TWDG-4A型 現代電工電子技術實驗裝置（網絡型）

“TWDG-4型現代電工綜合實驗裝置（網絡型）”是我公司在廣泛征求各高校實驗指導老師的意見和建議基礎上推出的新一代實驗裝置，該實驗臺充分考慮實驗室的現狀和發展趨勢，以開放性實驗和提高學生動手能力為宗旨，在結構上和性能上進行大規模的改進和創新，保留了我們傳統實驗臺的許多優點，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，并結合目前實驗設備的發展趨勢，實驗臺實現了聯網通信（局域網通信）功能。各實驗單元以驗證性、設計性、綜合性相結合，最大限度地提高學生的動手能力。實驗箱可放在臺面上進行實驗，線路清晰，布線合理。

特點：

1、綜合性強：本實驗臺綜合了目前國內各類院校電類基礎課程的全部實驗項目，用戶可根據需要選購實驗部件，實驗的深度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進度有機地結合。

2、整體性、一致性：實驗所需的交直流儀表、交直流電源，信號源（含頻率計）及常用的實驗器件均密切結合實驗的需要，集中在實驗臺上，便于老師組織和指導實驗教學。

3、科學性強：裝置占地面積少，節約實驗用房，減少基建投資；實驗室整齊美觀，改善實驗環境；實驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外，還可結合實際情況開設出設計性、綜合性實驗。根據實驗內容的具體情況，將強電部分和弱電部分的插座和導線分開，強電部分采用高可靠帶伸縮彈性手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

4、易布局、視野廣：實驗臺的總高度為1.3米,適合目前實驗室的發展需要，學生可以坐著聽課或做實驗，不會有壓抑的感覺，也便于教師進行指導。

5、計算機聯網：可以選擇多機通信模式或局域網模式，便于整個實驗室的統一管理，減輕教師的工作量。

三、技術性能

1、輸入電源：三相四線（或三相五線）380V±10%　　50Hz

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

3、裝機容量：＜1.5KVA

4、重量：150kg

5、外形尺寸：168×73×130cm

裝置的配備

本實驗臺主要由電源控制屏、實驗桌、實驗箱等組成。

（一）SE-01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，為實驗提供交流電源、直流穩壓電源、恒流源、信號源（含頻率計）、各種測試儀表及實驗器件等，具體功能如下：

1、 主控功能板

1.1 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?？烧{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動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示三相電網電壓和三相調壓輸出電壓。

1.2 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。

1.3 提供鐵芯變壓器1只，規格為50VA，36V/220V，原、副邊設有電流插座。

1.4 設有220V/30W實驗用的日光燈燈管一支，將燈管的四個頭引出接在面板接線柱上，實驗方便。

另外，還提供220V的電源暗插座及信號插座各兩只。

2、直流電源、信號源板

2.1 提供兩路0.0～30V/1A可調穩壓電源，具有截止型短路軟保護和自動恢復功能，設有三位半數顯直流電壓表及切換琴鍵開關。

2.2 提供0～200mA連續可調恒流源一組，分2mA、20mA、200mA三檔，負載穩定度≤5×10-4，配有三位半數顯電流表指示。

2.3 數控智能函數信號發生器（帶頻率計）

頻率計：6位數字顯示,顯示范圍1Hz～10MHz，作為外部測量和信號源頻率指示。

信號源頻率范圍：0.2Hz～2MHz，分七檔

輸出波形：正弦波、三角波、方波、脈沖波、斜波、50Hz正弦波

占空比調節：20%～80%

輸出幅度：20Vp-p(1MΩ負載)、 10Vp-p(50Ω負載)

輸出保護：短路保護，抗輸入電壓±35V（1分鐘）

幅度顯示：三位LED

功率輸出：≥10W；頻率范圍(3dB帶寬)：20KHz(方波、三角波、正弦波)

3、儀表面板

3.1 智能交流數字電壓表

交流數字電壓表1只，采用美國模擬器件公司生產的新型高性能RMS真有效值轉換器，配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-450V，頻率范圍：10Hz-20KHz。手動量程為：2V、20V、500V。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。

3.2 智能交流數字電流表

交流數字電流表1只，采用美國模擬器件公司生產的新型高性能RMS真有效值轉換器，配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-5A，頻率范圍：10Hz-20KHz。手動量程為：20mA、200mA、1000mA。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。

3.3 真有效值交流數字毫伏表

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100mV、1V、10V、100V、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，并帶有通信功能。頻率測試范圍10Hz～1MHz，輸入阻抗1MΩ，輸入電容≤30pF。

