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 一、概 述

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬技術(shù)將得到越來越廣泛地應(yīng)用，“LG-YXN01型 虛擬儀器儀表網(wǎng)絡(luò)型電工實驗臺”是本企業(yè)在充分考慮實驗室建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上而研發(fā)的新一代教學(xué)設(shè)備，它代表著當(dāng)今教學(xué)儀器的發(fā)展方向。該實驗裝置保留了我們傳統(tǒng)實驗裝置的許多優(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。采用虛擬儀器儀表與常規(guī)儀表相結(jié)合的設(shè)計思想，使學(xué)生在運用*新技術(shù)的同時，又掌握了常規(guī)儀表的使用。此外，結(jié)合目前實驗設(shè)備的發(fā)展趨勢，該裝置還實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)通信（局域網(wǎng)通信）的功能。各實驗單元以驗證性、設(shè)計性、綜合性相結(jié)合，*大限度地提高了學(xué)生的動手能力。實驗箱可放在臺面上進行實驗，面板采用有機玻璃或敷銅板（可選擇），線路清晰，布線合理。

二、技術(shù)性能

輸入電源：三相四線（或三相五線）380V±10%　　50Hz

工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃　相對濕度＜85%（25℃）　海拔＜4000m

裝機容量：＜1.5kVA

重　　量：150kg

外形尺寸：173cm×73cm×110cm

三、裝置的配備

    本實驗裝置主要是由電源控制屏、實驗桌、實驗箱等組成。

（一）XD01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（凹字爛板技術(shù)），為實驗提供交流電源、虛擬儀器儀表及常規(guī)儀表等，具體功能如下：

控制及交流部分

(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，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。可調(diào)交流電源輸出設(shè)有過流保護，當(dāng)相間、線間有過電流或直接短路均能自動保護，克服了調(diào)換保險絲帶來的麻煩。配有三只鏡面指針式交流電壓表，通過切換開關(guān)可分別指示出三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓的輸出電壓值。
(2) 設(shè)有定時器兼報警記錄儀，平時作為時鐘使用，具有設(shè)定實驗時間、定時報警、查詢報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄漏電告警、過流告警及儀表超量程告警的總次數(shù)。
(3) 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。
(4) 提供鐵芯變壓器1只，規(guī)格為50VA，36V/220V，原、副邊設(shè)有電流插座和保險絲，方便測試并能可靠地保護變壓不損壞。
(5) 設(shè)有實驗用220V、30W的日光燈燈管一支，將燈管燈絲的四個頭經(jīng)過快速保險絲引出供實驗使用，可防止燈絲損壞。

       另外，還提供信號插座一只。

（二）常規(guī)儀表面板

(1) 真有效值交流數(shù)字電壓表一只

    進行真有效值測量，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) 真有效值交流數(shù)字電流表一只

    進行真有效值測量，測量范圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數(shù)顯，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

(3) 真有效值交流毫伏表一只

    能夠?qū)Ω鞣N復(fù)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(guān)切換，三位半數(shù)字顯示，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源的功能。

(4) 智能交流功率表（多功能）一只

    由一套微電腦，高速、高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構(gòu)成。通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話、智能顯示控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，將被測電壓、電流瞬時值的取樣信號經(jīng)A/D變換，采用專用的DSP計算有功功率、無功功率。單相功率及三相功率P1、P2測量，精度為0.5級，電壓、電流量程分別為450V、5A，可測量負載的有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電壓、電流、頻率及負載的性質(zhì)等；還可以貯存、記錄15組功率和功率因數(shù)的測試結(jié)果數(shù)據(jù)，并可逐組查詢。

(5) 直流數(shù)字電壓表一只

    測量范圍為0～200V，量程分200mV、2V、20V、200V四檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)字顯示，輸入阻抗為10MΩ，精度為0.5級，具有超量程報警、切斷總電源等功能。

(6) 直流數(shù)字毫安表一只

    測量范圍為0～2000mA，量程分2mA、20mA、200mA、2000mA四檔，直鍵開關(guān)切換，三位半數(shù)字顯示，精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源功能。

