电工电子综合创新实训平台

SBDGPT-11电工电子综合创新实训平台

一、产品概述

实验装置整体由实训屏、实验桌两大部分组成，实训屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板，仪器屏包含如下资源：测量电表，电源控制，台式万用表、信号源、双通道示波器、可编程电源、单相、三相插座通讯口等组成。仪器采用嵌入式结构。

二、技术性能

1、输入电压：三相四线制380V±10%  50Hz

2、工作环境：环境温度范围为-5～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m

3、装置容量：＜1.5kVA

4、外形尺寸：1600mm×800mm×1263mm

三、产品特点

1、测量仪表精度高，采用数字化、智能化模式，符合现代测量发展方向。

2、安全性能高：实训屏上380V交流输出处设有单片机全程控制的一套过流保护装置，相间、线间直接短路或过载，电流超过设定值，系统即告警并切断总电源，确保设备安全。

3、装置结构合理，性能优越，配套完整，外观豪华大气。

四、系统结构

本实训台主要由实训屏、实训桌等到组成。

（一）实训屏

实训屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板，仪器屏包含如下资源：测量电表，电源控制，台式万用表、信号源、双通道示波器、可编程电源、单相、三相插座通讯口等组成。仪器采用嵌入式结构。

具体功能如下：

1、控制及交流电源部分

（1）提供三相固定380V交流电源，相间、线间直接短路或过载由单片机全程自动监控自动保护。电流型电压型漏电开关开启后由启动和停止按钮控制实训台工作电源。具有告警和复位功能。

（2）提供单相0～250V/2A连续可调交流电源一路（配备一台0.5KVA单相调压器）。同时经整流环节可得一组0-240V连续可调直流电源，有表指示输出电压值。

（3）提供～220V插座2只，～380V插座1只，为外部仪器提供工作电源。

2、智能电表

A、真有效值交流数字电压表

1. 测量范围：0-500V,设置2V/20V/200V/1000V四量程，量程自动切换,超量程报警。

2. 2.7寸TFT液晶屏显示四位测量值，具有超量程自动提示功能。

3. 测量精度：±0.5%+2。

4. 抽样率：5次/秒

5. 工作温度范围：-20℃～+50℃。

6. 上位机具有实时监视及关断功能。

   B、真有效值交流数字电流表

1. 测量范围：0-5A,设置2mA/20mA/200mA/5A四档量程，具有量程自动切换,超量程自动报警功能。

2. 2.7寸TFT液晶屏显示四位测量值，具有超量程提示功能。

3. 测量精度：±0.5%+4。

4. 抽样率：5次/秒

5. 工作温度范围：-20℃～+50℃。

6. 上位机具有实时监视及关断功能。

   C、直流电压表

1. 测量范围：0-1000V,设置2V/20V/200V/1000V四档量程，具有量程自动切换,超量程自动报警功能。

2. 2.7寸TFT液晶屏显示四位测量值，具有超量程提示功能。

3. 测量精度：±0.5%+2。

4. 抽样率：5次/秒

5. 工作温度范围：-20℃～+50℃。

6. 上位机具有实时监视及关断功能。

   D、直流电流表

1. 测量范围：0-5A,设置2mA/20mA/200mA/5A四档量程，具有量程自动切换,超量程报警功能。

2. 2.7寸TFT液晶屏显示四位测量值，超量程提示。

3. 测量精度：±0.5%+2。

4. 抽样率：5次/秒

5. 工作温度范围：-20℃～+50℃。

6. 上位机具有实时监视及关断功能。

    E、单相智能功率、功率因数表

   1）功率测量精度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。

1. 2.7寸TFT液晶屏显示有功功率、功率因数、电压、电流、负载类型，具有超量程提示功能。

2. 负载类型：L、R、C。

3. 测量精度：±0.5%+2。

4. 抽样率：5次/秒

5. 工作温度范围：-20℃～+50℃。

6. 上位机具有实时监视及关断功能。

   F、真有效值交流数字毫伏表

1. 测量范围：0.2mV～600V,设置200mV、2V、20V、200V、600V五档量程，具有量程自动切换,超量程自动报警功能。

2. 2.7寸TFT液晶屏显示四位测量值。

3. 测量精度：±0.5%+5。

4. 频率范围：10Hz～600KHz。

5. 输入阻抗：1MΩ，输入电容≤30pF。

6. 抽样率：5次/秒

7. 工作温度范围：-20℃～+50℃。

8. 上位机具有实时监视及关断功能。

   3、通信板：

   1）实验台地址范围0-255。

   2）具有WIFI、RJ45、RS485上位机通信接口。

   3）上位机与各实验台智能测量仪表数据交换，接口转换功能。

   4）工作温度范围-20℃～+50℃。

   4、实验设备及系统设置

   A.数字示波器(NDS102)：

   