3.4 智能交流功率及功率因數表（多功能）2只

由24位專用DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。軟件上采用RTOS設計思路，同時配有PC監控軟件來加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數。功率測量精度為1.0級，功率因數測量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A，能自動判別負載性質（感性顯示“L”，容性顯示“C”，純電阻不顯示），并可存儲測量數據，供隨時查閱。

3.5 智能直流電壓表、毫安表（兩只表）

直流電壓表一只，測量范圍0～300V，精度0.5級；直流毫安表一只，測量范圍0～500mA，精度0.5級，輸入量程自動切換，具有超值報警、指示及切斷總電源等功能。具有數據存儲與查詢功能。

3.6 實驗管理器：

具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。

（二）SE-02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；設有兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。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。

（三）實驗箱

1、SE-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，最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。

2、SE-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）、戴維寧定理、諾頓定理及雙口網絡、互易定理實驗。

3、SE-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。

4、SE-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。

5、SE-15 電路基礎實驗（五）

完成R、L、C串聯諧振（電感用空心），R、C串、并聯選頻網絡，R、C雙T網絡實驗。

6、SE-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），黑匝子實驗（R、L、C元件特性及參數測定）

7、SE-17 交流電路實驗（二）

完成三相電路（每相三只燈泡并聯）實驗。

8、SE-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。

9、SE-18 磁路與變壓器應用實驗

提供磁滯回線變壓器、雙繞組變壓器及相關器件。

10、SE-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。

11、SE-20 三相電容箱

提供三相高壓電容，每相容值為1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V。

12、SE-24　繼電接觸控制（一）

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

13、SE-25　繼電接觸控制（二）    提供交流接觸器兩只、時間繼電器（通電延時）一個，以及能耗制動電源變壓器、整流二極管、電阻等。

14、SE-22 數字電路實驗箱

提供數百個高可靠鎖緊式防轉疊插座，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（供插電阻、電容、電位器及三極管用）及固定器件（10K多圈電位器1只，100K電位器1只，按鈕開關2只以及晶振）等。

15、SE-23 模擬電路實驗箱

提供多個高可靠鎖緊式防轉疊插座，高可靠圓腳集成塊插座（8P　2只,14P　1只）、可靠的鍍銀長紫銅管（供插電阻、電容、電位器及三極管用）、指針式直流毫安表（量程為1mA，內阻為100Ω）及固定元器件（三端穩壓塊、電容器、信號燈、場效應管、三極管、可控硅，整流橋堆、功率電阻及電位器等）。

16、三相鼠籠電機（△380V）2臺

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，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分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；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩種導線都只能配合相應內孔的插座，不能混插，大大提高了實驗的安全及合理性。

五、裝置的主要優點及安全保護體系

1、三相四線制(或三相五線制)電源輸入，總電源由三相鑰匙開關控制。

2、控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進行控制。

3、三相交流電源0～450V連續可調，單相交流電源0～250V連續可調，設有三相同軸聯動自耦調壓器（1.5KVA）一臺，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，控制屏內或強電輸出若有漏電現象，即告警并切斷總電源，確保實驗進程安全。

