电工.模电.数电实验与技能实训考核实验室成套设备(带智能型功率表、功率因数表)
一、实验台和实验操作桌结构及功能
(一)实验台构成与性能
1. 电源及参数
输入电源 :采用三相四线电源,输入时指示灯亮,方便实时观察电源输入状态。
电源输出 :具备嵌入式保险盒和三相漏电开关二级保护功能,确保实验用电安全。
A 组 :单、三相可调交流电源,能提供 0-430V 连续可调的交流电源,同时可得到 0 - 250V 单相可调电源,配有一台 1.5KVA 的三相自耦调压器,搭配三只液晶交流电压表,可清晰指示调压输出电压,为各类电路实验提供稳定可调的电源支持。
B 组 :低压交流电压 3 - 24V 分七档可调,最大输出电流 1.5A,配有电流表指示,适用于低压小功率交流电路实验。
C 组 :低压直流稳压电源,电压 5V,电流 0.5A,有电流表指示,可为数字电路等提供稳定的低压直流电源。
D 组 :双路恒流稳压电源,二路输出电压均为 0 - 30V,内置式继电器自动换档,多圈电位器连续调节,使用便捷。输出最大电流为 1.5A,具备预设式限流保护功能,每次输出有 0.5 级数字电流表、电压表指示,电压稳定度<10-2,负载稳定度<10-2,纹波电压<5mv,满足多种直流电路的供电需求。
E 组 :单相交流市电输出,通过万能插板供用户自备设备使用,方便外接设备的接入。
2. 函数信号发生器
波形 :可产生正弦波、三角波、方波、脉冲波、锯齿波、TTL 方波、矩形波等多种波形,满足不同信号需求的实验项目。
频率范围 :涵盖 0.1Hz 到 2MHz,分七个频率档级,能够生成从低频到较高频的信号,适用于各种频率特性的电路实验。
正弦波失真度 :在 10 - 30Hz 时<3%,30Hz - 100KHz 时≤1%,保证信号质量,使实验结果更准确可靠。
方波响应 :前沿 / 后沿≤100nS(开路),快速的边沿响应特性,有助于模拟数字信号的传输和处理。
最大输出幅度(开路) :当 f<1MH 时幅度≤15VP-P;1M<f≤2MHz 时≤11Vp-p,提供足够幅度的信号激励。
直流偏置(开路) :为±lOV,可在一定范围内对信号进行偏置调整,以满足不同电路的偏置要求。
输出阻抗 Z :ZO=50Ω±5Ω,符合标准信号源输出阻抗,便于与各类电路负载匹配。
占空比 :脉冲与锯齿波上升、下降沿可连续变化,范围在 10%~90%之间,可灵活调整信号的占空比特性,适应不同实验场景。
压控振荡(VCF) :加外加直流电压 0±5V 变化时,对应的频率变化大于 l00:1,实现对信号频率的电压控制,拓展信号发生器的功能应用。
输出衰减 :提供 20dB、40dB、60dB 三档衰减选项,方便调节信号幅度至合适水平。
3. 频率计数器
测频范围 :能够测量 lHz~l00MHz 的频率范围,宽广的测频范围可精确测量各种频率信号,满足多数电子电路的频率测量需求。
闸门时间 :有 0.01S、0.1S、1S、10S 四档可选,不同闸门时间可适应不同精度的频率测量要求,提高测量准确性。
输入阻抗(AC 耦合) :电阻分量约为 500KΩ,并联电容约为 100P,较高的输入阻抗对被测电路影响小,保证测量结果的可靠性。
4. 智能型功率表、功率因数表
由 24 位专用 DSP、16 位高精度 AD 转换器和高速 MPU 单元设计而成,通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用 RTOS 设计思路,同时配有 PC 监控软件来加强分析能力。能精确测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为 1.0 级,功率因数测量范围 0.3 - 1.0,电压电流量程为 450V 和 5A,能自动判别负载性质(感性显示 “L”,容性显示 “C”,纯电阻不显示),并可存储测量数据,供随时查阅,为电工实验中的功率分析和电路性能评估提供有力的数据支持,是电工.模电.数电实验与技能实训考核实验室成套设备中的重要组成部分。
5. 单次脉冲
每次可输出一对正负脉冲,可用于触发各类单次脉冲响应电路,如单稳态触发器等实验,观察电路的单次脉冲响应特性。
6. 音频功率放大器
输入音频电压不低于 10mV 时,输出功率不小于 1W,音量可调节,内部配备喇叭,可用于放大电路扩音,方便实验中对音频信号的听觉观察,也可作为信号寻迹使用,帮助查找信号通路和故障点,提高实验效率和故障排查能力。
7. 七段译码器
