JG-YXN01 型 虚拟仪器仪表网络型电工实验台
一、概 述
随着科学技术的发展，虚拟技术将得到越来越广泛地应用，“虚拟仪器仪表网络型电工实验台”。该实验装置保留了我们传统实验装置的许多优点，如全方位的人身安全保护（电压型漏电保护、电流型漏电保护、过流保护等），仪器、仪表的自我保护等。采用虚拟仪器仪表与常规仪表相结合的设计思想，使学生在运用最新技术的同时，又掌握了常规仪表的使用。此外，结合目前实验设备的发展趋势，该装置还实现了联网通信（局域网通信）的功能。各实验单元以验证性、设计性、综合性相结合，最大限度地提高了学生的动手能力。实验箱可放在台面上进行实验，面板采用有机玻璃或敷铜板（可选择），线路清晰，布线合理。 
二、技术性能
输入电源：三相四线（或三相五线） 380V ± 10% 50Hz
工作环境：温度 -10 ℃～ +40 ℃ 相对湿度＜ 85% （ 25 ℃） 海拔＜ 4000m
装机容量：＜ 1.5kVA
重 量： 150kg
外形尺寸： 173cm × 73cm × 110cm
三、装置的配备
本实验装置主要是由电源控制屏、实验桌、实验箱等组成。
（一） XD01 电源、仪表控制屏
控制屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板（凹字烂板技术），为实验提供交流电源、虚拟仪器仪表及常规仪表等，具体功能如下：
控制及交流部分
(1) 三相 0 ～ 450V 及单相 0 ～ 250V 连续可调交流电源，配备 1 台三相同轴联动调压器，规格为 1.5kVA/0 ～ 450V ，克服了三只单相调压器采用链条结构或齿轮结构组成的许多缺点。可调交流电源输出设有过流保护，当相间、线间有过电流或直接短路均能自动保护，克服了调换保险丝带来的麻烦。配有三只镜面指针式交流电压表，通过切换开关可分别指示出三相电网电压和三相调压的输出电压值。
(2) 设有定时器兼报警记录仪，平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、查询报警、切断电源等功能；还可以自动记录漏电告警、过流告警及仪表超量程告警的总次数。
(3) 提供电度表一只，规格为 220V 、 3/6A ，实验时临时挂上，其电源线、负载线均已接在电度表接线架的接线柱上，实验方便。
(4) 提供铁芯变压器 1 只，规格为 50VA ， 36V/220V ，原、副边设有电流插座和保险丝，方便测试并能可靠地保护变压不损坏。
(5) 设有实验用 220V 、 30W 的日光灯灯管一支，将灯管灯丝的四个头经过快速保险丝引出供实验使用，可防止灯丝损坏。
另外，还提供信号插座一只。
（二）常规仪表面板
(1) 真有效值交流数字电压表一只
进行真有效值测量，测量范围 0 ～ 500V ，量程自动判断、自动切换，精度 0.5 级，三位半数显。
(2) 真有效值交流数字电流表一只
进行真有效值测量，测量范围 0 ～ 5A ，量程自动判断、自动切换，精度 0.5 级，三位半数显，具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。
(3) 真有效值交流毫伏表一只
能够对各种复杂波形的有效值进行精确测量，电压测试范围 0.2mV ～ 600V （有效值），测试基本精度达到± 1% ，量程分 200mV 、 2V 、 20V 、 200V 、 600V 五档，直键开关切换，三位半数字显示，每档均有超量程告警、指示及切断总电源的功能。
(4) 智能交流功率表（多功能）一只
由一套微电脑，高速、高精度 A/D 转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话、智能显示控制模式。为了提高测量范围和测试精度，将被测电压、电流瞬时值的取样信号经 A/D 变换，采用专用的 DSP 计算有功功率、无功功率。单相功率及三相功率 P1 、 P2 测量，精度为 0.5 级，电压、电流量程分别为 450V 、 5A ，可测量负载的有功功率、无功功率、功率因数、电压、电流、频率及负载的性质等；还可以贮存、记录 15 组功率和功率因数的测试结果数据，并可逐组查询。
(5) 直流数字电压表一只
测量范围为 0 ～ 200V ，量程分 200mV 、 2V 、 20V 、 200V 四档，直键开关切换，三位半数字显示，输入阻抗为 10M Ω，精度为 0.5 级，具有超量程报警、切断总电源等功能。
(6) 直流数字毫安表一只
