虛擬儀器實驗室建設(shè)方案-展示頁
2024-11-26 11:11本頁面
【正文】 一、必要性 為了適應(yīng)電氣信息工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的需要，貫徹我院的教育宗旨 — 注重學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)及動手能力的培養(yǎng)，根據(jù)對我院的現(xiàn)有實驗條件的分析和學(xué)科專業(yè)建設(shè)的需要， 我們認(rèn)為 應(yīng)在現(xiàn)有實驗設(shè)備基礎(chǔ)上新建測試技術(shù)實驗室， 組建一個既能面向?qū)W生實驗，又能有助于教師進(jìn)行科研的具有先進(jìn)水平的 測試技 術(shù)實 驗室。 由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，以及它們在各種測量技術(shù)與儀器儀表上的應(yīng)用，使新的測試?yán)碚摗y試方法、測試領(lǐng)域以及儀器結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)并發(fā)展成熟，在許多方面已經(jīng)突破了傳統(tǒng)測試技術(shù)的概念。 虛擬儀器 是一種功能意義上的儀器，它是由計算機技術(shù)、測量技術(shù)和微電子技術(shù)不斷取得突破而孕育出來的一項新興技術(shù)。例如，計算機加上 A/D轉(zhuǎn)換器及其他少量輔助電路，編制各種軟件就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、波形顯示、電壓測量、時間測量、頻率測量及頻譜分析等各種功能，取代傳統(tǒng)的示波器、電壓表、頻率計、頻譜分析儀等儀器，配上相應(yīng)的傳感器，就可實現(xiàn)對非電量的測量。與傳統(tǒng)的儀器相比較，虛擬儀器具有模塊化及開放性和互換性的特點和資源復(fù)用性，同時可方便、經(jīng)濟(jì)地組建或重構(gòu)自動測試系統(tǒng)。 將虛擬儀器引入測試系統(tǒng)，就可以建立便于更新、機動靈活、資源共享、功能強大、成本低廉 、 自主版權(quán)的測試系統(tǒng)。 現(xiàn)代測試技術(shù)知識是測控技術(shù)與儀器、電子信息工程、機電一體化等專業(yè)的學(xué)生所必須掌握的，具有較強的實踐性。鑒于這樣的情況，我們建議組 建一個 基于虛擬儀器的測試技術(shù) 實驗室。學(xué)生通過針對不同的測試對象與任務(wù)，選擇合適的傳感器，設(shè)計相應(yīng)的信號調(diào)理電路，利用虛擬儀器來實現(xiàn)或自己開發(fā)程序來完成一個測試系統(tǒng)的設(shè)計，能夠有助于學(xué)生對相關(guān)理論和知識的理解，提高學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，培養(yǎng)動手創(chuàng)新設(shè)計能力，為畢業(yè)后走向社會打下良好的基礎(chǔ)。 基于 虛擬儀器的測試 實驗平臺分為兩部分： 虛擬儀器實驗臺， 傳感器與檢測技術(shù)實驗臺。該 實驗臺由主控臺、測試源（振動源、加熱源、轉(zhuǎn)動源）、傳感器和相應(yīng)的實驗?zāi)０?、電?IC卡網(wǎng)絡(luò)集中控制單元、傳感器應(yīng)用實例模型、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實驗臺七部分組成。學(xué)生通過這些實驗，能夠掌握傳感 器的原理、特性以及相應(yīng)的信號 調(diào)理電路的設(shè)計方法 ；更重要的是通過傳感器實驗，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到傳感器的實際應(yīng)用以及信號的基本分析方法。硬件上除需要高性能的計算機外，還需要相應(yīng)的實驗 與數(shù)據(jù)采集 裝置與之配套。 學(xué)生通過該系統(tǒng)所提供的實驗和在其基礎(chǔ)上搭建的 自主 實驗，增強學(xué)生對 電子檢測 技術(shù) 各環(huán)節(jié)（如信號檢測和調(diào)理 、 模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示等）的 基本原理 和 實現(xiàn) 方法的理解與掌握。 面對目前市場上的 各種 測量軟 件工具 ， LabVIEW（ Laboratory Virtual Instrument Workbench） 是 由美國國家儀器公司 （ National Instrument，簡稱 NI）開發(fā)的一種 用于數(shù)據(jù)采集、分析與顯示的圖形化開發(fā) 環(huán)境 。 LabVIEW程序的表現(xiàn)形式和功能類似于實際的儀器； 且 程序很容易改變設(shè)置和功能。 四、實驗室建設(shè)方案 1. 實現(xiàn)環(huán)境 ： 計算機（ PC）、 Windows 2020 professional 操作系統(tǒng)、 LabVIEW、數(shù)據(jù)采集板以及 CSY3000系列 傳感器與檢測技術(shù) 實驗臺、 DYS182LabVIEW虛擬儀器教學(xué)實驗系統(tǒng)。通過軟件平臺產(chǎn)生各種信號，并通過對某些參數(shù)的修改來觀測信號波形的特點變化，從而使學(xué)生對對各種信號有一個較直觀的認(rèn)識，并了解產(chǎn)生所需信號需要調(diào)節(jié)和控制的相應(yīng)參數(shù)。 實驗環(huán)境： PC 機， LabVIEW 軟件平臺 ，數(shù)據(jù)采集板，信號發(fā)生器 ? 電壓 測量實驗 知識點：利用虛擬電壓表仿真測量直流電壓，不同波形的電壓平均值、電壓有效值、并驗證不同波形的波形因數(shù)在電壓測量中的意義。 實驗環(huán)境： PC 機， LabVIEW 軟件平臺 ， 數(shù)據(jù)采集板，信號發(fā)生器 ? 頻譜分析儀實驗 5 知識點：通過虛擬儀器的實現(xiàn)，加強對頻譜分析儀的原理的理解，并通過對具體信號的分析認(rèn)識頻譜儀的功能。 實驗環(huán)境： PC 機， LabVIEW 軟件平臺 ，數(shù)據(jù)采集板， CSY 傳感器與檢測技術(shù)實驗臺 ? 電阻應(yīng)變式稱重 實驗 知識點：利用 懸臂梁 和 電阻應(yīng)變片制作稱重儀器 ；主要使學(xué)生掌握 應(yīng)變式電阻傳感器的應(yīng)用、電橋的工作原理以及傳感器靜態(tài)特性的分析方法。 實驗環(huán)境： PC 機， LabVIEW 軟件平臺 ，數(shù)據(jù)采集板， CSY 傳感器與檢測技術(shù)實驗臺 ? 測速實驗 知識點： 利用 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、 光電轉(zhuǎn)速傳感器測量直流電機的轉(zhuǎn)速；主要使學(xué)生掌握轉(zhuǎn)速測量的原理和方法，并比較不同轉(zhuǎn)速傳感器的差異。 實驗環(huán)境： PC 機， LabVIEW 軟件平臺 ，數(shù)據(jù)采集板 ， CSY 傳感器與檢測技術(shù)實驗臺 ? 濕度測量實驗 知識點：利用濕度傳感器進(jìn)行環(huán)境的濕度測量實驗，主要使學(xué)生 了解 化學(xué)性傳感器的機理，掌握 濕敏傳感器的原理及濕度測量方法 。 五、設(shè) 備供應(yīng)商 浙江高聯(lián)科技開發(fā)有限公司 CSY3000系列傳感器與檢測技術(shù)實驗臺由主控臺、測試源（振
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