基于虚拟仪器的电子实验教学研究
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Ｌ ｂ ＩＷ （ ａｏ ｔ ｙ ｉｕ ｎｔ ｍ ｎ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ａＶ Ｅ Ｌｂ ｒ ｏ Ｖｒ ａ Ｉｓ ｅｔ ｎｉ ｅ ｎ ａｒ ｔｌ ｕ ｒ ｎ ｉ Ｗｏｋｅ ｃ ） ｒｂｎｈ 是美国 Ｎ 公 司推 出的一种 基 于 图形化 编程 Ｉ
图 １ 实验 系统 组 成 框 图 采用 Ｎ Ｌ Ｉ Ｉ Ｖ Ｓ作为硬件平 台 ，ａＶ Ｅ 作 为软件平 Ｅ Ｌ ｂ ＩＷ 台设计 了适 合电子实验教 学的系统 。Ｎ Ｌ Ｉ Ｉ Ｖ Ｓ是一个将 Ｅ
李 梦 军
（ 常州市广播 电视大学 ， 江苏 常州 ２ ３０ ） １０ １
摘
要： 由于传统仪 器在 实验教 学中存在着不足 ， 出了将虚拟仪 器技 术 引入 电子实验教 学 。文章说 明 提
了以 Ｎ Ｌ Ｉ Ｉ Ｖ Ｓ为硬件 平台 ， Ｅ 以图形化开发工具 Ｌｂ ＩＷ 为软件 平 台的实验教 学 系统的构 建， ａ ＶＥ 举例 介绍 了虚
硬件和软件 组合 成 一体 的 完整 的虚 拟 仪器 教 学实 验套 件 。Ｎ Ｌ Ｉ Ｉ Ｖ Ｓ教学 实验套 件 包括 了基 于 Ｌｂ Ｉ Ｗ 的 Ｅ ａＶＥ 软件仪器 、 台多功能 Ｄ Ｑ设 备、 台用户可 自行设计的 一 Ａ 一 平 台工作站及原型实验板 。
作者简介 ： 李梦军（ ９６ ）男 ， １７一 ， 江苏徐州人 ， 常州市广播 电视大学机电系讲 师。
刁 。
内存
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最攀 ！
计算机强大的软件功能实现信 号数的运算 、 析和处理 ； 分 利用 １Ｏ接 口 备完成信 号 的采 集、 ／ 设 测量和调 理 ， 而完 从 成各种测试 功能 的一种 计算 机仪 器 系统 。简单 的说 ， 虚 拟仪器是指在计 算机上 完成 仪器 的功 能 ， 它是 现代 仪器 技术和计算机技术深层次结合的产物 。 １ ２软件开发工具 Ｌ ｂ ＩＷ ． ａＶ Ｅ
拟仪 器的 开发并给 出了应用 实例。研 究结果表 明该 实验教 学的可行性 ， 并有利于实验教 学质量的提 高。
关键词 ： 实验 教 学 ； 拟 仪 器 ；ａ Ｖ Ｅ ； Ｉ Ｌ Ｉ 虚 Ｌ ｂ ＩＷ Ｎ Ｖ Ｓ Ｅ
中图分类号 ： Ｐ ９ 。 Ｔ ３ １９
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ １ ）６－ ０ ６— ２
２ 实验 系统 组 成
虚拟仪器实验系统包括硬 件和软件 两部分 。硬件 部 分 主要是将 电子实验 中测得的模拟信号 （ 电流 、 如 电压信
实验教 学效果 ， 虚拟仪 器技 术 引人 到现代 实验教 学 已 把
经 成 为 一 种 重要 发展 趋势 。
１ 虚拟仪器简介 １ １虚 拟 仪 器 的 概 念 ． 美国国家仪 器 （ ａｉ ａ Ｉｓｕ ｅｔ简称 Ｎ ） 司首 Ｎ ｔ ｎｌ ｎｔ ｍ ｎ， ｏ ｒ Ｉ公 先提出 了虚拟 仪器 的概念 。所谓 虚拟仪 器 ， 就是在 以计 算机为核心的硬件平 台上 ， 功能 由用 户设计 和定义 ， 其 具 有虚拟面板 ， 其测 试功 能 由测试 软件实 现 的一种计 算 机 仪器系统 Ｊ 。 虚拟仪器的实质是利用计算机 显示器 的功能来模 拟 传统仪器的控制面板 ， 以多种形 式表达 出检测结 果 ； 用 利
２１ ０ １年 １ ２月
济南职业学 院学报
