可重構(gòu)虛擬儀器測試技術(shù)教學(xué)平臺

圖6 波形合成與分解實驗

3.2 基于PC機(jī)測試資源的實物教學(xué)

　　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(jī)自身就是一個含有豐富測試資源的裝置。例如，計算機(jī)上的光電鼠標(biāo)是一個光電傳感器、麥克風(fēng)是一個電容傳感器、攝象頭是一個CCD傳感器，計算機(jī)聲卡是一個雙通道的A/D卡+ D/A卡。

　　在測試技術(shù)虛擬儀器實驗教學(xué)平臺設(shè)計上我們充分利用了這一有利條件，將聲卡、攝象頭驅(qū)動集成在平臺中，形成一個基于PC的測試實驗室。學(xué)生可以PC機(jī)鼠標(biāo)做光電傳感器原理實驗，用麥克風(fēng)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(xué)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(xué)生上網(wǎng)的PC機(jī)上建立起一個功能強(qiáng)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?qū)W生展示測試技術(shù)的原理和應(yīng)用；課后學(xué)生也可以自己動手做實驗和設(shè)計小測量裝置，在實踐中將所學(xué)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(shè)計的信號發(fā)生器界面。

3.3 基于工程案例的實驗教學(xué)

　　為了理論聯(lián)系實際和開闊學(xué)生的學(xué)術(shù)眼界，我們還發(fā)揮課程組成員承擔(dān)過大量科研項目的優(yōu)勢，從承擔(dān)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(jī)加速過程噪聲分析等16個工程測量案例，并設(shè)計成虛擬儀器仿真模塊，集成在虛擬儀器實驗教學(xué)平臺中。圖8是轉(zhuǎn)子實驗臺模型和用其設(shè)計的軸心軌跡測量實驗。

圖8 轉(zhuǎn)子實驗臺模型和軸心軌跡測量實驗中的應(yīng)用

4 結(jié)論

　　“教學(xué)工作是學(xué)校的主旋律，提高教學(xué)質(zhì)量是學(xué)校永恒的主題”。為提高測試技術(shù)課程教學(xué)水平和質(zhì)量，課程組發(fā)揮在虛擬儀器領(lǐng)域的科研優(yōu)勢，開發(fā)了DRVI可重構(gòu)虛擬儀器實驗教學(xué)平臺，使測試技術(shù)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(xué)的信號分析理論部分變得直觀、形象，課程教學(xué)質(zhì)量和效果得到很大提高。