CN202549133U - 一种模块式电子电工一体化实验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及实践教学装置设计领域，公开了一种模块式电子电工一体化实验系统，包括模块组态系统、计算机虚拟仪器系统、数字显仪表模块以及安全保护装置等；操作面板为插装式结构；模块组态系统包括大于等于1个模块电路；计算机模拟仪器系统包括单片机数据采集卡以及上位PC机；模块电路、单片机数据采集卡、上位PC机、测量仪表以及安全保护装置均与所述电源连接。应用本实用新型的技术方案，本实验系统为模块化组态系统，模块携带方便，系统易于重构，技术易于升级；操作面板为插装式结构，可将不同模块进行组合，一机多用，节约材料和空间；配有计算机虚拟仪器系统以及测量仪表，可实现两者的比较测量，增强实验的吸引力；配有安全装置，安全性能高。

Description

一种模块式电子电工一体化实验系统

技术领域

本实用新型涉及实践教学装置设计领域，尤其涉及一种模块式电子电工一体化实验系统。

背景技术

现有的电工实验包括直流电路、电路的暂态分析、交流电路、三相电路、磁路分析、异步电机、控制电机、继电接触器控制、可编程逻辑控制(PLC)等基本实验和应用实验，既涵盖原理又涉及应用。

现有的电子实验包括模拟电子技术基础与应用实验、数字电子技术基础实验与应用实验，典型负载及其电子驱动实验，当代流行微电子技术应用系统(MCU)构成及开发实验等，可以支持多课时《电工与电子技术》课程的实验教学。

本实用新型在于设计一种模块式电子电工一体化实验系统，为《电工与电子技术》或《电工学》课程实验教学的改进奠定了设备条件基础。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模块式电子电工一体化实验系统，包括电源、实验桌、模块组态系统、计算机虚拟仪器系统、数字显仪表模块以及安全保护装置；

所述电源包括三相0～450V及单相0～250V连续可调交流电源、两路低压稳压直流0～30V/1A连续可调电源、一路0～200mA连续可调恒流源或者稳压直流±24V、±15V、±12V、±5V中的一种或者几种；

所述实验桌包括操作面板以及操作桌面，所述操作面板为插装式结构；

所述模块组态系统包括大于等于1个模块电路；

所述模块组态系统安装在所述操作面板上；

所述计算机模拟仪器系统包括单片机数据采集卡以及上位PC机，所述单片机数据采集卡与所述上位PC机均与所述模块电路连接；

所述数字显仪表模块设置的测量仪表包括直流数字毫安表、直流数字安培表、直流数字电压表、交流数字电流表、交流数字电压表、频率计以及智能功率或者功率因数表中的一种或者几种；

所述模块电路、单片机数据采集卡、上位PC机、数字显仪表模块以及安全保护装置均与所述电源连接。

优选的，三相0～450V及单相0～250V连续可调交流电源配有一台三相同轴联动自耦调压器，规格为1.5KVA/0～450V。

优选的，两路低压稳压直流0～30V/1A连续可调电源配有数字式电压表，电压稳定度≤0.3％，电流稳定度≤0.3％。

优选的，一路0～200mA连续可调恒流源配有数字式直流毫安表。

优选的，安全保护装置包括电流型漏电保护装置、电压型漏电保护装置以及防触电实验用导线。

优选的，实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构。

优选的，实验桌还配置有抽屉、开门柜、四个脚轮以及四个固定调节机构

优选的，模块式电子电工一体化实验系统还包括照明灯以及信号发生器。

由上可见，应用本实用新型的技术方案，本实验系统为模块化组态系统，模块携带方便，系统易于重构，技术易于升级；操作面板为插装式结构，可将不同模块进行组合，一机多用，节约材料和空间；配有计算机虚拟仪器系统以及测量仪表，可实现两者的比较测量，增强实验的吸引力；配有安全装置，安全性能高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型模块式电子电工一体化实验系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

