基礎(chǔ)、電工學(xué)、電子學(xué)、電機(jī)控制、繼電接觸控制等課程實(shí)驗大綱的要求而研制,特別適用于高等院?,F(xiàn)有實(shí)驗設(shè)備的更新?lián)Q代,及中專、職校等新建或擴(kuò)建實(shí)驗室,迅速開設(shè)實(shí)驗課提供了理想的實(shí)驗設(shè)備。
一、功能
1 、本裝置可提供實(shí)驗所需的交流電源、低壓直流電源、可調(diào)恒流源、函數(shù)信號發(fā)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(shù))、各實(shí)驗掛箱及電機(jī)等。
2 、能完成電工基礎(chǔ)、電工學(xué)中的疊加、戴維南、雙口網(wǎng)絡(luò)、諧振、選頻及一、二階電路等實(shí)驗。
3 、能完成電路分析、 電工學(xué)中的單相、三相、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實(shí)驗。
4 、能完成電機(jī)控制、繼電接觸控制等課程實(shí)驗。
5 、能完成數(shù)字電路、模擬電路等實(shí)驗。
二、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 、外形尺寸: 167×73× 153cm 3
4 、裝置容量:< 1.5KVA
三、裝置的配備
裝置主要由電源儀器控制屏、實(shí)驗桌、實(shí)驗掛箱及三相鼠籠電機(jī)等組成。
( 一 )HYDG-01 電源儀器控制屏
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(shí)驗提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數(shù)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(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 ,克服了三只單相調(diào)壓器采用鏈條結(jié)構(gòu)或齒輪結(jié)構(gòu)組成的許多缺點(diǎn)??烧{(diào)交流電源輸出處設(shè)有過流保護(hù)技術(shù),相間、線間過電流及直接短路均能自動保護(hù),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 提供兩路低壓穩(wěn)壓直流 0.0 ~ 30V/ 1A 連續(xù)可調(diào)電源,配有數(shù)字式電壓表指示輸出電壓,電壓穩(wěn)定度 ≤0.3% ,電流穩(wěn)定度 ≤0.3% ,設(shè)有短路軟截止保護(hù)和自動恢復(fù)功能。
1.3 提供一路 0 ~ 500mA 連續(xù)可調(diào)恒流源,分 2mA 、 20mA 、 500mA 三檔,負(fù)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(hù)功能。
1.4 設(shè)有照明 220V/30W 日光燈一盞,供實(shí)驗照明用;還設(shè)有 220V/30W 的日光燈燈管一支,將燈管的四個頭引出以供實(shí)驗用。
1.5 實(shí)驗管理器:具有設(shè)定實(shí)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。
1.6 設(shè)有真有效值交流數(shù)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(shù)顯。
2 、信號源功能板
頻率計: 6 位數(shù)字顯示,測量范圍 1Hz ~ 10MHz ,作為外部測量和內(nèi)置信號源頻率指示。
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、斜波及 50Hz 正弦波
占空比調(diào)節(jié): 20% ~ 80%
輸出幅度: 20Vp-p( 1M Ω 負(fù)載 ) 、 10Vp-p(50Ω 負(fù)載 )
輸出保護(hù):短路保護(hù),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、受控源功能板
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(shí)現(xiàn)人機(jī)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(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(shí)現(xiàn)人機(jī)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(shù)有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。
3.3 直流數(shù)顯電壓表一只,采用 ICL 公司高性能 AD 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(shí)現(xiàn)人機(jī)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(shù)據(jù)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(shù)顯毫安表一只,采用 ICL 公司高性能 AD 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(shí)現(xiàn)人機(jī)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(shù)據(jù)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(guān), CCVS 、 VCCS 兩路受控源即可工作,通過適當(dāng)?shù)倪B接,即可獲得 VCVS 、 CCCS 受控源的功能。此外,還設(shè)有 ±12V 兩路直流穩(wěn)壓電源,并有發(fā)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(shè)有一個 74× 48.5cm 2 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(shè)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(yùn)輸。