（三）虛擬儀器儀表面板

(1) 虛擬儀表的硬件部分采用高精度的交、直流傳感器，把高壓電與計算機完全隔離，確保實驗學(xué)生和計算機的安全。本實驗臺提供14塊測量儀表。具體如下：

   直流電壓表1只：測量范圍0～50V，精度1.0級

   直流電壓表1只：測量范圍0～300V，精度1.0級

   直流毫安表1只：測量范圍0～200mA，精度1.0級

   直流毫安表1只：測量范圍0～2000mA，精度1.0級

   交流毫伏表2只：測量范圍0～200V，頻率0～2MHz，精度1.0級

   交流電壓表3只：測量范圍0～500V，精度1.0級

   交流電流表3只：測量范圍0～5A，精度1.0級

   交流功率表2只：電壓范圍0～500V，電流范圍0～5A，可測量負載的有功功率、無功功率、功率因數(shù)及負載的性質(zhì)等，并能顯示電壓與電流的相位關(guān)系圖，精度1.0級。

(2) 虛擬示波器和虛擬信號源

    虛擬儀器由兩個外圍設(shè)備組成，包括數(shù)字存儲示波器、任意波形發(fā)生器、頻譜分析儀、波形數(shù)據(jù)記錄儀、頻率特性分儀五種功能。通過打印機接口與計算機相連，軟件操作界面為中文界面。

（四）數(shù)字存儲示波器（儀器一）：

 模擬輸入：2通道，1個外觸發(fā)通道

 模擬帶寬：0Hz～50MHz(±3dB)

 輸入阻抗：1MΩ//30pF

 輸入耦合：DC、AC和GND

 *大輸入電壓：100V(AC+DC)

 采樣頻率：實時采樣：1.25kHz～50MHz，重復(fù)采樣：1GHz

任意波形發(fā)生器（儀器二）：

 頻率范圍：0.01Hz～1MHz

 TTL電平同步輸出

 標(biāo)準(zhǔn)波形：正弦波、方波、三角波

 預(yù)置的各類函數(shù)波形庫，包括正弦函數(shù)、噪音、掃頻及其它21種波形

 用戶可用完整的波形編輯器建立自己的波形

 振幅范圍：100mVP-P to 10VP-P （600Ω負載）

 振幅分辨率：滿刻度分辨率0.4% 

 偏移：0 到 -5V或+5V*大。(滿刻度分辨率0.4%)

 *大采樣速率：32MHz

 輸出阻抗：50Ω

（五）直流電源

      (1) 提供0～500mA連續(xù)可調(diào)恒流源一組，分三檔可調(diào)，調(diào)節(jié)精度1‰，負載穩(wěn)定度≤5×10-4，額定變化率≤5×10-4，配有數(shù)顯直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護功能。
      (2) 提供兩路0.0～30V/1A可調(diào)穩(wěn)壓電源，從0V起調(diào)，配有數(shù)顯直流電壓表指示輸出電壓，具有截止型短路軟保護和自動恢復(fù)功能。
      (3) 提供四路固定直流電源輸出：±12V、±5V，每路均具有短路、過流保護和自動恢復(fù)功能。

（六）XD02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。桌子左右各設(shè)有兩個抽屜(帶鎖)。桌面下的柜箱可用于放置實驗箱、工具及資料等。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及調(diào)整。

三、虛擬儀器儀表局域網(wǎng)軟件介紹詳見“附錄一：實驗室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)”中軟件功能。

四、實驗組件

    （一）實驗箱

HE-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，*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。

HE-11A 電路基礎(chǔ)實驗（一）

       完成電流表、電壓表的設(shè)計及量程擴展實驗，指針式歐姆表的設(shè)計及測試實驗（配MF47表頭一只及相關(guān)器件），已知和未知電阻元件伏安特性的測繪實驗。

HE-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）、戴維南定理、諾頓定理及雙口網(wǎng)絡(luò)、互易定理實驗。

HE-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(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)符號。

HE-13A 電路基礎(chǔ)實驗（三）

       提供兩路運算放大器及相關(guān)器件，學(xué)生動手組裝搭接電路完成受控源、回轉(zhuǎn)器、負阻抗變換器實驗。

HE-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。

HE-14A 電路基礎(chǔ)實驗（四）

       完成一階、二階動態(tài)電路，等效網(wǎng)絡(luò)變換原理實驗。

HE-15 電路基礎(chǔ)實驗（五）

       完成R、L、C串聯(lián)諧振，RC串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，RC雙T網(wǎng)絡(luò)實驗。

