HYDG-502A聯網型電工電子技術實驗裝置

　隨（suí）著計算機技術應（yīng）用的快速發展和日益普及，計算機輔助教學（ CAI ）實驗在現（xiàn）代教學設備中占據越（yuè）來（lái）越重要的地位。為更好的適（shì）應當前高校實驗室現代化、網絡化建設，輔助老師更好的指導與管理（lǐ）整個實驗的進程，我公（gōng）司（sī）研製開發了 “ 局域網（wǎng）聯網型 ” 多媒體實驗教學管理軟件。 HYDG -502 型高級電工技術實驗裝置在 HYDG-501 的基礎之（zhī）上將儀表等（děng）全部更換（huàn）為智能化數字儀表，配以局域網聯網型 ” 多媒體實驗教學管理（lǐ）軟件。實驗（yàn）內容（róng）和技術功能與 HYDG-501 一（yī）致。 實驗台（學生端）采用了總線通信方式， PC 機通過實驗台內置的實驗管理器對電工綜合實驗裝置上的智能儀器儀表進行數據采集與管理（配置數據采集器）。

一、局域網聯網型：

　　 實驗室內部網采用星型（xíng）結構，實驗室服（fú）務器由教師端計算機擔任，實驗數據采集由學生端計算機（jī）執行。
根據實際情（qíng）況的需要，將本係（xì）統中的用（yòng）戶分為三類即：實驗學生，指導老師和係統管理員。其中學生又可以分一般學生和特（tè）殊學生，一般學生可以做（zuò）教（jiāo）學大綱所規定的常規（guī）實驗；特殊學生除常規實驗（yàn）外，還可以自（zì）己設計（jì）實驗，提高學生的創新思想（xiǎng），增（zēng）加實驗室的開放度。每一類用戶都擁有自己的管理權限，其中學生的權限（xiàn）低（dī），係統管理員（yuán）的權限高。
係統管理員負責（zé）對整個係統進行維護以（yǐ）及對用戶基本信息庫和實驗基本信息庫（kù）的錄入和（hé）維護工作， 並分配和管理各個用戶。指導老師負（fù）責在實驗開始前選擇實驗，對學生提交的數據進行審核（hé），對實驗數據的（de）合理（lǐ）性做出判斷，不成功者可要求其重做。實驗結束後，對學（xué）生本次實驗進行評分，在學期結束後（hòu）對整個學期的所有實驗進行綜合評分，並生成（chéng）每個班級的學生成績表，老師可以對學生的成績進行查詢、打印等。實驗報告是通過在原定的實驗報告上加上學生的實驗分（fèn）析和數據計算而形（xíng）成的。
本軟件提供了很多在實驗過程中所要用到的輔助工具，例如計算器、畫圖工具等。

教（jiāo）師機軟件（jiàn）包含（hán）如下功能 ：
1. 對學生提交的實驗數據的合理性作出（chū）判（pàn）斷，以便決定學生該次實驗是否成功，不成功者可（kě）要求其重做；
2. 實（shí）驗（yàn）結束後，教師可根據學（xué）生提交的實驗數據、重做次數（shù）、故障次數（shù）和實驗超時時間，對學生本次實驗進行評分；
3. 在每個學期結束後（hòu），使用自動評分係統可對整個學期的所（suǒ）有成績進行綜合評分，並可（kě）生成和打印每個班級的學生成績表。評分（fèn）係統的相應參數包括實驗成（chéng）績、理論成績和實驗缺（quē）勤係統等客觀數據，教師可給這些參數分配係數；
4. 教師可根據學校的教學計劃來編輯（jí）數據庫中所帶的實驗內容，也可增加自行設（shè）計的實驗內容；
5. 網上在線指導學生實驗；
6. 管理實驗台的使用以及正常與否，是否可以進行實驗等信息。
學生端軟件（jiàn）包含如下功能 ：
1. 將實驗結果輸入（rù）數據庫中；
2. 自動生成實驗報告，實驗報告包括實驗目的、實驗原（yuán）理、實驗設備、實驗數據、實驗曲線、實（shí）驗問題組成（chéng）；
3. 學生可通過網絡向教師申請（qǐng）打印實驗報告；
4. 曆次實驗成績的查詢；
5. 網上在線與實驗指導教（jiāo）師交（jiāo）流；