配备 3 组七段译码器及对应的译码显示数码管,用于数字电路中的译码显示实验,直观地展示数字信号的输出结果,加深学生对数字电路译码功能的理解和认识,在电工.模电.数电实验与技能实训考核实验室成套设备的数字部分实验中发挥重要作用。
8. 外测交直流二用电流表
精度达到 0.5 级,采用三位半数字式显示,测量范围为 0~1000mA,能够准确测量交直流电流,为实验数据的采集提供可靠保障,满足各种电路中电流参数的测量需求,确保实验结果的准确性。
9. 外测交直流二用电压表
精度为 0.5 级,三位半数字式显示,测量范围是 0~99.9V,可精确测量交直流电压,确保实验中电压参数的准确获取,为电路的调试和分析提供准确的电压数据支持。
(二)实验操作桌
实验操作桌采用双面饰面板制作而成,具有不变形、不褪色的特点,尺寸为 160×70×80cm,造型美观大方。桌面中间设计有抽屉,用于存放工具,左右两侧各设有一个存放柜,可用于储存元器件,方便实验过程中的取用,同时也保持了实验操作桌的整洁与有序,为电工.模电.数电实验与技能实训考核实验室成套设备提供了良好的操作平台,方便学生进行各类实验操作和项目实施。
二、电工.模电.数电实验与技能实训考核实验室成套设备(带智能型功率表、功率因数表)之结构与配备(以二十四座为例)
(一)实验桌
数量与尺寸 :配备学生实验桌 12 张,一桌二座,实验桌外形尺寸为 160×70×80cm。
电路插板 :桌子中央配置九孔电路插板,该电路板采用注塑工艺制成,表面布有九孔成一组相互联通的插孔,元件盒可在其上任意拼插成实验电路,方便学生快速搭建各种实验电路,提高实验效率。
元件盒 :元件盒盒体透明直观,内部装有电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、可控硅等元件,用于完成原理实验。盒盖上印有永不褪色的元件符号,线条清晰美观,便于学生识别。盒体与盒盖采用科学的压卡式结构,使得维修、拆装更加方便,同时也便于元件的管理和更换。
继电部分训练元器件 :已装在特制的元件盒上,实训时插在九孔电路板上即可连线实验,方便灵活,提高了实验的可操作性和效率,为电工实验中的继电控制电路实验提供便利。
实训项目 :实训项目由二十几套实训电路板和相应元器件来完成,涵盖了多种电工.模电.数电实验与技能实训考核项目,满足不同实验课程和技能训练的需求,使学生能够全面系统地掌握电子技术知识和技能。
胶皮板 :每张操作桌配有一块胶皮板,用于保护通用电路板和桌面,如在需要在桌上放置电动机、进行焊接等操作时,可防止对桌面和电路板的损坏,延长设备的使用寿命。
元器件储存柜 :桌子下部设置元器件储存柜,用于放置实验元件、器材、工具等,便于实验物品的分类存放与管理,使实验室保持整洁、有序的环境,方便学生查找和取用所需物品。
(二)示教控制台
数量与功能 :配置 1 台示教台,可分别控制 12 台学生实验台的电源。通用九孔电路板演示屏立在实验台上,尺寸为 160×70mm,便于教师进行讲解、演示,直观地展示实验过程和电路连接方式,提高教学效果和效率,使学生能够更清晰地理解实验原理和操作步骤。
(三)实验台
数量与配备 :共配备 13 台实验台,其中学生实验桌和示教台上各配备 1 台,为学生的实验操作和教师的演示提供了充分的设备支持,确保每个实验工位都能独立开展实验项目,提高实验教学的质量。
(四)器材配备
人体复苏模型 :1 个,用于急救知识的培训和演示,提高学生的安全意识和应急处理能力。
灭火器 :1 只,保障实验室的安全,应对可能出现的火灾情况,确保实验过程中的安全防护措施到位。
手电钻 :3 把,可用于一些需要小型钻孔操作的实验任务,方便学生进行简单的机械加工操作。
台钻与电烙铁 :台钻 1 台,电烙铁及烙铁架 25 套,微型手枪钻 1 台,放置台钻桌 1 张,满足实验中元件的钻孔、焊接等加工需求,为学生提供齐全的加工工具,提高学生的动手实践能力。
工具套装 :配备 13 套尖嘴钳,斜口钳,螺丝刀,扳手,镊子等工具,为学生提供了齐全的实验操作工具,方便进行各种实验操作和维修工作,满足不同实验场景下的工具使用需求。
万用表 :MF - 47 指针万用表 13 只,数字万用表 13 只,电度表 13 只,兆欧表 13 只,钳形表 13 只,转速表 1 只等,各种万用表可用于不同类型的电路参数测量,电度表可用于测量电能消耗,兆欧表用于测量绝缘电阻,钳形表方便测量较大电流,转速表用于电机转速测量等,丰富的测量工具为各类实验数据的获取提供了全面的保障,帮助学生准确获取实验数据,提高实验结果的可信度。
