可重構(gòu)虛擬儀器測試技術(shù)教學(xué)平臺(tái)

圖6 波形合成與分解實(shí)驗(yàn)

3.2 基于PC機(jī)測試資源的實(shí)物教學(xué)

　　與實(shí)驗(yàn)室中開出的測試實(shí)驗(yàn)相比，虛擬儀器實(shí)驗(yàn)有一個(gè)不足，就是缺乏實(shí)物實(shí)驗(yàn)。其實(shí)，運(yùn)行虛擬儀器軟件的PC機(jī)自身就是一個(gè)含有豐富測試資源的裝置。例如，計(jì)算機(jī)上的光電鼠標(biāo)是一個(gè)光電傳感器、麥克風(fēng)是一個(gè)電容傳感器、攝象頭是一個(gè)CCD傳感器，計(jì)算機(jī)聲卡是一個(gè)雙通道的A/D卡+ D/A卡。

　　在測試技術(shù)虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)上我們充分利用了這一有利條件，將聲卡、攝象頭驅(qū)動(dòng)集成在平臺(tái)中，形成一個(gè)基于PC的測試實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以PC機(jī)鼠標(biāo)做光電傳感器原理實(shí)驗(yàn)，用麥克風(fēng)做電容傳感器原理實(shí)驗(yàn)，用攝象頭做CCD原理實(shí)驗(yàn)，用聲卡做A/D、D/A卡工作原理實(shí)驗(yàn)。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(shí)物而枯燥、乏味的問題。

圖7 基于PC聲卡的信號(hào)發(fā)生器

　　這樣，我們可以不花費(fèi)任何額外的硬件代價(jià)，就可以在教師上課、學(xué)生上網(wǎng)的PC機(jī)上建立起一個(gè)功能強(qiáng)大的含實(shí)物和硬件的測試實(shí)驗(yàn)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(dòng)手做實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)小測量裝置，在實(shí)踐中將所學(xué)的知識(shí)融會(huì)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(jì)的信號(hào)發(fā)生器界面。

3.3 基于工程案例的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

　　為了理論聯(lián)系實(shí)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(xiàng)目的優(yōu)勢，從承擔(dān)的科研項(xiàng)目中抽象出橋梁固有頻率測量、齒輪箱振動(dòng)故障源分析、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)加速過程噪聲分析等16個(gè)工程測量案例，并設(shè)計(jì)成虛擬儀器仿真模塊，集成在虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)中。圖8是轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)模型和用其設(shè)計(jì)的軸心軌跡測量實(shí)驗(yàn)。

圖8 轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)模型和軸心軌跡測量實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，使測試技術(shù)課程中因沒有實(shí)物對(duì)象而枯燥、乏味的傳感器原理部分變得具體和生動(dòng)，使中抽象難學(xué)的信號(hào)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。