电工电子传感器及控制理论技术实训装置

一、实训内容

电工基本技能实训

项目一 基本电工仪表的使用与测量误差的计算
项目二 减小仪表测量误差的方法
项目三 欧姆定律
项目四 电阻的串、并、混联电路
项目五 电阻分压器电路
项目六 电容的充放电电路
项目七 伏安法测电阻
项目八 节点电压法
项目九 回路电压法
项目十 支路电流法
项目十一 电阻与温度的关系：用伏安法测出灯丝在不同电压下的阻值
项目十二 电压表量程的扩展
项目十三 电流表量程的扩展
项目十四 已知和未知电路元件的伏安特性
项目十五 直流电阻电路故障的检查
项目十六 电路中电位的测量
项目十七 基尔霍夫电压定律
项目十八 基尔霍夫电流定律
项目十九 电压源外特性的测定
项目二十 叠加原理
项目二十一 电压源与电流源的等效变换
项目二十二 负载获得最大功率的条件
项目二十三 戴维南定理
项目二十四 诺顿定理
项目二十五 互易定理
项目二十六 二端口网络
项目二十七 双联开关两地控制
项目二十八 RLC串联交流电路
项目二十九 RLC并联交流电路
项目三十 RLC串联谐振电路
项目三十一 电感、电容元件在直流电路和交流电路中的特性
项目三十二 正弦稳态下RL、RC串联电路
项目三十三 日光灯电路的连接
项目三十四 提高功率因数的方法
项目三十五 一阶电路过渡过程的研究
项目三十六 二阶电路过渡过程的研究
项目三十七 交流电路参数的测量
项目三十八 三相负载的星形联结
项目三十九 三相负载的三角形联结
项目四十 三相鼠笼式异步电动机的使用
项目四十一 三相异步电动机点动控制
项目四十二 三相异步电动机自锁控制
项目四十三 三相异步电动机既可点动又自锁控制
项目四十四 接触器联锁正反转控制
项目四十五 按钮联锁正反转控制
项目四十六 接触器和按钮双重联锁正反转控制

模拟电路基本技能实训

项目一 晶体二极管的判别与检测
项目二 PN结的单向导电特性
项目三 晶体三极管的判别与检测
项目四 单结晶体管特性
项目五 晶体管共射极单管放大器
项目六 场效应管放大电路
项目七 负反馈放大电路
项目八 差动放大电路
项目九 射极跟随器
项目十 场效应管共源极放大电路
项目十一 共集电极放大器
项目十二 共基极放大器
项目十三 两级阻容耦合放大器
项目十四 运算放大器的基本接法
项目十五 集成运放同相比例放大器
项目十六 集成运放反相比例放大器
项目十七 集成运放加法电路
项目十八 集成运放减法电路
项目十九 集成运放积分电路
项目二十 集成运放微分电路
项目二十一 电压跟随器
项目二十二 电压比较器
项目二十三 RC桥式正弦波振荡器
项目二十四 方波发生器
项目二十五 三角波发生器
项目二十六 文氏电桥正弦波发生器
项目二十七 锯齿波发生器
项目二十八 过零比较器
项目二十九 比较器
项目三十 窗口比较器电路实训
项目三十一 集成运放的调零电路
项目三十二 电源极性错接的保护电路
项目三十三 输入端限幅保护电路
项目三十四 输出端限幅保护电路
项目三十五 OTL功率放大器
项目三十六 RC正弦波振荡器及选频放大器
项目三十七 晶闸管可控整流电路
项目三十八 单相半波整流、滤波电路
项目三十九 单相全波整流、滤波电路
项目四十 单相桥式整流、滤波电路
项目四十一 稳压管稳压电路及其稳压原理
项目四十二 三端集成固定稳压电源
项目四十三 正电源输出可调集成稳压电源
项目四十四 串联型晶体管稳压电源电路