( 二 )HYDG-02 實(shí)驗桌
實(shí)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;左右設(shè)有兩個大抽屜(帶鎖),用于放置工具及資料。右邊設(shè)有放置示波器用的可拆卸擱板。
( 三 ) 實(shí)驗組件掛箱
1 、 HYDG-03 電路基礎(chǔ)實(shí)驗箱
提供基爾霍夫定律(可設(shè)置三個典型故障點(diǎn))、疊加原理(可設(shè)置三個典型故障點(diǎn))、戴維南定理、諾頓定理、二端口網(wǎng)絡(luò)、互易定理、 R 、 L 、 C 串聯(lián)諧振電路( L 用空心電感)、 R 、 C 串并聯(lián)選頻電路及一階、二階動態(tài)電路等實(shí)驗。各實(shí)驗器件齊全,實(shí)驗單元隔離分明,實(shí)驗線路完整清晰,驗證性實(shí)驗與設(shè)計性實(shí)驗相結(jié)合。
2 、 HYDG-04 交流電路實(shí)驗箱
提供單相、三相負(fù)載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實(shí)驗。負(fù)載為三個完全獨(dú)立的燈組,可連接成 Y 或 △ 兩種三相負(fù)載線路,每個燈組均設(shè)有三個并聯(lián)的白熾燈羅口燈座 ( 每組設(shè)有三個開關(guān)控制三個負(fù)載并聯(lián)支路的通斷 ) ,可插 60W 以下的白熾燈九只,各燈組設(shè)有電流插座;日光燈實(shí)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(shí)驗時臨時掛上,兩個空心線圈 L1 、 L2 裝在滑動架上,可調(diào)節(jié)兩個線圈間的距離,并可將小線圈放到大線圈內(nèi),配有大、小鐵棒各一根及非導(dǎo)磁鋁棒一根;電度表一只,規(guī)格為 220V 、 3/ 6A ,實(shí)驗時臨時掛上,其電源線、負(fù)載線均已接在電度表接線架的接線柱上,實(shí)驗方便;鐵芯變壓器一只( 50VA 、 36V/220V ),原副邊均設(shè)有保險絲便于電流的測試,可進(jìn)行變壓器原、副繞組同名端判斷及變壓器應(yīng)用等實(shí)驗。
3 、 HYDG-05 元件箱
設(shè)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(shù)實(shí)驗;提供實(shí)驗所需的各種元件,如電阻、二極管、發(fā)光管、穩(wěn)壓管、電位器及 12V 燈泡等 , 還提供十進(jìn)制可調(diào)電阻箱,阻值為 0 ~ 99999.9Ω/2W 。
4 、 HYDG-06 單相智能功率、功率因數(shù)表
由 24 位專用 DSP 、 16 位高精度 AD 轉(zhuǎn)換器和高速 MPU 單元設(shè)計而成,通過鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)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(qiáng)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(fù)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。
5 、 HYDG-09 真有效值交流數(shù)字毫伏表
能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜波形的有效值進(jìn)行精確測量,電壓測試范圍 0.2mV ~ 600V (有效值),測試基本精度達(dá)到 ±1% ,量程分 200mV 、 2V 、 20V 、 200V 、 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 、 HYDG-10 受控源 ( 四路 ) 、回轉(zhuǎn)器、負(fù)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(zhuǎn)器及負(fù)阻抗變換器等實(shí)驗?zāi)K。四組受控源、回轉(zhuǎn)器、負(fù)阻抗變換器均采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)符號。
7 、 HYDG-11 數(shù)字電路、模擬電路實(shí)驗掛件
提供穩(wěn)壓電源四路( ±5V/ 0.5A ; ±15V/ 0.5A ,均有短路保護(hù)、自動恢復(fù)功能)、低壓交流電源( 0V 、 6V 、 10V 、 14V 抽頭各一路及中心抽頭 17V 兩路)、四位十進(jìn)制譯碼顯示器、兩組撥碼盤、 8 位邏輯開關(guān)、 8 位電平指示器、三態(tài)邏輯筆、單次脈沖源、揚(yáng)聲器、振蕩線圈、按鍵、橋堆及電位器等。另外,還設(shè)有一些高可靠圓腳集成電路插座( 8P 2 只、 14P 3 只、 16P 4 只、 28P 1 只、 40P 1 只)及可靠的鍍銀長紫銅管(供插電阻、電容、電位器、晶體管等元件)。
實(shí)驗掛箱配有:
① 共射極單管放大器負(fù)反饋放大器實(shí)驗板
② 射極跟隨器實(shí)驗板
③RC 正弦振蕩器實(shí)驗板
