可重構虛擬儀器測試技術教學平臺
圖6 波形合成與分解實驗
3.2 基于PC機測試資源的實物教學
與實驗室中開出的測試實驗相比,虛擬儀器實驗有一個不足,就是缺乏實物實驗。其實,運行虛擬儀器軟件的PC機自身就是一個含有豐富測試資源的裝置。例如,計算機上的光電鼠標是一個光電傳感器、麥克風是一個電容傳感器、攝象頭是一個CCD傳感器,計算機聲卡是一個雙通道的A/D卡+ D/A卡。
在測試技術虛擬儀器實驗教學平臺設計上我們充分利用了這一有利條件,將聲卡、攝象頭驅動集成在平臺中,形成一個基于PC的測試實驗室。學生可以PC機鼠標做光電傳感器原理實驗,用麥克風做電容傳感器原理實驗,用攝象頭做CCD原理實驗,用聲卡做A/D、D/A卡工作原理實驗。從而解決了課堂上傳感器和測試系統(tǒng)部分教學中因缺乏實物而枯燥、乏味的問題。
圖7 基于PC聲卡的信號發(fā)生器
這樣,我們可以不花費任何額外的硬件代價,就可以在教師上課、學生上網的PC機上建立起一個功能強大的含實物和硬件的測試實驗室。通過它,教師可以在課堂上向學生展示測試技術的原理和應用;課后學生也可以自己動手做實驗和設計小測量裝置,在實踐中將所學的知識融會貫通,培養(yǎng)自己觀察問題和解決問題的能力。圖7是我們利用聲卡設計的信號發(fā)生器界面。
3.3 基于工程案例的實驗教學
為了理論聯系實際和開闊學生的學術眼界,我們還發(fā)揮課程組成員承擔過大量科研項目的優(yōu)勢,從承擔的科研項目中抽象出橋梁固有頻率測量、齒輪箱振動故障源分析、汽車發(fā)動機加速過程噪聲分析等16個工程測量案例,并設計成虛擬儀器仿真模塊,集成在虛擬儀器實驗教學平臺中。圖8是轉子實驗臺模型和用其設計的軸心軌跡測量實驗。
圖8 轉子實驗臺模型和軸心軌跡測量實驗中的應用
4 結論
“教學工作是學校的主旋律,提高教學質量是學校永恒的主題”。為提高測試技術課程教學水平和質量,課程組發(fā)揮在虛擬儀器領域的科研優(yōu)勢,開發(fā)了DRVI可重構虛擬儀器實驗教學平臺,使測試技術課程中因沒有實物對象而枯燥、乏味的傳感器原理部分變得具體和生動,使中抽象難學的信號分析理論部分變得直觀、形象,課程教學質量和效果得到很大提高。
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