数字电路基本技能实训

项目一 晶体二极管开关特性
项目二 晶体三极管开关特性
项目三 二极管限幅器
项目四 三极管限幅器
项目五 二极管钳位器
项目六 TTL集成逻辑门
项目七 集成与门逻辑功能测试
项目八 集成非门电路逻辑功能测试
项目九 集成或门电路逻辑功能测试
项目十 集成与非门逻揖功能测试
项目十一 CMOS门电路的测试
项目十二 TTL电路和CMOS电路的输出特性测试
项目十三 集成逻辑电路的连接与驱动
项目十四 组合逻辑电路
项目十五 半加器
项目十六 全加器
项目十七 译码器
项目十八 译码器逻辑功能测试
项目十九 数据选择器逻辑功能测试
项目二十 四选一数据选择器
项目二十一 八选一数据选择器
项目二十二 集成触发器逻辑功能测试
项目二十三 基本RS触发器
项目二十四 JK触发器
项目二十五 D触发器
项目二十六 CMOS触发器
项目二十七 计数、译码和显示
项目二十八 计数器及其应用
项目二十九 十进制可逆计数器的逻辑功能测试
项目三十 二进制加法计数器
项目三十一 十进制加法计数器
项目三十二 测试移位寄存器的逻辑功能
项目三十三 移位寄存器及其应用
项目三十四 脉冲分配器及其应用
项目三十五 555时基电路
项目三十六 单稳态触发器
项目三十七 多谐振荡器
项目三十八 施密特触发器

电工综合技能实训

项目一 运算放大器的应用
项目二 受控源的设计
项目三 电流表、电压表和欧姆表的设计
项目四 互感器的应用
项目五 整流滤波电路的设计及应用
项目六 报警保护电路的设计及其应用
项目七 过流保护的设计及其应用

传感器实训项目

项目一金属应变传感器的应用―电子秤
项目二扩散硅压阻压力传感器液位测量
项目三光纤位移测量
项目四光纤压力测量
项目五增量式光电编码器
项目六长光栅位移测量
项目七CCD传感器直径测量
项目八PSD位置测量

控制理论实训项目

项目一 控制系统典型环节的模拟
项目二 一阶系统的时域响应及参数测定
项目三 二阶系统的瞬态响应分析
项目四 三阶系统的瞬态响应及稳定性分析
项目五 PID控制器的动态性能
项目六 控制系统的动态校正
项目七 典型环节频率特性的测试
项目八 线性系统频率特性的测试
项目九 信号的采样与恢复
项目十 典型的非线性环节的模拟
项目十一 非线性系统的相平面分析