二、實驗室網站（zhàn）

隨（suí）著學校校（xiào）園網的普及，開放式（shì）實驗教學，虛擬實驗教學，網絡實驗教學都成為可能。為此，我公司開發了 “ 實驗（yàn）室網（wǎng）站 ” 軟件，學生除現場數據采集需（xū）要到實驗室外，其他操作可以在校園裏任何一台聯網的 PC 機上登錄完成，老師也可以在校園裏任何一台聯（lián）網的 PC 機（jī）上登錄完成相應的操作。
學生可實現的功能 ：
1. 網上學生信息注冊、登（dēng）錄（lù）
2. 網上電子器件查詢、課件或軟件下（xià）載
3. 網上（shàng）實驗報（bào）告上載、查詢及瀏覽等
4. 網上實驗預約，具有網上留言（yán）功能（néng）；實驗開課情況（kuàng）查詢
5. 網上（shàng）學生（shēng）實驗成（chéng）績查詢
6. 網上學（xué）生信（xìn）息反饋（以 E-mail 的（de）形式（shì））
7. 網上實驗討論區（基（jī）於 Web ）
老師可實現的功能 ：
1. 網上老師信息（xī）注冊、登錄（依權限）
2. 網上通知發布
3. 網上器件擴充（添加新的電子數據）或查詢、課件或（huò）軟件下載或上載
4. 網上教學計劃製定（dìng）（安排實驗內容、時間，地點，指導老師）及（jí）查詢
5. 網上實驗預約查詢、實驗成績查詢
6. 網上實驗報告自動生成（chéng）、查（chá）詢（xún）、下載、瀏覽、批改。
7. 網上實驗成績統計
8. 網上老師信息反饋（ E-mail ）
9. 網上實驗討論區

注：電腦、網線、交換機自備

三、實驗裝置的配備

裝置主要由電源儀器（qì）控製屏、實（shí）驗桌、實驗掛（guà）箱及三相鼠籠電機等組成。
( 一 )DG-01 電源儀器控製屏
控製屏為鐵（tiě）質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質麵板。為（wéi）實驗（yàn）提供交流電源、直流電源、恒（héng）流源（yuán）、受控源、數控（kòng）信號源及各種測試儀表等。具體功能（néng）如下：
1 、主（zhǔ）控功能（néng）板
1.1 三相 0 ～ 450V 及單相 0 ～ 250V 連續（xù）可調（diào）交（jiāo）流電源。配備一台三相同軸聯動自耦調壓器，規格為（wéi） 1.5KVA/0 ～ 450V ，克服了三隻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（zì）動保護，克服了調換保險（xiǎn）絲帶來的麻煩（fán）。配有三隻指針式交流電壓表，通過切（qiē）換開（kāi）關可分別指（zhǐ）示三相電網電壓和三相調壓（yā）輸出電壓。
1.2 提供兩路低（dī）壓（yā）穩（wěn）壓（yā）直流 0.0 ～ 30V/ 1A 連續可調電源，配有數字式電壓表（biǎo）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（jié）止保護和自動恢複功能。
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（ān）表指示（shì）輸出（chū）電（diàn）流，具有輸出開路、短路保（bǎo）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（bào）警、切斷電源等功（gōng）能；還可以自動記錄與區分由於接線或操作錯誤所（suǒ）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隻（zhī），測量範（fàn）圍 0 ～ 500V ，量程自動判斷、自動切換，精度 0.5 級，三位半數顯。
2 、信號源功能板
頻率計： 6 位數字顯示，測量範圍 1Hz ～ 10MHz ，作為（wéi）外部測量和內置信號源頻率指示。
信號源頻率範圍： 0.2Hz ～ 2MHz ，分七檔
輸出波形：正弦波、三角波、方波、脈衝（chōng）波、斜波及 50Hz 正弦波
占空比調節： 20% ～ 80%
輸出（chū）幅（fú）度： 20Vp-p( 1M Ω 負載 ) 、 10Vp-p(50Ω 負載 )
輸出保護（hù）：短路保護，抗輸入電壓 ±35V （ 1 分鍾）
幅度顯示：三（sān）位 LED
功率輸出（chū）： ≥10W ；頻率範圍 (3dB 帶寬 ) ： 20KHz( 方波、三角波、正弦波 )
3 、儀表、受控源功能板（bǎn）
3.1 智能交（jiāo）流數字電壓表