1. 100M带宽， 1G Sa/s 采样率；

2. 体积不大于340mm*177mm*90mm，超薄设计，厚度不大于90mm,节省更多的桌面空间，功率不高于18Ｗ，超安静设计；

3. ★8寸高清液晶屏，分辨率不小于800*600，多点触控电容屏，能像智能手机一样移动波形，手动缩放，水平放大和垂直放大，快速找到要观察的波形，操作更便捷（注：需为多点触控电容屏，不支持任何外接设备以实现触摸功能）；

4. 存储深度（每次采集波形的记录长度）不低于40M点；

5. 最大波形刷新率不低于70000次/秒，能快速捕捉突发信号；

6. ★内置WIFI模块，示波器可以实现WIFI-AP，WIFI-STA工作模式，电脑，手机，平板通过WIFI与示波器连接，可以远程控制示波器

7. 支持小信号测量，在无信号输入的情况下，示波器本机底噪不超过0.4mV；

8. 带VGA功能，可外接显示屏显示，方便教学演示，同时有USB Device & Host、LAN、Pass/Fail等丰富的外部接口，支持SCPI，LABVIEW协议，方便二次开发；

9. 时基精度不低于1ppm，内置6位1ppm精确度频率计，频率精度精确到0.01Hz；

10. 具备不少于边沿、视频、脉宽、斜率、欠幅、窗口、Timeout、第N边沿等触发类型，支持逻辑触发，总线触发（I2C、SPI、RS232、CAN）及可选配解码功能；

11. 具有不低于128M的本机闪存，可存储不低于100组波形，供学生老师存档分析；

12. 支持加、减、乘、除、开方、积分、微分、自定义数学运算等运算功能；

13. ★李沙育波形支持双屏显示和三屏显示两种模式，三屏显示可显示时域波形、李沙育波形以及李沙育波形的相关参数（可显示频率、幅度、相位差等参数）。

1. ★支持与信号源，电源，台式万用表组建基于WIFI网络的无线互联网实验室管理；

   B.任意波形信号发生器（AG1022E）：

   

1. ★采用先进的DDS技术，双通道独立输出，能实现通道复制，25M最高频率输出，不低于125MS/s采样率；

2. 14 bits垂直分辨率，频率分辨率不低于1uHz，任意波长度不低于1M点；

3. 频率特性：正弦波1uHz ~ 25MHz；方波1uHz ~ 5MH；脉冲波1uHz ~ 5MHz；锯齿波1uHz ~ 1MHz；噪声：25MHz（-3dB,典型值）；任意波1uHz ~ 10MHz；

4. 丰富的波形输出：5种基本波形，内置不少于45种任意波形；

5. 丰富的调制功能：AM、FM、PM、FSK等，以及输出线性/对数扫描和脉冲串波形；

6. 非易失存储空间不低于64M byte；

7. 内置高精度频率计，支持测量频率、周期、正脉冲宽度、占空比，频率范围：100mHz ~ 200MHz，频率精度不低于1ppm；

8. 低抖动，正弦波抖动（RMS）不大于1ppm；

9. 4英寸（480*320）高分辨率FTF液晶显示；

10. 支持与EDS系列示波器无缝互连；

11. 配置ultrawave 任意波形的编辑软件，支持远程命令控制；

12. ★丰富的接口设计：USB Host & USB device、LAN（选配）、RS－232，可外接调制源，10MHz基准时钟源；

13. 支持SCPI、Labview通信，；

14. 支持与示波器，电源，台式万用表组建基于基于WIFI网络的无线互联网实验室管理系统；

    C.线性可编程电源（ODP3033）：

    

    ★1、双通道（30V，3A）独立可调输出 + （6V，3A）独立可调输出，具有三路单独可调输出；

    2、带有智能型温控风扇；

    ★3、可多达10组数据保存，最大支持100组定时输出

    4、出色的电源调整率：CV≤0.01% + 3 mV；CC≤0.1% + 3 mA；

    5、出色的负载调整率：CV≤0.01% + 3 mV；CC≤0.2% + 3 mA；

    6、超低噪声和纹波(20Hz～7MHz)：CV≤300 μVrms / 2 mVpp；CC≤3 mArms；

    ★7、高精度输出分辨率：电压：1 mV；电流：1 mA

    8、显示屏不低于4英寸高分辨率TFT液晶显示，分辨率不低于480*320；

1. 丰富的接口：USB Host & USB device、RS-232；

2. 支持SCPI通信，Labview通信；

   11、优秀的变压器性能，整机重量达10.5kg；

1. 用户可自行通过USB HOST口进行系统升级；

   ★13、记录仪功能，支持10K点（电压、电流、功率）记录，便于记录分析；

   ★14、支持与示波器，信号源，台式万用表组建基于WIFI无线实验室管理系统；

   D.台式万用表（NDM3041）

   