图1为本实用新型模块式电子电工一体化实验系统的结构示意图，由图1可知，本实用新型模块式电子电工一体化实验系统包括380/220V三相可调交流电源及安全保护装置模块1、实验桌2、可调直流恒压源恒流源模块3、数字显仪表模块4、±5V、±12V直流电源模块5、模块安装网格6以及实验电路模块31。

本实用新型模块式电子电工一体化实验系统的电源还包括配有一台三相同轴联动自耦调压器的三相0～450V及单相0～250V连续可调交流电源、配有数字式电压表的两路低压稳压直流0～30V/1A连续可调电源、配有数字式直流毫安表的一路0～200mA连续可调恒流源。

所述380/220V三相可调交流电源及安全保护装置模块1中的安全装置安全保护装置模块包括电流型漏电保护装置、电压型漏电保护装置以及防触电实验用导线。

所述实验桌2包括操作面板21以及操作桌面22，所述操作面板21设有模块安装网格6，所述实验电路模块31安装在所述模块安装网格6上，因此为插装式结构；所述实验桌2上设有日光灯(未图示)。

所述实验电路模块31为模块组态系统，包括大于等于1个模块电路。

所述计算机模拟仪器系统(未图示)包括单片机数据采集卡以及上位PC机，所述单片机数据采集卡与所述上位PC机均与所述模块电路连接，所述上位PC机可放置在所述操作桌面22上。

所述数字显仪表模块4上设置的测量仪表有直流数字毫安表、直流数字安培表、直流数字电压表、交流数字电流表、交流数字电压表、频率计以及智能功率、功率因数表；直流数字毫安表的精度为0.5级，测量范围为0-500mA；直流数字安培表的精度为0.5级，测量范围为0-5A；直流数字电压表的精度为0.5级，测量范围为0-300V；交流数字电流表的精度为0.5级，测量范围为0-5A；交流数字电压表的精度为0.5级，测量范围为0-450V；智能功率、功率因数表为有效值测量，浮点显示，精度为0.5级，测量范围为0-2000W；频率计为6位LED数码管显示，闸门时基1s，灵敏度为35mV，测量范围为1Hz-35KHz。

所述实验电路模块31、单片机数据采集卡、上位PC机、测量仪表以及安全装置均与所述模块式电子电工一体化实验系统的电源连接。

三相同轴联动自耦调压器的规格为1.5KVA/0～450V，可调交流电源输出处设有过流保护技术，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护。

数字式电压表用于指示输出电压，电压稳定度≤0.3％，电流稳定度≤0.3％，设有短路软截止保护和自动恢复功能。

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。

所述实验桌2为铁质双层亚光密纹喷塑结构，设有接插线抽屉23、开门柜(即模块电路存放箱及推拉门)24、四个可锁定移动脚轮25以及四个固定调节机构(未图示)。

本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统还包括信号发生器(未图示)，信号发生器(未图示)输出正弦波、三角波、方波，输出频率范围为20Hz～200KHz，输出信号幅度为方波占空比可调。

应用本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统具有以下优点：

(1)本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统为模块化组态系统，模块易于更新，系统易于重构，技术易于升级。我公司紧密跟踪相关课程内容的发展变化趋势，及时开发新的实验电路模块，随时满足用户的更新和升级需求。实验系统操纵面板为插装式结构，可任意组合12块模块电路。目前具备30余块实验模块供用户选择。

(2)本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统采用的模块电路，携带方便，可进理论课堂，教师学生可人手一份，实现理论和实践紧密结合，有利于提升理论课堂教学新颖性和对学生的吸引力。