二、设备构成

1.交流电源及供电主回路采用三相四线制(或三相五线制)电源输入，经电流型漏电保护器、接触器到三相输出，安全、方便、使用可靠。
2.控制屏电源由接触器通过启、停按钮进行控制。
3.三相固定380V交流电源，单相交流电源0～250V连续可调，设有单相自耦调压器（0.5KVA）一台，可更好地满足教学实验要求。
4.屏上装有电压型漏电保护装置，控制屏内强电输出若有漏电现象，即告警并切断总电源，确保实训进程安全。
5.屏上装有一套电流型漏电保护器，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。
6.各种电源及各种仪表均有可靠的保护功能。
7.实训连接线及插座采用不同的结构，使实训连接线的结构更合理、使用更加安全、可靠、防触电。 
8 函数信号发生器 输出：正弦波、矩形波、三角波三种波形，可由琴键开关进行切换选择；输出频率范围：2Hz～2MHz，可分为七个频段选择；输出幅度峰峰值0～16VP-P，可由三位LED 数码管进行显示；输出衰减分0dB、20dB、40dB、60dB 四档，可由两个“衰减”按键选择。
9.六位数显频率计：测量范围1Hz～10MHz，由六位数码管给以显示，闸门时基1s，灵敏度35mV(1-500kHz)/ 100mV(500kHz - 10MHz)；测频精度为万分之二(10MHz)。
10. 电路基础实训（一） 完成叠加原理、基尔霍夫定律、戴维南定理、诺顿定理、直流电阻电路故障的检查、互易定理、欧姆定律等实训；提供电阻、电感、电容，完成R、L、C 串联谐振、一阶、二阶动态电路的研究、电压源与电流源的等效变换、负载获得最大功率的条件、电阻的串、并联等实训。
11. 电路基础实训（二） 提供灯泡（12V/0.1A 两只）、稳压管、二极管（两只）、未知元件（四只）、电位器（1k/2W、10k/2W、100k/2W各一只）、电阻箱（0～9Ω/2W、0～90Ω/2W、0～900Ω/2W、0～9000Ω/2W各一组）等，完成已知和未知电路元件伏安特性的测绘、电容的充放电等实训。
12. 交流电路实训（一） 提供大功率电阻（100Ω/25W、200Ω/25W、1kΩ/25W）、电感（100mH/0.3A）、整流二极管（1N5408 四只）、高压电容（0.47uF/500V、1uF/500V三只、2.2uF/500V、4.7uF/500V）、镇流器、启辉器、短接按钮等，完 成日光灯功率因数提高实训、RLC串联交流电路实训、RLC并联交流电路实训以及 电感、电容元件在直流电路和交流电路中的特性实训。
13. 交流电路实训（二） 完成三相电路实训（提供六只灯泡）。
14. 电路基础实训（三） 仪表量程扩展实训（电流表、电压表量程的扩展）。
15. 电工综合技能实训（一） 电流表、电压表和欧姆表的设计。
16. 电工综合技能实训（二） 运算放大器的应用实训、受控源的设计、报警保护电 路的设计及其应用实训、互感器的应用实训、整流滤波电路的设计及应用实训、 过流保护的设计及其应用实训。
17. 继电接触控制实训 提供交流接触器（线圈电压为220V）两只，按钮三只（黄、 绿、红各一只）。
18 电子技术实训（一） 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）、三极管、二极管、稳压块、电阻、单结晶体管、蜂鸣器、电 容等。
19 电子技术实训（二） 提供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），设有一些高可靠圆脚集成电路插座（8P、14P、 16P、28P、40P若干只）,可采用固定线路或分立元件灵活组合进行实训。
20 金属应变传感器实训模块 由 4 个箔金式电阻应变片组成应变式压力传感器来 检测压力。
21光纤移位传感器实训模块 模块由红外发光元件、Y 型光纤、反射面、测微头 和处理电路组成，输出模拟电压信号。测量范围0～2mm线性度2%。
22 光纤压力传感器实训模块 模块由红外发光元件、Y 型光纤、压力计、压力控 制设备和处理电路组成，输出模拟电压信号。测量范围0～0.1Pa
23 增量式光电编码器实训模块 光电编码器：1024P；控制步进电机来控制编码器 角度，编码器输出脉冲信号。
24 光栅传感器实训模块 为光电编码器实训模块与莫尔条纹测长实训模块的信号 处理模块，显示角度和距离。
25 莫尔条纹测长实训模块 光栅尺行程：17CM；步进电机带动光栅尺测量其移动后的距离,还带有光电行程开关防止超出量程。
26 CCD 传感器测径实训模块CCD传感器输出视频信号来测量物体直径。（配3个不同宽度的测量物）
27 PSD移位传感器实训模块 PSD传感器：6mm有效距离；通过调理电路输出精确的位置信号。
28 控制理论实验 提供稳压电源、交/直流数字电压表、低频函数信号发生器、六位数显频率计、阶跃信号发生器及典型的控制环节(比例环节、惯性环节、积分环节、超前滞后校正环节，还可以组成微分、延迟等各种电路)等。
29 三相鼠笼式异步电机 60W 380V/△
30 实训连接线 根据不同实训项目的特点，配备两种不同规格的实训连接线，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），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，大大提高了实训的安全及合理性。
31.整体
（一） 电源控制屏 1.主体结构工艺：实验台制造的材料选用优质冷轧刚板，表面板材选用不小于1.2mm 的整板；主要的承重梁、加强件、脚轮板等承重件板材厚度不小于2mm；钣金生产经过高精度数控设备冲孔、折弯、焊接及打磨，以保证设备各项尺寸的精确性；实验台表面采用亚光密纹喷塑料处理，经过除油、除锈、磷化、钝化、静电喷塑、高温固化等一系列表面处理工艺，使产品具有极高的耐磨性，防腐蚀性和耐老化性、经久耐用，可保证10年以上的使用。
2.面板工艺：铝质面板，经过除油、除锈、磷化、钝化、静电喷塑、高温固化等一系列表面处理工艺，具有极高的耐磨性，防腐蚀性和耐老化性、经久耐用，面板表面图文全部采用雕刻、烂板印字工艺；
3.颜色配置：整套装置颜色包括2-3 种颜色配合，主体颜色采用国际灰，辅体颜色采用电脑白。
4.控制屏为实训挂箱提供交流电源、直流稳压电源、恒流源、各种测试仪表及实训器件。
（二） 基于Android 平台的无线电源管理系统 无线电源管理系统由教师端和设备端组成，教师端与设备端采用无线WIFI通信技术相连接。(教师端每批配一套)
1.教师端采用7.0英寸Android系统平板电脑。
2.教师端软件可设置登录密码，输入密码进入界面操作。
3.可对每台设备的总电源进行控制。
4.可显示每台设备是否上电运行使用。
5.可设置设备的实验实训或考核时间，便于教师管理学生实验实训或考核。
6.配有无线路由器。
（四） 交流电源 1.提供三相固定380V交流电源及单相0～250V连续可调交流电 源，配备1台单相调压器，规格为0.5kVA/0～250V。380V交流电源输出处设有过流保护，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护。配有一只指针式交流电压表，通过波段开关切换可指示三相固定380V交流电源输出电压。
2.提供两路AC220V 交流电源和一路AC380V 交流电源接口，可为外配仪器设备提供工作电源。
（五） 实训器件 设有实训用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训使用，可防止灯丝损坏。
（六） 真有效值交流数字表 1.交流电压表：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.交流电流表：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、指示及切断总电源功能。
（七） 直流数字表 1.直流电压表：测试范围0～200V，精度 0.5级，量程分200mV、2V、20V、200V 四档，直键开关切换，三位半数字显示，具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。
2.直流电流表：测试范围0～2000mA，精度0.5 级，量程分2mA、20mA、200mA、2000mA四档，直键开关切换，三位半数字显示，具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。
（八） 直流稳压电源 1.直流稳压电源：提供±5V、±12V 直流电源，每路均具有短路、过流保护和自动恢复功能。
2.直流数显稳压电源：可提供两路0～30V/0.5A 可调稳压电源，两路稳压源可单独使用，也可组成0～±30V或 0～±60V。
（九） 恒流源 分 2mA、20mA、200mA三档，从0mA起调，调节精度1‰，负载稳定度≤5×10-4，额定变化率≤5×10-4 ，配有数字式直流毫安表指示输出电流，具有输出开路、短路保护功能。
（十） 实训桌 实训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。设有两个抽屉，可用于放置工具及资料；右边可以放置示波器，还设有四个带刹车的轮子，便于移动和固定。