   1、4 寸高分辨率 TFT 液晶显示，分辨率不低于480x320 ；

1. 真正的4又1/6 位分辨率；

   ★3、最快测量速度不低于150rdgs/S ；

   4、支持真有效值测量；

   5、支持双显示；

   ★6、支持标准的SCPI控制命令，有网口，USB Device，USB Host，RS-232，外部触发输入等接口；

   7、支持直流电压，直流电流，交流电压，交流电流，2/4线电阻，电容，二极管，通断测量，频率，周期，温度（支持多种热电偶，热电阻）等测量；

   ★8、支持条形图，直方图，趋势图，最大最小值，平均值，标准差，相对值，DB/DBm，通过失败。

1. 直流电压量程不低于1000V，交流电压量程不低于750V，电流量程不低于10A，电阻量程不低于100MΩ ，测量频率不低于1MΩ ，电容量程不低于10000 μF 。

   ★10、支持记录仪功能（支持手动记录与自动记录功能，支持U盘存储记录数据）。

   11、支持与示波器，信号源，电源组建基于WIFI的无线实验室管理系统；

   五、仪器管理系统(另购)

    

   

   图4.XALB实验室管理系统架构图

   如图4所示，该系统把实验室里不同实验台上的测量仪器通过WIFI都连入互联网，并可在网络中的任何一端进行远程通信。

   扩屏选件

   

   图5. 示波器扩屏显示图

   将示波器大屏显示，实现实验教学一体化，方便教学演示，更好达到教学效果，如图2所示。

主要特点和优点

★1.自动跟踪记录仪器使用情况,包括仪器型号，序列号，状态，统计使用时间和位置信息，了解学生实验动态；

★2.无线组网，通过WIFI/Zigbee将仪器连入网络，无需额外布线；

3.支持实时监测与远程定位设置，了解及辅助学生实验情况；

4.支持批量仪器设置，可针对课程使用情况，特殊定制；

5.支持通过实时发送教学信息到使用设备上；

★6.查看并保存在数据及测试结果，自动生成实验报告，并在线提交实验报告；

7.提供软件与实验仪器远程升级服务；

8.支持平台内资源共享；

9.最大支持仪器数量150；

10.支持仪器：示波器，信号发生器、电源、万用表、频谱分析仪。

★11.整个实验室只需要教师一台电脑，学生端无需再配电脑，减少整个实验室采购费用；

系统功能

1. 仿真实验室平台，界面简洁直观，操作简便；

   

   图6. 教室使用情况界面

2. 单台监控，集中配置

   ◆单台监控 

   实时观察学生实验动态，了解各仪器的使用情况，并对仪器进行远程控制，包括特殊功能的开启与禁用。

   ◆集中配置

   针对不同课程要求预告设置仪器配置，分环节，分课程设置

   

   图7.示波器设置窗口

    

   

   图8.信号发生器设置窗口

    

   

   图9.可编程电源设置窗口

    

   

   图10.万用表设置窗口

3. 自动化实验流程管理

   对每个实验环节进行批量设置，实时更新提交情况；消息群生也可编辑文档，向老师提问；及时收集及查看实验报告发，与学生实时沟通，同时学，并可按照课程、环节、学号、时间等时行分类排序，并可对实验报告的生成格式及包含内容，进行定制。学生可在线检索，并查看自动保存的测试结果。

4. 资产管理

   自动跟踪记录仪器使用情况,包括仪器型号，序列号，状态，统计使用时间和位置信息，了解学生实验仪器动态，从而降低实验管理人员的工作负担。

   功能介绍

1. 管理员端

配置本校的课时，课程管理，排课管理，安排做实验的地点和日期时间

1. 配置课时

   根据课程需要，配置实验课时；

   

   图11.课时设置窗口

图12.课时设置详情窗口

1. 课程管理

对开设的课程进行添加和删除。

图13.课程管理窗口

1. 排课管理

   根据各个老师、班级的课程安排，对实验室进行课程安排。

   

