基于虚拟仪器的教学实验设计与实现.pdf

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1、教海探蹊mo基于虚拟仪器的教学实验设计与实现杜恩祥常雷(装甲兵工程学院，北京100072)摘要：本文通过介绍基于虚拟仪器的实验教学环境特点、构建方法及实验设计实例，为该类教学实验推广提供依据。采用虚拟仪器技术构建实验教学环境不仅解决了传统教学实验的费用高问题，而且教学模式更加灵活、高效。关键词：虚拟仪器；教学实验；振动测试传统的测试技术实验教学通常需要以实现信号处理和分析的功能。下，ln『以配置多种不同软件系统，完成传感器、放大器、信号处理设备等多种1．虚拟仪器硬件平台构建不同的实验教学系统环境，改变软件，多套器材和仪器，常常因为经费投入不虚拟仪器典型的主机系统有普通就可改变仪器功能

2、，即一套硬件系统

3、可足或后续维护费用问题，不能满足实验PC机和PXI控制器。以普通PC机为主实现多种传统仪器的功能。条件要求，难以保证正常的实验教学。机的虚拟仪器，需配置PCI接口模式的三、基于虚拟仪器的教学数字量输入输出采集卡、模拟量输入输一、基于虚拟仪器的教学实验设计实例出卡、视频采集卡、1394等各种功能实验环境特点采集卡，系统特点是价格便宜；以PXI下面以大学理工专业常开的一项振1．节省实验费用。提高设备利用率控制器为核心的虚拟仪器，需配置PXI动测试实验内容为例。通过更换软件就可实现电压表、电接口相应的功能采集卡，系统特点是性1．实验目的流表、波形示、参数计算等多种功能稳定

4、、可靠，但价格昂贵。①r解虚拟仪器的组成概念，掌握能，避免了大量硬件设备的使用维护，虚拟仪器的主机系统完成信号波形基于虚拟仪器的振动测试实验方法。②同时在一套设备上可以完成多种功能，显示、扫频、频率变化、滤波等信号分熟悉振动信号的波形特点。③熟悉信号大大提供了设备利用率。析、处理、显示、存储等功能。配置的处理的流程。④分析不同振动信号的信2．交互性好。技术更新快功能卡完成信号采集和控制、激励信号号处理前后的特点。通过软件界面操作实现各种实验，输出的功能。其中输入模式：通过传感2．实验内容既可随时显示操作步骤、故障提示、也器采集的信号经信号调理、信号变换、①构建振动实验环境。②振动信号

5、可设置不同模式为学生提供不同测试数隔离放大等处理后转变成相应功能卡能采集。③振动信号处理与分析。据，供学生分析、查找原因。同时可根够接收的信号，通过功能卡输入主机；3．实验总结据技术发展特点、教学要求变化，更新输出模式：主机系统产生的数字信号经通过实验内容和过程的实现，撰写软件满足实验要求，避免了硬件设备陈过信号变换、调理、放大后转换成被测实验报告。旧，技术更新周期长，不能及时跟上新设备需要的控制信号或其他激励信号。基于虚拟仪器的教学实验系统不仅技术、新设备、新标准的步伐等问题。2．软件系统的实现降低了实验成本，提高了使用效率，同3．便于网络教学。资源共享根据不同实验要求实现虚拟仪器

6、的时在测试实验中还增强了数据处理能力该类仪器的核心是一台计算机，联软件系统方式不同，对于常用的测试仪和测试精确度。网后能实现多种仪器的资源共享，避免器系统的功能，比如万用表、频率计、硬件设备的重复购买。甚至像频谱仪、示波器等，优质的功能卡供应商，在销参考文献：逻辑分析仪、大型测试装置等昂贵的设售板卡时，就带相应的软件系统，对于[1]仝兆景，张科，等．虚拟现实技备，学生也能够通过网络进行学习和使特殊需要的软件功能，需要自己开发，术在教学实践中的应用研究[J]．中用。通常有几种开发工具，如LabWindows／国现代教育装备，2007(12)．CVI、LabVIEW、C／C++等。其中，

7、图[2]蒋英．虚拟现实技术构建虚拟实二、构建基于虚拟仪器教形化编程技术被专家看好，例如Nation—验室的初浅认识[J]．实验室科学，学实验环境的方法alInstruments公司的LabVIEW图形化2006(1)．以计算机为核心，配上各种功能卡开发系统，具有开放的软件体系，提供[33高晓燕，王惠贞．虚拟仪器在高等和软件系统，即构成了基本的虚拟仪一般仪器所没有的特殊功能的高档低价职业教育中的应用[J]．陕西教育，器，既可以完成普通仪器的功能，又可的仪器模块。在一套虚拟仪器硬件平台2009(2)．O64