HE-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），黑匣子實驗（R、L、C元件特性及參數(shù)測定）。

HE-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。

HE-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。

HE-18A 三值電壓表

      完成周期性電壓信號的峰值、平均值和有效值的測量實驗。

HE-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。

HE-20 三相電容箱

      提供三相高壓電容，每相容值為0.47µF、1µF、2.2µF、4.7µF，耐壓值均為500V。

HE-21 鐵芯變壓器、互感/電度表實驗

      鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V），原、副邊均設(shè)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；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(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，固定在電度表支架上，實驗時臨時放在實驗箱上，其電源線、負載線均已接在電度表接線架的接線柱上。

HE-31 數(shù)電、模電實驗

      提供低壓交流電源（0V、6V、10V、14V抽頭各一路及中心抽頭17V兩路）、四位十進制譯碼顯示器、8位邏輯電平開關(guān)、8位電平指示器、三態(tài)邏輯筆、脈沖信號源（正、負輸出單次脈沖和頻率為0.5Hz～300kHz連續(xù)可調(diào)的計數(shù)脈沖源各一路）、振蕩線圈、三極管、按鍵、整流橋堆、穩(wěn)壓塊、功率電阻、可控硅、單結(jié)晶體管、信號燈及電位器等。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）。實驗箱配有單管/負反饋兩級放大器、射極跟隨器、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)、差動放大器及低頻OTL功率放大器共五塊固定線路實驗板?？刹捎霉潭ň€路或分立元件靈活組合相應(yīng)的實驗，既有利于提高學(xué)生的動手能力，又能保障實驗項目的順利完成。

HE-32 數(shù)字電路實驗

      提供脈沖信號源（正、負輸出單次脈沖和頻率為0.5Hz～300kHz連續(xù)可調(diào)的計數(shù)脈沖源各一路）、三態(tài)邏輯測試筆（高電平為紅色發(fā)光管亮，低電平為綠色發(fā)光管亮，高阻態(tài)或電平處于不高不低的電平值時黃色發(fā)光管亮）、電平指示（8位紅色LED）、邏輯開關(guān)（8位紅色LED）、四位十進制譯碼顯示器、撥碼開關(guān)（四位可逆十進制撥碼開關(guān)）、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及固定器件（10kΩ多圈電位器1只、100kΩ電位器1只、按鈕開關(guān)2只）等。

HE-33 模擬電路實驗

      提供低壓交流電源（0V、6V、10V、14V抽頭一路及中心抽頭17V兩路）、指針式直流毫安表（量程1mA，內(nèi)阻100Ω）、高可靠圓腳集成塊插座（8P 2只、14P 1只，40P 1只）、鍍銀長紫銅管（供插電阻、電容、三極管等）及固定元器件（三端穩(wěn)壓塊、電容器、信號燈、喇叭、場效應(yīng)管、三極管、可控硅、整流橋堆、振蕩線圈、功率電阻及電位器等），實驗箱配有單管/負反饋兩級放大器、射極跟隨器、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)、差動放大器及低頻OTL功率放大器共五塊固定線路實驗板．可采用固定線路或分立元件靈活組合相應(yīng)的實驗，既有利于提高學(xué)生的動手能力，又能保障實驗項目的順利完成。

HE-51 繼電接觸控制（一）

      提供交流接觸器（線圈電壓為220V）、熱繼電器及模擬燈泡各一只，帶燈按鈕三只（黃、綠、紅各一只）。

HE-52 繼電接觸控制（二）

      提供交流接觸器（線圈電壓220V）兩只、時間繼電器（通電延時，線圈電壓220V）一個，以及能耗制動電源變壓器、整流二極管、電阻等。

WDJ24三相鼠籠電機（△/Y 220V/380V）

      電機的三個繞組均已引出，接線方便。

WDJ26三相鼠籠電機（△380V）

      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，配備兩種不同規(guī)格的實驗連接線，強弱電均采用高可靠護套結(jié)構(gòu)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；兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，不能混插，從而大大提高了實驗的安全及合理性。