虚拟仪器在教学中的应用和主要优势

作者: aysz01 分类: 教育培训 发布时间: 2016-05-27 00:00

    虚拟仪器的硬件是以通用微型计算机为基础的,购买一些仪器模板,就可以构成一定数量的虚拟仪器供学生使用。LabVIEW是一种由相应的硬件(接口卡)支持的图形编程语言,它具有十分强大的功能,包括数值函数运算、数据采集、信号处理、输入/输出控制、信号生成、图像的获取、处理和传输等等。它采用了工程界熟悉的术语、图标等图形化符号来代替常规的编程,把复杂、烦琐、费时的语言编程简化成简单、直观、易学的图形编程方式。学生可以很快学会使用LabVIEW设计出各种电子测试仪器。

    在电子教学实验中,可以用虚拟仪器测试各种电子设备,如电视机、影碟机、录像机等电子设备。同一台虚拟仪器系统可以虚拟出电压表、电流表、频率计、示波器、信号发生器、扫频仪等多种测量仪器。学生可以根据实验要求,自行设计各种软面板,定义仪器的功能,并以各种形式表达输出检测结果,进行实时分析。例如:虚拟仪器虚拟出的函数发生器,其波形、频率、幅值等都可用键盘或鼠标进行设置,完全能代替常规的仪器使用。用它虚拟出的示波器,不仅具有常规示波器的功能,还可同时显示、记录、存储和打印多通道输入的波形,对存储的曲线可通过“回放”功能显示在屏幕上,“回放”速度可调,“回放”过程可暂停波形扫描,以便能更清楚地观察波形的变化,所存储的曲线可以在任何时间打印输出,学生可以及时进行数据处理,观察和分析实验结果。从而激发了学生的实验兴趣,提高了实验效果和效率,加深了他们对理论知识的掌握。

    虚拟仪器在电子教学中主要有以下优势:

    1、一机多用,节省资金及空间

    使用虚拟仪器系统就解决了多种仪器价值昂贵,体积大,占用空间多的问题。不仅虚拟仪器工作平台的PC机可以一机多用,而且实验室也可以一室多用,节约了设备投资,还可缓解高校实验室空间不足的问题。

    2、与计算机网络互连,为远程实验教学创造了条件

    LabVIEW的TCP/IP和UDP网络VI模块能够与远程应用系统建立通信;Internet工具箱还为系统增加了E-mail、FTP和Web功能;利用远程自动化VI模块还可以对控制其他设备的分散VI进行控制;利用OLE和DDE则可以将应用程序与其他基于Windows的系统集成起来。这为虚拟仪器在远程实验教学创造了有利条件。

    3、具有强大的数据处理功能

    虚拟仪器以计算机为核心,因此,它具有数据采集、储存、分析、处理、传输及控制的强大功能,使用虚拟仪器能够轻而易举地测量、显示暂态或缓慢变化的量以及对被测量进行各种分析,而这对于传统仪器来说是困难的。

    4、测量精确,克服各种机械故障

    虚拟仪器的操作面板是由软件生成的,用鼠标或键盘对其进行操作,不会出现类似于传统仪器那样的机械故障。另外,传统仪器的指针式仪表,其测量误差较大,而虚拟仪器则可以进行高速和精密测量。

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