其他器材 :还包括交流电流表 39 只,交流电压表 13 只,换相开关 13 只,电阻一批,变压器组件 13 套,三相电动机拉具 1 套,钢锯架 13 把,单相电动机 13 台,三相 180W 鼠笼式电动机 26 台,100W 直流电机 1 台,交流接触器 52 只,组合开关 13 只,3H 铁壳按钮 13 只,热继电器 26 只,时间继电器 13 只,变压器 13 只,单刀开关 13 只,三相闸刀 13 只,信号灯 13 只,变压器绕线桌 1 张,双门立柜 2 个,敷铜板 13 片,初步焊接通用线路板及组件 13 套,13×22 套数电、模电技能实训考核组件(包括特制线路板及相应元器件),13 套电工、模电、数电实验所需的电阻、电位器、电容、变压器、二极管、三极管、场效应管、集成、可控硅、传感器、逻辑电平开关、特制通用集成座等,学生凳 25 张。这些丰富的器材为电工.模电.数电实验与技能实训考核实验室成套设备的正常运行和各类实验项目的开展提供了坚实的物质基础,涵盖了从基础元件到复杂设备的各个方面,满足了不同层次、不同类型的实验教学需求,使学生能够在真实的实验环境中进行全面、系统的电子技术学习和技能训练。
三、电工.模电.数电实验与技能实训考核实验室成套设备(带智能型功率表、功率因数表)之实验及实训项目
(一)电工部分实验项目
基础测量与元件实验 :包括电工测量仪表的使用、常用元件的识别与检测、线性元件与非线性元件的伏安特性等实验项目,帮助学生掌握电工测量的基本技能和常用元件的特性,为后续的电路实验打下坚实的基础。
电路定律与定理验证实验 :涵盖基尔霍夫定律的验证、验证楞次定律、迭加原理与互易定理的验证、戴维南定理与诺顿定理的验证、电压源与电流源的等效变换等实验,通过这些实验项目,学生可以深入理解电路的基本定律和定理,学会运用这些定律和定理分析和解决电路问题,培养学生的电路分析能力和逻辑思维能力。
电路特性研究实验 :有受控源特性的研究、一阶电路实验、二阶电路的过渡过程、研究 LC 元件在直流和交流电路中的特性、负载获得最大功率的条件、交流电路参数的测量、正弦交流电略中 RLC 元件的特性、RL 及 RC 串联电路实验、RLC 串联谐振电路等实验内容,使学生掌握不同类型电路的特性、过渡过程、谐振现象等知识,提高学生对交流电路的分析和应用能力。
电力应用实验 :如日光灯电路的连接及功率因数改善、三相负载的星三角接法、三相电路及功率的测量、R - C 选频网络研究、二端口网络研究、单相变压器实验、互感电路实验、三相异步电动机的使用与起动、三相电动机继电接触控制的基本电路、三相电动机 Y - △起动控制实验、三相电动机的顺序控制实验、三相电动机能耗制动控制实验等,这些实验项目涉及到电力照明、三相电路、变压器、电动机控制等多个方面的内容,使学生熟悉电力设备的工作原理、接线方式和控制方法,培养学生在电力工程领域的实践技能和应用能力,为今后从事电气工程相关工作提供实践经验和操作技能支持。
(二)模拟部分实验项目
半导体器件特性实验 :包括二极管的正、反相特性、晶体三极管的输入、输出特性等实验,帮助学生理解半导体器件的基本特性和工作原理,为模拟电路的学习奠定基础。
放大电路实验 :涵盖晶体管共射极单管放大器、两级阻容耦合放大电路、负反馈对放大器性能的影响、场效应管放大器、差动放大电路等实验项目,使学生掌握放大电路的组成、工作原理、性能指标以及负反馈对放大器性能的影响等知识,培养学生设计、调试放大电路的能力,掌握提高放大器性能的方法和技巧。
运算放大器实验 :包括运算放大器指标测试、集成运算放大器的基本应用(多种模拟运算电路)、集成运算放大器非线性应用(多种波形发生器)等实验,让学生深入了解运算放大器的性能参数和广泛应用,掌握运算放大器在模拟信号处理中的重要地位和作用,提高学生运用运算放大器进行电路设计和解决问题的能力,拓展运算放大器的应用范围和功能。
电源电路实验 :有变压器耦合推挽功率放大器、OTL 功率放大器、集成功率放大器、单相桥式整流电路、串联型晶体管直流稳压电源(设计性实验)、集成直流稳压电源等实验内容,使学生掌握功率放大器的电路结构、工作原理和性能特点,学会设计和调试功率放大器,了解不同类型的直流稳压电源的工作原理、性能指标和设计方法,为电子设备的稳定供电提供保障,培养学生在电源电路设计和应用方面的实践能力。
其他模拟电路实验 :还包含单结晶体管特性、单结晶体管触发电路、晶闸管简单测试、晶闸管可控整流电路等实验项目,拓宽学生的模拟电路知识面,使学生了解特殊半导体器件的特性和应用,掌握晶闸管控制技术,为在电力电子、自动控制等领域的工作和学习奠定基础,提高学生对模拟电路的综合应用能力和创新思维。