?一、概?述

????隨著科學技術的發展，虛擬技術將得到越來越廣泛地應用，“LG-YXN01型 虛擬儀器儀表網絡型電工實驗臺”是本企業在充分考慮實驗室建設的現狀和發展趨勢的基礎上而研發的新一代教學設備，它代表著當今教學儀器的發展方向。該實驗裝置保留了我們傳統實驗裝置的許多優點，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儀表相結合的設計思想，使學生在運用*新技術的同時，又掌握了常規儀表的使用。此外，結合目前實驗設備的發展趨勢，該裝置還實現了聯網通信（局域網通信）的功能。各實驗單元以驗證性、設計性、綜合性相結合，*大限度地提高了學生的動手能力。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、技術性能

輸入電源：三相四線（或三相五線）380V±10%　　50Hz

工作環境：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

????控制屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板（凹字爛板技術），為實驗提供交流電源、虛擬儀器儀表及常規儀表等，具體功能如下：

控制及交流部分

(1)?三相0～450V及單相0～250V連續可調交流電源，配備1臺三相同軸聯動調壓器，規格為1.5kVA/0～450V，克服了三只單相調壓器采用鏈條結構或齒輪結構組成的許多缺點。可調交流電源輸出設有過流保護，當相間、線間有過電流或直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配有三只鏡面指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示出三相電網電壓和三相調壓的輸出電壓值。
(2)?設有定時器兼報警記錄儀，平時作為時鐘使用，具有設定實驗時間、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。
(3)?提供電度表一只，規格為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，規格為50VA，36V/220V，原、副邊設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)?設有實驗用220V、30W的日光燈燈管一支，將燈管燈絲的四個頭經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）常規儀表面板

(1)?真有效值交流數字電壓表一只

????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，三位半數顯。

(2)?真有效值交流數字電流表一只

????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

????能夠對各種復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，直鍵開關切換，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轉換芯片和全數顯電路構成。通過鍵控、數顯窗口實現人機對話、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、電壓、電流、頻率及負載的性質等；還可以貯存、記錄15組功率和功率因數的測試結果數據，并可逐組查詢。

(5)?直流數字電壓表一只

????測量范圍為0～200V，量程分200mV、2V、20V、200V四檔，直鍵開關切換，三位半數字顯示，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，直鍵開關切換，三位半數字顯示，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、功率因數及負載的性質等，并能顯示電壓與電流的相位關系圖，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備組成，包括數字存儲示波器、任意波形發生器、頻譜分析儀、波形數據記錄儀、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）數字存儲示波器（儀器一）：

?模擬輸入：2通道，1個外觸發通道

?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，重復采樣：1GHz

任意波形發生器（儀器二）：

?頻率范圍：0.01Hz～1MHz

?TTL電平同步輸出

?標準波形：正弦波、方波、三角波

?預置的各類函數波形庫，包括正弦函數、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連續可調恒流源一組，分三檔可調，調節精度1‰，負載穩定度≤5×10-4，額定變化率≤5×10-4，配有數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可調穩壓電源，從0V起調，配有數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功能。

（六）XD02實驗桌

?????實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結構堅固，造形美觀大方。桌子左右各設有兩個抽屜(帶鎖)。桌面下的柜箱可用于放置實驗箱、工具及資料等。實驗桌還設有四個輪子和四個固定調節機構，便于移動和固定，有利于實驗室的布局及調整。

三、虛擬儀器儀表局域網軟件介紹詳見“附錄一：實驗室網絡管理系統”中軟件功能。

四、實驗組件

????（一）實驗箱

HE-11?電路基礎實驗（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器件。

HE-11A?電路基礎實驗（一）

???????完成電流表、電壓表的設計及量程擴展實驗，指針式歐姆表的設計及測試實驗（配MF47表頭一只及相關器件），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、諾頓定理及雙口網絡、互易定理實驗。

HE-13?電路基礎實驗（三）

???????完成受控源、回轉器、負阻抗變換器實驗，圖形采用標準網絡符號。

HE-13A?電路基礎實驗（三）

???????提供兩路運算放大器及相關器件，學生動手組裝搭接電路完成受控源、回轉器、負阻抗變換器實驗。

HE-14?電路基礎實驗（四）

???????完成一階、二階動態電路，電路狀態軌跡的觀測實驗。

HE-14A?電路基礎實驗（四）

???????完成一階、二階動態電路，等效網絡變換原理實驗。

HE-15?電路基礎實驗（五）

???????完成R、L、C串聯諧振，RC串、并聯選頻網絡，RC雙T網絡實驗。

HE-16?交流電路實驗（一）　

???????完成正弦穩態交流電路相量的研究（日光燈功率因數提高實驗），黑匣子實驗（R、L、C元件特性及參數測定）。

HE-17?交流電路實驗（二）

???????完成三相電路（每相三只燈泡并聯）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）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，可調節兩個線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內，配有大、小鐵棒各一根及非導磁鋁棒一根；電度表一只，規格為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、8位電平指示器、三態邏輯筆、脈沖信號源（正、負輸出單次脈沖和頻率為0.5Hz～300kHz連續可調的計數脈沖源各一路）、振蕩線圈、三極管、按鍵、整流橋堆、穩壓塊、功率電阻、可控硅、單結晶體管、信號燈及電位器等。另外，還設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串并聯選頻網絡、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的實驗，既有利于提高學生的動手能力，又能保障實驗項目的順利完成。

HE-32?數字電路實驗

??????提供脈沖信號源（正、負輸出單次脈沖和頻率為0.5Hz～300kHz連續可調的計數脈沖源各一路）、三態邏輯測試筆（高電平為紅色發光管亮，低電平為綠色發光管亮，高阻態或電平處于不高不低的電平值時黃色發光管亮）、電平指示（8位紅色LED）、邏輯開關（8位紅色LED）、四位十進制譯碼顯示器、撥碼開關（四位可逆十進制撥碼開關）、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（三端穩壓塊、電容器、信號燈、喇叭、場效應管、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串并聯選頻網絡、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的實驗，既有利于提高學生的動手能力，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：根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同規格的實驗連接線，強弱電均采用高可靠護套結構手槍插連接線（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、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；兩種導線都只能配合相應內孔的插座，不能混插，從而大大提高了實驗的安全及合理性。