交流數字電壓表 1 隻，采用（yòng）美國模擬（nǐ）器件公司生產的新型高性能 RMS 真（zhēn）有（yǒu）效（xiào）值轉換器，配以高速（sù） MPU 單元設（shè）計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人（rén）機對話功能控製模（mó）式。具有自動與手動量程，測量範圍（wéi）： 0-500V ，頻率範圍： 10Hz-20Hz 。手動（dòng）量程為： 10V 、 100V 、 500V 。測量精度為 0.5 級。具有數據存儲與（yǔ）查詢功能。

3.2 智能交流數（shù）字電流（liú）表

交流數字電流表 1 隻，采用美國模擬器件公司生產的新（xīn）型高性能 RMS 真有效值轉換器（qì），配以高速 MPU 單元設計而成，通過鍵控、數顯（xiǎn）窗口實現（xiàn）人機對話功能控製模式。具（jù）有自動與手動量程，測（cè）量範圍： 0 -5A ，頻率範圍： 10Hz-20Hz 。手（shǒu）動量程為： 100mA 、 1A 、 5A 。測量精度（dù）為 0.5 級。具有數有數（shù）據存儲與查（chá）詢功能。

3.3 直流數（shù）顯電壓表一隻，采用（yòng） ICL 公司高性能 AD 轉換（huàn）器配以高速 MPU 單（dān）元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控製模式。具有自（zì）動與（yǔ）手動（dòng）量程，測量範圍： 0-200V 。手動量程為： 2V 、 20V 、 200V 。測量精度為 0.5 級（jí）。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（háo）安（ān）表一隻，采（cǎi）用 ICL 公（gōng）司高性能 AD 轉（zhuǎn）換器配以高速 MPU 單元設計而成，通過（guò）鍵控、數顯窗口實現人機對話功能（néng）控（kòng）製模式。具有自（zì）動與手動量程，測量範（fàn）圍： 0-2000mA 。手動量程為： 20mA 、 200mA 、 2000mA 。測（cè）量精度為 0.5 級（jí）。具有數據存（cún）儲（chǔ）與查詢功能。具有超量程報警（jǐng）、指示及切斷總（zǒng）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（jí）可工作，通（tōng）過適（shì）當的連接，即可獲得 VCVS 、 CCCS 受控源的功（gōng）能。此外，還設有 ±12V 兩（liǎng）路直流穩壓電源，並有發（fā）光管指（zhǐ）示。
4 、控製屏（píng）掛置掛件的具體方法
控製屏正麵右邊（biān）設有一個 74× 48.5cm 2 的大（dà）凹槽，能容納兩個大掛箱和一個（gè）小掛箱。凹槽上、下邊各設有六個螺柱，左右兩邊掛置（zhì）大的掛箱，中間掛置小的（de）掛箱。掛箱與控製屏采用（yòng）螺母（mǔ）固定，易於裝卸和運輸。
( 二 )DG-02 實驗桌
實驗桌（zhuō）為鐵質雙層亞（yà）光密（mì）紋噴塑結構，桌麵為防火、防水、耐磨高密度板（bǎn）；左右設有兩個大抽（chōu）屜（帶鎖（suǒ）），用於放（fàng）置工具及資料。右（yòu）邊設有放置示波器用的可拆卸擱（gē）板。
( 三 ) 實驗組件掛（guà）箱
1 、 DG-03 電路基礎實驗箱
提供基爾（ěr）霍夫定律（可設置（zhì）三個典型故障點）、疊加原理（可設（shè）置三個典型故障點）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網（wǎng）絡（luò）、互易定理、 R 、 L 、 C 串聯諧（xié）振電路（ L 用空心電感）、 R 、 C 串並聯選（xuǎn）頻電路及一階、二階動態電路等實驗。各（gè）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（shí）驗與設（shè）計性（xìng）實驗相結合（hé）。