5、屏上裝有一套電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

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，系統即告警并切斷總電源。

7、測量儀表精度高，采用數字化、智能化及人機對話模式，符合現代測量儀表發展方向。各種電源及各種儀表均有可靠的保護功能。

8、實驗連接線及插座采用不同的結構，使用安全、可靠、防觸電。

六、實驗項目

（一）電工基本實

1．基本電工儀表的使用與測量誤差的計算

2．減小儀表測量誤差的方法

3．儀表（電壓表、電流表）量程擴展實驗

4．電路元件伏安特性的測繪

5．電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制

6．基爾霍夫定律驗證及其故障判斷

7．疊加原理驗證及其故障判斷

8．電壓源與電流源的等效變換

9．戴維南定理驗證

10．諾頓定理驗證

11．最大功率傳輸條件測定

12．二端口網絡實驗

13．互易定理實驗

14．受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS 的實驗研究

15．典型電信號的觀察與測量

16．RC一階電路的響應測試

17．二階動態電路響應的研究

18．R、L、C元件阻抗特性的測定

19．RC串、并聯選頻網絡特性測試

20．R、L、C串聯諧振電路的研究

21．RC雙T選頻網絡

22．電路狀態軌跡的觀測

23．R、L、C元件特性及交流電參數測定—判斷性實驗

24．用三表法測量交流電路等效參數

25．正弦穩態交流電路相量的研究

26．互感實驗

27．單相鐵心變壓器特性的測試

28．磁滯回線的觀察

29．變壓器同名端判斷及其應用—設計性實驗

30．三相交流電路電壓、電流的測量

31．三相電路功率的測量

32．單相電度表的校驗

33．功率因數及相序的測量

34．負阻抗變換器及其應用

35．回轉器及其應用

（二）繼電接觸控制實驗

1．三相鼠籠式異步電動機

2．三相異步電動機點動和自鎖控制

3．三相異步電動機的正反轉控制

4．三相異步電動機Y-Δ降壓起動控制

5．三相異步電動機能耗制動控制

6．三相異步電動機起動順序控制

7．C620車床的電氣控制線路

(三)數字電路實驗

1.TTL集成邏輯門的參數測試。

2.CMOS集成邏輯門的參數測試。

3.TTL集電極開路門與三態輸出的應用。

4.與門、或門、異或門邏輯電路測試。

5.半加器、全加器電路實驗。

6.RS、D、JK觸發器及JK與D觸發器的轉換電路。

7.計算器。

8.MSI移位寄存器及其應用。

9.譯碼器及變換方式。

10.數據選擇器及邏輯設計。

11.用集成與非門構成單穩態觸發器和RC環形多諧振蕩器

12.利用門電路構成編碼器、分配器、選擇器。

13.組合電路的設計之一

14.組合電路設計之二---顯示電路。

15.同步時序電路的設計

16.計算機時序電路的設計

17.集成定時器測試及應用

18.D/A、A/D轉換器。

19.電子秒表---大型綜合實驗。

20.二極管與門、或門電路

21.三極管"非門"電路

22.三極管"與非門"電路

23.三極管"或非門"電路

24.異步十進制加法計數器

25.異步十進制減法計數器

26.智力競賽搶答裝置---大型綜合實驗二

……自由設計實驗。

(四)模擬電子電路實驗

1.常用電子儀器的使用。

2.晶體二極管的特性與檢測。

3.晶體三極管的輸入、輸出特性。

4.晶體管共射極單管放大器。

5.射極耦合觸發器。

6.RC耦合兩級放大器。

7.負反饋對放大器性能的影響。

8.場效應管放大器。

9.差動放大電路。

10.運算放大器指標測試。

11.集成運算放大器的基本應用（多種模擬運算電路）

12.RC正弦波振蕩器---集成運算放大器非線性應用一

13.方波發生器---集成運算放大器非線性應用二

14.三角波和方波發生器---集成運算放大器非線性應用三

15.LC正弦波振蕩器

16.變壓器耦合推換功率放大器。

17.OTL功率放大器。18.集成功率放大器。

19.電壓---頻率轉換電路。

20.單相半波、全波、橋式整流電路。

21.串聯型晶體管直流穩壓電源（設計性實驗）

22.集成直流穩壓電源。

23.單結晶管特性。

24.單結晶體管觸發電路。

25.晶閘管間單測試。

26.晶閘管可控整流電路（綜合性實驗）

27.函數信號發生器的組裝與調試（綜合性實驗）

28.萬用表的設計與調試（綜合性實驗）

29.電子門鈴電路---趣味性應用實驗一

30.電子報警電路---趣味性應用實驗二

31.光控簡易燈自動開關電路---趣味性應用實驗三

32.電子催眠器---趣味性應用實驗四

33.溫控電路---趣味性應用實驗五

……自由設計。

七、配置清單(每臺)

序號	編號	名 稱	數量
1	SE-01 SE-02	電源儀器控制屏、實驗桌	1套
2	SE-11	電路基礎實驗（一）	1件
3	SE-12	電路基礎實驗（二）	1件
4	SE-13	電路基礎實驗（三）	1件
5	SE-14	電路基礎實驗（四）	1件
6	SE-15	電路基礎實驗（五）	1件
7	SE-16	電路基礎實驗（一）	1件
8	SE-17	電路基礎實驗（二）	1件
9	SE-17A	電路基礎實驗（三）	1件
10	SE-18	磁路與變壓器應用實驗	1件
11	SE-19	元件箱	1件
12	SE-20	三相電容箱	1件
13	SE-22	數字電路實習箱	1件
14	SE-23	模擬電路實習箱	1件
15	SE-24	繼電接觸控制（一）	1件
16	SE-25	繼電接觸控制（二）	1件
17		三相鼠籠電動機（△380V）	1臺
18		數據采集器	1套
19		高可靠護套結構手槍插實驗連接線及配件	1套