基于labview的综合实验教学平台研制

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1、万方数据第3l卷第1期教学研究V01．31No．1垫堕塞』旦——————————一一——垦竺竺兰塾墅旦竺!垫g生旦：!QQ!基于LabVlEW的综合实验教学平台研制左虹殷艳树马丽霞(燕【lJ大学机械I程学院，河北秦皇岛066004)[摘要】介绍了基于LabVIEW的综合实验教学平台的开发与应用，阐述了实验台的设计原理、结构与功能，并给出典型示例。该实验台采用较先进的数据采集软件与硬件，实验台设计结构紧凑，使用灵活、操作界面美观．直观效果好，经投入使用效果良好。[关键词】LabVIEW编程，综合实验台，数据采集与控制，实验教

2、学．[中图分类号】TN06[文献标识码】A【文章编号】10054634(2008)01-0075．030引言目前国内高等院校机械类专业普遍开设机械工程测试技术课程，该课程主要讲授机械工程领域常见的各种物理量的测试与分析方法。由于机械工程测试技术课程丰富的实践性，它的一个重要教学环节是实验课。工程测试实验教学的目的不仅在于对理论教学的验证，更重要的是训练学生工程测试实际应用能力。传统的测试实验方法已不能满足现在的教学要求，随着计算机技术和电子仪器技术的进步，测试技术实验教学也面临新的问题。使用传统仪器进行测试实验教学，主要存

3、在以下问题：①仪器功能单一。传统测控设备一般只能独立完成一项具体的测控任务和功能，不同实验所用仪器也不尽相同，对于综合性实验所需的仪器较多，势必增加仪器投资，而且现场使用很不方便，降低了实验教学的效率；②仪器功能是封闭的。由于传统仪器功能的封闭性，学生难以了解其工作原理，影响对实验内容的理解；③学生只能按照教师事先设计好的实验方案被动的进行操作，没有体现出在实验课中的主体地位。LabVIEW作为高效的虚拟仪器开发平台，以其灵活、紧凑、功能强和图形编程方式使系统软件开发更省时、更省力。无论是测量、测试、计量或是工业过程控制和

4、分析处理，还是更为广泛的测控领域，虚拟仪器都是理想的高效率的解决方案。该软件作为一个比较完整和性能优异的图形化软件开发环境，被越来越多的工科大学作为课堂和实验室教学内容，作为工程师素质培养的一个方面。使用者用图形语言开发出各种仪器，综合应用所学过的各学科知识，像搭积木一样，在普通的计算机上构建一个个人实验室，完成机械工程测试实验。使教师和学生摆脱了功能单一、固定的现成仪器的束缚，充分发挥学生的积极性和创造性，有利于培养学生在实验课中的主动性，有利于培养学生的创造性思维和工程实践能力。l综合实验平台构成综合实验平台的设计原则

5、是将LabVIEW软件与专业课实验结合，二次开发出适合本专业特点的实验程序及实验装置。设计思路是要求学生学习用软件搭建自己的实验平台，给出典型示例，了解测试程序的基本设计原理，并结合工程测试对象进行测试。该平台主要有三部分内容：基于LabVIEW的虚拟仪器基本组成实验，传感器的静态特性测试，数据采集与控制综合实验。虚拟仪器基本组成实验主要介绍虚拟仪器概念及虚拟仪器工作原理，要求学生熟悉LabVIEW环境及各模板，运行已编辑好的例程，了解基本的编辑技术，并根据提示创建简单的程序。传感器的静态特性测试内容为静态信号(或变化极缓

6、慢信号)时测试装置的输入与输出之间的关系。本实验要求学生了解传感器工作原理及使用方法，掌握基于LabVIEW的传感器的静态特性标定方法，静态特性主要包括线性【收稿日期】2007-08-06[作者简介】左虹(1957-)，女，辽宁凤城人，工程师，主要研究方向为机械测试；殷艳树(1980·)，男．河北迁安人，助教，硕士研究生，主要研究方向材料加工工程。，万方数据!!塾兰塑壅!竺!度、灵敏度、回程误差。在前两项实验内容中学对电机转速、飞轮转速等参数进行测量。实验中习了测试软件的使用方法及传感器的标定，在后以电风扇作为测试对象，采

7、用光电转速传感器，在续实验中学习LabVIEW在工程实际中的应用，了黑色的电风扇叶片上粘贴白色条纹，将光电转速解测速传感器的工作原理及使用方法，了解测试传感器发射的光点对准风扇的叶片，光电转速测系统的控制方法及滑块行程的控制方法。该实验量系统中通过安装在电风扇上的白色反光体来控平台结构紧凑，设计合理，内容丰富，直观效果制光电元件光通量的强弱，从而产生与被测物体强，复用性强，系统费用低，可操作性强，集计算机、数据采集系统与实验室实验模型于一体。2实验平台设计原理实验系统在基于LabVIEW软件平台上开发，设计有标定平台、测试

8、平台及控制平台(见图1)，系统采用研华PCI一1711型插入式数据采集与控制卡，分辨率为12位，采样频率100KS／s，通道16路单端，模拟量输入各通道增益可单独编程，自动通道／增益扫描，板载1KFIFO，2路12位模拟量输出，16路数字量输入／16路数字量输出。该型号的数据采集卡各项性能指标均能满足实