2 、DG-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。負載為三個完全獨立的燈組，可連（lián）接成 Y 或 △ 兩種三相負（fù）載（zǎi）線路（lù），每個（gè）燈組均設有三個（gè）並聯（lián）的白熾燈羅口燈座 ( 每組設有三個開關控製（zhì）三個負載並聯（lián）支路的（de）通斷 ) ，可插 60W 以下的白熾燈九隻，各燈（dēng）組設有電流插座（zuò）；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（guà）上，兩個空心線圈 L1 、 L2 裝在滑動架上，可調節兩個（gè）線圈間的距（jù）離，並可將小線圈放到（dào）大線圈內，配有大（dà）、小鐵棒各一根及非（fēi）導磁鋁棒一根；電度表一隻，規格為（wéi） 220V 、 3/ 6A ，實驗時臨時掛上，其電源（yuán）線、負載線均（jun1）已接在電度表接線架的接線柱上（shàng），實驗方便；鐵芯變（biàn）壓器一隻（ 50VA 、 36V/220V ），原副邊均設有保險絲便於電流的測試，可進行變壓器原、副繞組同名（míng）端判斷及變壓器應用等（děng）實驗。
3 、DG-05 元件箱
設有三組高壓電容（每組 1uF/500V 、 2.2uF/500V 、 4.7uF/500V 高壓電容各一隻），用以改變功率因（yīn）數（shù）實驗；提供實驗所需的各種元件，如電（diàn）阻、二極管、發光管、穩壓管（guǎn）、電位器及 12V 燈泡等 , 還提供十進製可調電阻箱，阻值（zhí）為 0 ～ 99999.9Ω/2W 。
4 、DG-06 單相智（zhì）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（ér）成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控製模式。軟件（jiàn）上（shàng）采用 RTOS 設計思路（lù），同（tóng）時配有（yǒu） PC 監控軟件來加強分析能力。能（néng）測量電（diàn）路的功率、功率因數。功（gōng）率測量精度為 1.0 級，功率因數測量（liàng）範圍 0.3-1.0 ，電壓電流量程為 450V 和 5A ，能自（zì）動判別負載性質（感（gǎn）性顯示 “L” ，容性顯示 “C” ，純電阻（zǔ）不顯示），並可存儲測量（liàng）數據，供隨時查閱。
5 、DG-09 真有效值交流數字毫伏表
能夠對各種複雜波形的有效（xiào）值進行精確測（cè）量，電壓（yā）測試範圍（wéi） 0.2mV ～ 600V （有效值），測試基本精度達（dá）到（dào） ±1% ，量程分 200mV 、 2V 、 20V 、 200V 、 600V 五檔，直鍵開關切（qiē）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。頻率測試範圍 10Hz ～ 600KHz ，輸入（rù）阻抗 1MΩ ，輸（shū）入電容 ≤30pF 。
6 、 DG-10 受控源（yuán） ( 四路 ) 、回轉器、負阻抗變換器
提供流控電壓源（yuán） CCVS 、壓控電流源 VCCS 、壓控電壓源 VCVS 、流控電流（liú）源 CCCS 、回轉（zhuǎn）器及負阻抗變換器等實驗（yàn）模塊。四組受控（kòng）源（yuán）、回轉器、負阻抗變（biàn）換器均采用標準網絡符號（hào）。
7 、 DG-11 數字電路、模擬電路（lù）實驗掛件