测量范围为 0 ～ 2000mA ，量程分 2mA 、 20mA 、 200mA 、 2000mA 四档，直键开关切换，三位半数字显示，精度为 0.5 级，具有超量程报警、指示及切断总电源功能。
（三）虚拟仪器仪表面板
(1) 虚拟仪表的硬件部分采用高精度的交、直流传感器，把高压电与计算机完全隔离，确保实验学生和计算机的安全。本实验台提供 14 块测量仪表。具体如下：
直流电压表 1 只：测量范围 0 ～ 50V ，精度 1.0 级
直流电压表 1 只：测量范围 0 ～ 300V ，精度 1.0 级
直流毫安表 1 只：测量范围 0 ～ 200mA ，精度 1.0 级
直流毫安表 1 只：测量范围 0 ～ 2000mA ，精度 1.0 级
交流毫伏表 2 只：测量范围 0 ～ 200V ，频率 0 ～ 2MHz ，精度 1.0 级
交流电压表 3 只：测量范围 0 ～ 500V ，精度 1.0 级
交流电流表 3 只：测量范围 0 ～ 5A ，精度 1.0 级
交流功率表 2 只：电压范围 0 ～ 500V ，电流范围 0 ～ 5A ，可测量负载的有功功率、无功功率、功率因数及负载的性质等，并能显示电压与电流的相位关系图，精度 1.0 级。
(2) 虚拟示波器和虚拟信号源
虚拟仪器由两个外围设备组成，包括数字存储示波器、任意波形发生器、频谱分析仪、波形数据记录仪、频率特性分仪五种功能。通过打印机接口与计算机相连，软件操作界面为中文界面。
（四）数字存储示波器（仪器一）：
模拟输入： 2 通道， 1 个外触发通道
模拟带宽： 0Hz ～ 50MHz( ± 3dB)
输入阻抗： 1M Ω //30pF
输入耦合： DC 、 AC 和 GND
最大输入电压： 100V(AC+DC)
采样频率：实时采样： 1.25kHz ～ 50MHz ，重复采样： 1GHz
任意波形发生器（仪器二）：
频率范围： 0.01Hz ～ 1MHz
TTL 电平同步输出
标准波形：正弦波、方波、三角波
预置的各类函数波形库，包括正弦函数、噪音、扫频及其它 21 种波形
用户可用完整的波形编辑器建立自己的波形
振幅范围： 100mVP-P to 10VP-P （ 600 Ω负载）
振幅分辨率：满刻度分辨率 0.4%
偏移： 0 到 -5V 或 +5V 最大。 ( 满刻度分辨率 0.4%)
最大采样速率： 32MHz
输出阻抗： 50 Ω
（五）直流电源
(1) 提供 0 ～ 500mA 连续可调恒流源一组，分三档可调，调节精度 1 ‰，负载稳定度≤ 5 × 10-4 ，额定变化率≤ 5 × 10-4 ，配有数显直流毫安表指示输出电流，具有输出开路、短路保护功能。
(2) 提供两路 0.0 ～ 30V/1A 可调稳压电源，从 0V 起调，配有数显直流电压表指示输出电压，具有截止型短路软保护和自动恢复功能。
(3) 提供四路固定直流电源输出：± 12V 、± 5V ，每路均具有短路、过流保护和自动恢复功能。
（六） XD02 实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板，结构坚固，造形美观大方。桌子左右各设有两个抽屉 ( 带锁 ) 。桌面下的柜箱可用于放置实验箱、工具及资料等。实验桌还设有四个轮子和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局及调整。
三、虚拟仪器仪表局域网软件介绍详见“附录一：实验室网络管理系统”中软件功能。
四、实验组件
（一）实验箱
HE-11 电路基础实验（一）
完成电表改装实验（配带镜面指针式精密毫安表一只），伏安特性实验，最大功率传输条件测定实验，电压源与电流源的等效变换实验及相关器件。
HE-11A 电路基础实验（一）
完成电流表、电压表的设计及量程扩展实验，指针式欧姆表的设计及测试实验（配 MF47 表头一只及相关器件），已知和未知电阻元件伏安特性的测绘实验。
HE-12 电路基础实验（二）
完成叠加原理、基尔霍夫定律（判断性实验）、戴维南定理、诺顿定理及双口网络、互易定理实验。
HE-13 电路基础实验（三）
完成受控源、回转器、负阻抗变换器实验，图形采用标准网络符号。
HE-13A 电路基础实验（三）
提供两路运算放大器及相关器件，学生动手组装搭接电路完成受控源、回转器、负阻抗变换器实验。
HE-14 电路基础实验（四）
完成一阶、二阶动态电路，电路状态轨迹的观测实验。
HE-14A 电路基础实验（四）
完成一阶、二阶动态电路，等效网络变换原理实验。
HE-15 电路基础实验（五）
完成 R 、 L 、 C 串联谐振， RC 串、并联选频网络， RC 双 T 网络实验。
HE-16 交流电路实验（一）