三、技术参数

1.输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10%50Hz
2.工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3.装机容量：＜1.5kVA
4.参考外形尺寸：1350mm×805mm×1430mm

四、概述

1、设备要求适用范围

实训装置要适合各职业院校的“电路分析”、“电工基础”、“电工学”、“电机控制”、“继电接触控制”《传感器技术》等课程的实训大纲，也适用于中专、职校等新建或扩建实训室，为学校迅速开设实训课提供了理想的实训设备。

2、结构工艺

实验台制造的材料必须选用优质冷轧刚板，表面板材厚度不小于1.2mm 的整板，不得多块组合拼焊，对接而成的；主要的承重梁、加强件、脚轮板等承重件板材厚度不小于2mm；经过高精度数控设备冲孔、折弯、焊接及打磨，以保证设备各项尺寸的精确性和平滑性。

3、表面工艺

实验台表面采用亚光密纹喷塑料工艺，经过除油、除锈、磷化、钝化、静电喷塑、高温固化等一系列表面处理后，使产品具有极高的耐磨性，防腐蚀性和耐老化性、经久耐用，可保证10年以上的使用。

4、色彩搭配

主体设备颜色搭配要符合人机工程学，视觉流线感，材料要合适运用选材及外表面的处理，颜色必须由2-3 种颜色配合，主体颜色采用国际灰，辅体颜色采用电脑白。

5、设备安全保护要求

要求安全性好 带有电流型漏电保护及电压型漏电保护，对地漏电电流超过30mA即切断电源，安全保护符合国家标准；装置带有紧急停止开关，危险状态时，通过急停开关切断电源，停止装置的电源输出，达到保护人身和设备的安全。