提供（gòng）穩壓電源四路（ ±5V/ 0.5A ； ±15V/ 0.5A ，均有短路保護（hù）、自動恢複功（gōng）能）、低壓交流電源（ 0V 、 6V 、 10V 、 14V 抽頭各一路及中心抽頭 17V 兩路）、四位十進製譯（yì）碼顯示器、兩組（zǔ）撥碼盤、 8 位邏輯（jí）開關、 8 位電平指示器、三態邏輯筆、單（dān）次脈衝（chōng）源、揚聲器、振（zhèn）蕩線圈、按鍵、橋堆及電位器等。另外（wài），還設有一（yī）些高可靠圓腳集成電路插座（ 8P 2 隻、 14P 3 隻、 16P 4 隻、 28P 1 隻（zhī）、 40P 1 隻）及可（kě）靠的（de）鍍銀長紫銅管（供插電阻、電容、電位器、晶體管等元（yuán）件）。實驗掛箱配有： ① 共射極（jí）單管（guǎn）放大器負反饋放大器實驗板、 ② 射極跟隨器實驗板、 ③RC 正（zhèng）弦振蕩器實驗板、 ④ 差動放大器實驗板、 ⑤OTL 功率放大器（qì）實驗板共五塊及若幹（gàn）分立元件，可采（cǎi）用固定線路或分立元件靈活組合（hé）進行實驗（yàn），有利於提高學生動手能力。

8 、實（shí）驗連接線
根（gēn）據（jù）不同實驗（yàn）項目的（de）特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采（cǎi）用高可靠護套（tào）結構插連接線（不存在任何（hé）觸電（diàn）的可能（néng）），裏麵采用無氧（yǎng）銅抽絲而成（chéng）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（yǒu）柔軟、耐（nài）壓高、強度大、防硬（yìng）化（huà）、韌性好等優點，插頭采用實（shí）芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接（jiē）觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩（liǎng）種導線都隻能配合（hé）相應（yīng）內孔的插座，不能混（hún）插，大（dà）大提高了實驗的安全及合理性。

四、配置清單（每台）

五、基本實驗（yàn）項目

（一）電工實驗項目

（二）數字電路實驗項目：

……

自行設（shè）計（jì）、開發實驗電路。

（三）模擬電路實驗

采用固定線路和分立元（yuán）件靈活組合進行實驗（yàn）。

1 、固定線路板實驗有：

（ 1 ）共射極單管放大器負反饋放大（dà）器實驗

（ 2 ）射極（jí）限跟隨器實驗

（ 3 ） RC 正弦振蕩器實驗（yàn）

（ 4 ）差（chà）動放大器實驗

（ 5 ） OTL 功率放大器實驗

2 、分立（lì）元件可完成：單管放大、整流、濾波、穩壓（yā）、運放（fàng）、全波可控及趣味性實（shí）驗，也可利用此平台開發其他（tā）實驗項目。

六、裝置的主要優點及安全保護體係（xì）

1 、三相四線製 ( 或三相五線製 ) 電源輸入，總（zǒng）電源由三相鑰匙開關控製，設有三相帶燈熔斷器作為斷相（xiàng）指示。
2 、控製屏電源由（yóu）接（jiē）觸器通過起、停按鈕進行控製。
3 、三相交流電源 0 ～ 450V 連續（xù）可調（diào），單（dān）相交流電（diàn）源 0 ～ 250V 連續可調，設有（yǒu）三（sān）相同軸聯動自耦調壓器（ 1.5KVA ）一台，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，控製屏內或強電輸（shū）出若有漏電現象，即告警並切斷總電源，確（què）保實驗（yàn）進程安全。
5 、屏（píng）上裝有一套電流型漏電保護器，控製屏若有漏電現（xiàn）象，漏電流超過一（yī）定（dìng）值，即（jí）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，係（xì）統即告警並切斷總電源（yuán）。
7 、測量儀表精度高，采用精密鏡麵指針式（帶超量（liàng）程告（gào）警）、數字化、智能化及人機對話模式，符合現代測量儀表發展（zhǎn）方向（xiàng）。
8 、各種電源及（jí）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。