Ｊ ｕ ａ ｆ ｉａ ｃ ｔ ｎ ｌＣ ｌｅ ｅ ｏ ｒｌ ｏ ｎ ｎ Ｖｏ ａｉ ａ ｏｌｇ ｎ Ｊ ｏ
Ｄｅ ． ０１ ｃ２ １
第 ６期 （ 总第 ８ ９期 ）
Ｎ ． （ ｅｉ ｏ８ ） ｏ６ Ｓｒ ｌ ．９ ａＮ
基 于 虚拟 仪 器 的 电子实 验 教 学研 究
引言
实验教学是在教师指导下学 生运用 一定的仪器 设备 进行独立作业 ， 观察事物和过程 的发生和变 化 ， 求事物 探 的规律 ， 以获得 知识 和技 能的一 种教 学方 法。实验 是学 生理解理论知识 的重 要环 节 ， 对于 培养学 生 的动手 操作 能力 、 创造性 和解决 问题 的能 力也 至关重 要。很 多课程 的学 习都是和实验密不可分 的 ， 尤其 是一些 实践性 、 应用 性 较强 的学科 ， 电子课程等。 如 随着科学技术 的不断发展 以及高 等教育课程 教学 内 容的更 新 ， 传统仪 器在 实验 教学 中 １益 暴露 出一些 缺 陷 ３ 和不足 。这一现象 在 院校扩 招后 、 生人 数增加 的情 学 况下尤其 明显 。基 于虚拟仪器 的实验教 学研究 正是在这 样 的需 求下开 始被关 注 。为 了改 善实验 教学 条件 、 提高
号 ） 通过信号调理 电路 的放大 、 离 、 ， 隔 滤波 ， 使输 入 的信 号符合数据采集 设备 的额定 输入 范 围， 采集 到的模 拟 将 信号转化为数字信号后经 由计算机 的数据 总线传送 到计 算机 系统 。软件部分主要是 由驱动程序 和各种用户 自定 义 的虚拟仪器组成 ， 利用 Ｌｂ Ｉ Ｗ 软件 以及 内存缓 冲区 ａＶ Ｅ 来实现具 体 的实 验 操作 。实 验 系统 组成 框 图 如 图 １所
语言的虚拟仪器 软件 开发平 台。它采 用 了工程 人员熟悉 的术语 、 图标等 图形化 符号来 代替 常规 基于 文字 的语言 程序 。利用 Ｌｂ ＩＷ， ａＶ Ｅ 用户 可通 过定义 和连 接代 表各种 功能模块的图标 ， 方便迅速地创建虚拟仪器。 Ｌｂ ＩＷ 程序被称为 Ｖ （ ｉｕ ｓ ｍ ｎ） 并以．ｉ ａＶ Ｅ Ｉ Ｖｒ ａ Ｉ ｔ ｅｔ ， ｔｌ ｎ ｒ ｕ ｖ 作为扩展 名 。Ｌ ｂ ＩＷ 程 序通 常 由前 面 板 和背 面 板组 ａＶ Ｅ 成： 前面板 为程序界 面放置控 制控件 和显 示控件 ， 面板 背 用来编写程序框 图 。
图 １ 实验 系统 组 成 框 图 采用 Ｎ Ｌ Ｉ Ｉ Ｖ Ｓ作为硬件平 台 ，ａＶ Ｅ 作 为软件平 Ｅ Ｌ ｂ ＩＷ 台设计 了适 合电子实验教 学的系统 。Ｎ Ｌ Ｉ Ｉ Ｖ Ｓ是一个将 Ｅ
李 梦 军
（ 常州市广播 电视大学 ， 江苏 常州 ２ ３０ ） １０ １
摘
要： 由于传统仪 器在 实验教 学中存在着不足 ， 出了将虚拟仪 器技 术 引入 电子实验教 学 。文章说 明 提
了以 Ｎ Ｌ Ｉ Ｉ Ｖ Ｓ为硬件 平台 ， Ｅ 以图形化开发工具 Ｌｂ ＩＷ 为软件 平 台的实验教 学 系统的构 建， ａ ＶＥ 举例 介绍 了虚
硬件和软件 组合 成 一体 的 完整 的虚 拟 仪器 教 学实 验套 件 。Ｎ Ｌ Ｉ Ｉ Ｖ Ｓ教学 实验套 件 包括 了基 于 Ｌｂ Ｉ Ｗ 的 Ｅ ａＶＥ 软件仪器 、 台多功能 Ｄ Ｑ设 备、 台用户可 自行设计的 一 Ａ 一 平 台工作站及原型实验板 。
作者简介 ： 李梦军（ ９６ ）男 ， １７一 ， 江苏徐州人 ， 常州市广播 电视大学机电系讲 师。
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拟仪 器的 开发并给 出了应用 实例。研 究结果表 明该 实验教 学的可行性 ， 并有利于实验教 学质量的提 高。