图14.排课管理窗口

图15.排课管理设置窗口

1. 排班管理

学校在排好今年的课程后，会根据今年的实验室情况，教学进度，教学课时情况等安排每个班级的每门课程做实验的地点、日期、时间。要导入到我们系统中，就由管理员来进行操作，也可实现excel批量导入功能。

图16.排班管理窗口

图17.排班管理设置窗口

1. 教师端

自定义实验模板，为每门课程添加需要做的实验，查看自己的排班，查看学生的预习情况、实验过程中提交的数据、实验报告评分。

1. 实验模板

   实验模板添加时：

   1）背景和步骤采用附件上传形式，不需要进行大段文字的手工录入，方便教师对这个实验的管理。

   2）添加实验数据记录表（可选）：该项设定为添加excel文件。实验过程中一般都需要学生记录一些数据，并且也需要在实验报告中一起提交上来，以前的方式都是学生在实验报告纸上画表格填数据，学生做报告的时间延长效率降低。本系统可以由老师设定好表格以excel形式让学生填写并在提交报告时提交填好后的excel，教师预览后打分。虽然教师多了一个设计表格的步骤，但是节约了更多学生的时间。

   3）报告要求：该项可以由教师手工写上，或者在附件中上传。

   4）其他：教师可以自定义扩展一些内容，以便学生更加了解该实验，以更好地完成实验。

   5）预习题合格分数：教师设定预习合格分数，系统会判断该学生的预习成绩是否高于合格分数，以确定是否需要重新预习再实验。

   6）监测点：实验过程中学生会提交数据，每提交的数据都会和这个监测点进行范围比较来判断对错，教师在评定该学生的最终实验成绩时也可参考学生实验过程的监测点有没有达标。

   

   图18.实验模板添加窗口

   实验模板的列表中可以编辑和预览预习题。

   

   图19.实验模板列表窗口

2. 课程查看

   点击菜单后首先可以看到的是课程列表，即该教师所要教的课程和对应的班级，该列表也是管理员在排课管理那一步骤里添加的排课。同时有显示课程的实验数目，也就是该班级这门课程所要做的实验数目。教师可以进行添加实验操作，布置该班级的实验任务。

   

   图20.课程列表查看窗口

   

   图21.实验添加窗口

3. 排课查看

   课程的上课时间和地点查看。当前呈现形式是列表和查询

   

   图22.排课查看窗口

4. 学情查看

查看学生的预习情况、实验过程中提交的数据和监测点的比对情况、提交的实验报告详情，给学生的报告评分。

图23.学情列表查看窗口

1. 学生端

   查看所要上的课程和要做的实验，查看实验详情。参加实验预习，查看实验过程中提交的数据和监测点的比对情况，填写实验报告。

1. 我的课程

查看要上的课程和对应的教师以及实验数目，点击任一课程后会跳转至该课程下教师设置的要做的实验。课程是管理员在排课管理步骤里添加，课程下的实验是由对应的教师为该班级该课程从模板中选择的实验。

图24.我的课程查看窗口

图25.我的实验查看窗口

学生可在我的实验下，添加、编辑、查看实验报告，查看教师的评分和评语。实验报告编辑时可以手工填写报告正文，上传数据记录表、图片等其他附件。

图26.实验报告添加窗口

实验流程

1. 预约实验，系统会给预约学生的手机发送门禁二维码，学生通过二维码门禁系统进入实验室。

2. 学生上课时用手机的qq或者微信等扫一扫事先在每台实验桌上备好的二维码，弹出界面要求输入登录名和密码（和登录xlab智能实验室系统的账号密码为同一个）。

   

图27.实验桌上的二维码图

图28.手机登录界面

1. 输入成功后，会出现“排课”和“个人预约”两个选项

   （1）排课

正常实验课程。点击相应实验后点击上课，则开始上课。后台则知道了该台仪器是这个学生正在做这个实验的，实验过程中学生在仪器按钮上点击提交的数据则会跟该学生的该实验挂钩，进而自动判断得到监测点是否正确，以便教师在判断该学生的实验效果并给出评分。如果其他人继续扫描此二维码则不能上课成功。

（2）个人预约

属学生创新实验，自主实验。操作同上。

图29.手机操作界面

1. 操作四件套仪器（示波器，信号源，电源，万用表）使仪器按实验要求准确设置好各参数以后。点击示波器的“提交按钮”。提交之后，数据将传入刚刚学生绑定的账号。

   

图30.示波器提交数据界面

1. 在“学情管理”的“学生查看”模块，查看实验数据。

    

   

   

图31.实验数据查看界面

1. 每台组成