完成正弦稳态交流电路相量的研究（日光灯功率因数提高实验），黑匣子实验（ R 、 L 、 C 元件特性及参数测定）。
HE-17 交流电路实验（二）
完成三相电路（每相三只灯泡并联）实验。
HE-17A 交流电路实验（二）
完成三相电路（每相两只灯泡串、并联）实验。
HE-18A 三值电压表
完成周期性电压信号的峰值、平均值和有效值的测量实验。
HE-19 元件箱
提供实验所需的电阻、电容、电感、电位器、十进制可调电阻等实验器件。
HE-20 三相电容箱
提供三相高压电容，每相容值为 0.47μF 、 1μF 、 2.2μF 、 4.7μF ，耐压值均为 500V 。
HE-21 铁芯变压器、互感 / 电度表实验
铁芯变压器一只（ 50VA 、 36V/220V ），原、副边均设有保险丝及电流插座，测试方便并能可靠保护防止变压器损坏；互感线圈一组，实验时临时挂上，两个空心线圈 L1 、 L2 装在滑动架上，可调节两个线圈间的距离，并可将小线圈放到大线圈内，配有大、小铁棒各一根及非导磁铝棒一根；电度表一只，规格为 220V 、 3/6A ，固定在电度表支架上，实验时临时放在实验箱上，其电源线、负载线均已接在电度表接线架的接线柱上。
HE-31 数电、模电实验
提供低压交流电源（ 0V 、 6V 、 10V 、 14V 抽头各一路及中心抽头 17V 两路）、四位十进制译码显示器、 8 位逻辑电平开关、 8 位电平指示器、三态逻辑笔、脉冲信号源（正、负输出单次脉冲和频率为 0.5Hz ～ 300kHz 连续可调的计数脉冲源各一路）、振荡线圈、三极管、按键、整流桥堆、稳压块、功率电阻、可控硅、单结晶体管、信号灯及电位器等。另外，还设有一些高可靠圆脚集成电路插座（ 8P 2 只、 14P 3 只、 16P 4 只、 28P 1 只、 40P 1 只）及可靠的镀银长紫铜管（供插电阻、电容、电位器、晶体管等元件）。实验箱配有单管 / 负反馈两级放大器、射极跟随器、 RC 串并联选频网络、差动放大器及低频 OTL 功率放大器共五块固定线路实验板。可采用固定线路或分立元件灵活组合相应的实验，既有利于提高学生的动手能力，又能保障实验项目的顺利完成。
HE-32 数字电路实验
提供脉冲信号源（正、负输出单次脉冲和频率为 0.5Hz ～ 300kHz 连续可调的计数脉冲源各一路）、三态逻辑测试笔（高电平为红色发光管亮，低电平为绿色发光管亮，高阻态或电平处于不高不低的电平值时黄色发光管亮）、电平指示（ 8 位红色 LED ）、逻辑开关（ 8 位红色 LED ）、四位十进制译码显示器、拨码开关（四位可逆十进制拨码开关）、高可靠圆脚集成块插座（ 8P 、 14P 、 16P 、 20P 、 28P 及 40P 各若干个）、可靠的镀银长紫铜管及固定器件（ 10k Ω多圈电位器 1 只、 100k Ω电位器 1 只、按钮开关 2 只）等。
HE-33 模拟电路实验
提供低压交流电源（ 0V 、 6V 、 10V 、 14V 抽头一路及中心抽头 17V 两路）、指针式直流毫安表（量程 1mA ，内阻 100 Ω）、高可靠圆脚集成块插座（ 8P 2 只、 14P 1 只， 40P 1 只）、镀银长紫铜管（供插电阻、电容、三极管等）及固定元器件（三端稳压块、电容器、信号灯、喇叭、场效应管、三极管、可控硅、整流桥堆、振荡线圈、功率电阻及电位器等），实验箱配有单管 / 负反馈两级放大器、射极跟随器、 RC 串并联选频网络、差动放大器及低频 OTL 功率放大器共五块固定线路实验板．可采用固定线路或分立元件灵活组合相应的实验，既有利于提高学生的动手能力，又能保障实验项目的顺利完成。
HE-51 继电接触控制（一）
提供交流接触器（线圈电压为 220V ）、热继电器及模拟灯泡各一只，带灯按钮三只（黄、绿、红各一只）。
HE-52 继电接触控制（二）
提供交流接触器（线圈电压 220V ）两只、时间继电器（通电延时，线圈电压 220V ）一个，以及能耗制动电源变压器、整流二极管、电阻等。
WDJ24 三相鼠笼电机（△ /Y 220V/380V ）
电机的三个绕组均已引出，接线方便。
WDJ26 三相鼠笼电机（△ 380V ）
电机的三个绕组均已引出，接线方便。
实验连接线：根据不同实验项目的特点，配备两种不同规格的实验连接线，强弱电均采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；两种导线都只能配合相应内孔的插座，不能混插，从而大大提高了实验的安全及合理性。
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