④ 差動放大器實(shí)驗板
⑤OTL 功率放大器實(shí)驗板共五塊及若干分立元件,可采用固定線路或分立元件靈活組合進(jìn)行實(shí)驗,有利于提高學(xué)生動手能力。
8 、實(shí)驗連接線
根據(jù)不同實(shí)驗項目的特點(diǎn),配備兩種不同的實(shí)驗聯(lián)接線,強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)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(xì)的多股線,達(dá)到超軟目的,外包丁晴聚氯乙烯絕緣層,具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn),插頭采用實(shí)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(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座,不能混插,大大提高了實(shí)驗的安全及合理性。
四、基本實(shí)驗項目
(一)電工實(shí)驗項目
1 . 基本電工儀表的使用與測量誤差的計算
2 . 減少儀表測量誤差的方法
3 . 線性與非線性電路元件伏安特性的測繪
4 . 電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制
5 . 基爾霍夫定律驗證及故障判斷
6 . 疊加定理驗證及故障判斷
7 . 電壓源與電流源的等效變換
8 . 戴維南定理的驗證
9 . 諾頓定理驗證
10 . 雙口網(wǎng)絡(luò)測試
11 . 互易定理驗證
12 . 受控源 VCCS 、 VCVS 、 CCVS 、 CCCS 的實(shí)驗研究
13 . 典型電信號的觀察與測量
14 . RC 一階電路響應(yīng)的測試
15 . 二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究
16 . R 、 L 、 C 元件阻抗特性的測試
17 . RC 串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特性測試
18 . R 、 L 、 C 串聯(lián)諧振電路的研究
19 . 用三表法測量交流電路等效參數(shù)
20 . 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(shí)驗)
21 . 互感實(shí)驗
22 . 單相鐵心變壓器特性的測試
23 . 三相交流電路電壓、電流的測量
24 . 三相電路功率的測量
25 . 單相電度表的校驗
26 . 功率因數(shù)及相序的測量
27 . 負(fù)阻抗變換器及其應(yīng)用
28 . 回轉(zhuǎn)器及其應(yīng)用
(二)數(shù)字電路實(shí)驗項目:
l. 與門電路邏輯功能測試
2. 或門電路邏輯功能測試
3. 與非門電路邏輯功能測試
4. 非門電路邏輯功能測試
5.CM0S 門電路的測試
6. 基本 RS 觸發(fā)器
7.JK 觸發(fā)器
8.D 觸發(fā)器
9.555 時基電路的應(yīng)用
10. 二 -—— 十進(jìn)制計數(shù)器
11. 二 —— 十進(jìn)制 8421 譯碼器
12. 加法器
13. 減法器
14. 由集成與非門構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
15.T 觸發(fā)器實(shí)驗
16. 組合電路的設(shè)計之一 —— 編碼轉(zhuǎn)換
17. 組合電路的設(shè)計之二 —— 顯示電路
18. 同步時序電路的設(shè)計
19. 計算機(jī)時序電路的設(shè)計
20.CM0S 集成 A/D 、 D/A 轉(zhuǎn)換電路實(shí)驗
……
自行設(shè)計、開發(fā)實(shí)驗電路。
(三)模擬電路實(shí)驗
采用固定線路和分立元件靈活組合進(jìn)行實(shí)驗。
1 、固定線路板實(shí)驗有:
( 1 )共射極單管放大器負(fù)反饋放大器實(shí)驗
( 2 )射極限跟隨器實(shí)驗
( 3 ) RC 正弦振蕩器實(shí)驗
( 4 )差動放大器實(shí)驗
( 5 ) OTL 功率放大器實(shí)驗
2 、分立元件可完成:單管放大、整流、濾波、穩(wěn)壓、運(yùn)放、全波可控及趣味性實(shí)驗,也可利用此平臺開發(fā)其他實(shí)驗項目。
五、裝置的主要優(yōu)點(diǎn)及安全保護(hù)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,設(shè)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(jìn)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(xué)實(shí)驗要求。
4 、屏上裝有電壓型漏電保護(hù)裝置,控制屏內(nèi)或強(qiáng)電輸出若有漏電現(xiàn)象,即告警并切斷總電源,確保實(shí)驗進(jìn)程安全。
5 、屏上裝有一套電流型漏電保護(hù)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(hù)裝置。調(diào)壓器輸出短路或所帶負(fù)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,采用精密鏡面指針式(帶超量程告警)、數(shù)字化、智能化及人機(jī)對話模式,符合現(xiàn)代測量儀表發(fā)展方向。
8 、各種電源及各種儀表均有可靠的保護(hù)功能。
9 、實(shí)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。
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