(3)本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统的模块电路可以任意组合使用，包括电路基本定律和分析方法实验模块、正弦交流电路实验模块、交流三相电路实验模块、继电接触器控制系统实验模块、二极管基本特性实验模块、晶体管基本放大电路基本特性实验模块、差分放大电路实验模块、场效应晶体管放大电路实验模块、场效应晶体管放大电路实验模块、信号发生、处理与运算电路实验模块、整流电路实验模块、时钟电路、基本逻辑与组合逻辑电路实验模块、基本触发器与时序逻辑应用电路实验模块、机电一体化系统典型负载电子功率驱动电路实验模块、单片机基础实验模块、单片机驱动典型负载实验模块、可编程控制器PLC技术及应用实验模块、负载模块、电源模块、仪器仪表模块以及综合设计实验模块等的组合，一机多用，节约材料和空间。

(4)本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统的模块电路等元器件裸露，易于观察，有利于感性认知，有利于提升学生兴趣。

(5)本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统配有计算机虚拟仪器系统，易于开发形成网络化实验系统；同时，计算机虚拟仪器系统除替代高性能数字示波器外，还可以完成控制系统的时间响应分析和频率响应分析。也可以根据客户特殊要求开发配备更丰富的虚拟仪器系统。计算机虚拟仪器系统是由单片机数据采集卡和上位PC机lab VIEW软件通信实现的，可以测量和分析实验电路中的电信号，如电压、电流、波形、频率等，并将测量数据进行保存打印。计算机虚拟仪器与传统仪表测量相结合，可实现比较测量，增强实验的吸引力。

(6)本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统的设计配置了多重可靠的安全装置，能有效的保护实验人员及设备的安全。

(7)本实用新型的模块式电子电工一体化实验系统的实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面防火、防水、耐磨性能好，结构坚固，造型美观大方，长度符合国标二人座式；实验桌配置有抽屉和开门柜箱，可用于放置实验电路模块、工具及资料等；配置四个脚轮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。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种模块式电子电工一体化实验系统，其特征是在于：包括电源、实验桌、模块组态系统、计算机虚拟仪器系统、数字显仪表模块以及安全保护装置；

所述电源包括三相0～450V及单相0～250V连续可调交流电源、两路低压稳压直流0～30V/1A连续可调电源、一路0～200mA连续可调恒流源或者稳压直流±24V、±15V、±12V、±5V中的一种或者几种；

所述实验桌包括操作面板以及操作桌面，所述操作面板为插装式结构；

所述模块组态系统包括大于等于1个模块电路；

所述模块组态系统安装在所述操作面板上；

所述计算机模拟仪器系统包括单片机数据采集卡以及上位PC机，所述单片机数据采集卡与所述上位PC机均与所述模块电路连接；

所述数字显仪表模块设置的测量仪表包括直流数字毫安表、直流数字安培表、直流数字电压表、交流数字电流表、交流数字电压表、频率计以及智能功率或者功率因数表中的一种或者几种；

所述模块电路、单片机数据采集卡、上位PC机、数字显仪表模块以及安全保护装置均与所述电源连接。

2.根据权利要求1所述的模块式电子电工一体化实验系统，其特征在于所述三相0～450V及单相0～250V连续可调交流电源配有一台三相同轴联动自耦调压器，规格为1.5KVA/0～450V。

3.根据权利要求1所述的模块式电子电工一体化实验系统，其特征在于所述两路低压稳压直流0～30V/1A连续可调电源配有数字式电压表，电压稳定度≤0.3％，电流稳定度≤0.3％。

4.根据权利要求1所述的模块式电子电工一体化实验系统，其特征在于所述一路0～200mA连续可调恒流源配有数字式直流毫安表。

5.根据权利要求1所述的模块式电子电工一体化实验系统，其特征在于所述安全保护装置包括电流型漏电保护装置、电压型漏电保护装置以及防触电实验用导线。

6.根据权利要求1所述的模块式电子电工一体化实验系统，其特征在于所述实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构。

7.根据权利要求1所述的模块式电子电工一体化实验系统，其特征在于所述实验桌还配置有抽屉、开门柜、四个脚轮以及四个固定调节机构。

8.根据权利要求1所述的模块式电子电工一体化实验系统，其特征在于所述模块式电子电工一体化实验系统还包括照明灯以及信号发生器。

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