关键词 ： 实验 教 学 ； 拟 仪 器 ；ａ Ｖ Ｅ ； Ｉ Ｌ Ｉ 虚 Ｌ ｂ ＩＷ Ｎ Ｖ Ｓ Ｅ
中图分类号 ： Ｐ ９ 。 Ｔ ３ １９
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ １ ）６－ ０ ６— ２
２ 实验 系统 组 成
虚拟仪器实验系统包括硬 件和软件 两部分 。硬件 部 分 主要是将 电子实验 中测得的模拟信号 （ 电流 、 如 电压信
实验教 学效果 ， 虚拟仪 器技 术 引人 到现代 实验教 学 已 把
经 成 为 一 种 重要 发展 趋势 。
１ 虚拟仪器简介 １ １虚 拟 仪 器 的 概 念 ． 美国国家仪 器 （ ａｉ ａ Ｉｓｕ ｅｔ简称 Ｎ ） 司首 Ｎ ｔ ｎｌ ｎｔ ｍ ｎ， ｏ ｒ Ｉ公 先提出 了虚拟 仪器 的概念 。所谓 虚拟仪 器 ， 就是在 以计 算机为核心的硬件平 台上 ， 功能 由用 户设计 和定义 ， 其 具 有虚拟面板 ， 其测 试功 能 由测试 软件实 现 的一种计 算 机 仪器系统 Ｊ 。 虚拟仪器的实质是利用计算机 显示器 的功能来模 拟 传统仪器的控制面板 ， 以多种形 式表达 出检测结 果 ； 用 利
２１ ０ １年 １ ２月
济南职业学 院学报
Ｊ ｕ ａ ｆ ｉａ ｃ ｔ ｎ ｌＣ ｌｅ ｅ ｏ ｒｌ ｏ ｎ ｎ Ｖｏ ａｉ ａ ｏｌｇ ｎ Ｊ ｏ
Ｄｅ ． ０１ ｃ２ １
第 ６期 （ 总第 ８ ９期 ）
Ｎ ． （ ｅｉ ｏ８ ） ｏ６ Ｓｒ ｌ ．９ ａＮ
基 于 虚拟 仪 器 的 电子实 验 教 学研 究
引言
实验教学是在教师指导下学 生运用 一定的仪器 设备 进行独立作业 ， 观察事物和过程 的发生和变 化 ， 求事物 探 的规律 ， 以获得 知识 和技 能的一 种教 学方 法。实验 是学 生理解理论知识 的重 要环 节 ， 对于 培养学 生 的动手 操作 能力 、 创造性 和解决 问题 的能 力也 至关重 要。很 多课程 的学 习都是和实验密不可分 的 ， 尤其 是一些 实践性 、 应用 性 较强 的学科 ， 电子课程等。 如 随着科学技术 的不断发展 以及高 等教育课程 教学 内 容的更 新 ， 传统仪 器在 实验 教学 中 １益 暴露 出一些 缺 陷 ３ 和不足 。这一现象 在 院校扩 招后 、 生人 数增加 的情 学 况下尤其 明显 。基 于虚拟仪器 的实验教 学研究 正是在这 样 的需 求下开 始被关 注 。为 了改 善实验 教学 条件 、 提高
号 ） 通过信号调理 电路 的放大 、 离 、 ， 隔 滤波 ， 使输 入 的信 号符合数据采集 设备 的额定 输入 范 围， 采集 到的模 拟 将 信号转化为数字信号后经 由计算机 的数据 总线传送 到计 算机 系统 。软件部分主要是 由驱动程序 和各种用户 自定 义 的虚拟仪器组成 ， 利用 Ｌｂ Ｉ Ｗ 软件 以及 内存缓 冲区 ａＶ Ｅ 来实现具 体 的实 验 操作 。实 验 系统 组成 框 图 如 图 １所
语言的虚拟仪器 软件 开发平 台。它采 用 了工程 人员熟悉 的术语 、 图标等 图形化 符号来 代替 常规 基于 文字 的语言 程序 。利用 Ｌｂ ＩＷ， ａＶ Ｅ 用户 可通 过定义 和连 接代 表各种 功能模块的图标 ， 方便迅速地创建虚拟仪器。 Ｌｂ ＩＷ 程序被称为 Ｖ （ ｉｕ ｓ ｍ ｎ） 并以．ｉ ａＶ Ｅ Ｉ Ｖｒ ａ Ｉ ｔ ｅｔ ， ｔｌ ｎ ｒ ｕ ｖ 作为扩展 名 。Ｌ ｂ ＩＷ 程 序通 常 由前 面 板 和背 面 板组 ａＶ Ｅ 成： 前面板 为程序界 面放置控 制控件 和显 示控件 ， 面板 背 用来编写程序框 图 。
