基于LabVIEW的检测技术虚拟实验系统

2011-08-30张伟斌

科技传播 2011年17期

张伟斌

咸阳职业技术学院，陕西咸阳 712000

高等职业教育强调对学生的实践能力的培养，这就给高等职业院校的实验设备与实验场地提出了更高的要求，虽然各高等职业院校不断加大对实验实习条件改善的资金投入，从一定程度上得到了改善，但还不能从根本上解决实验设备的紧缺问题。通过虚拟仪器开发软件LabVIEW建立虚拟的实验系统，弥补传统实验室的不足，给学生提供更多的实验实践机会，培养学生的实践动手能力和创新能力。

1 虚拟仪器简介

利用电子仿真软件EDA可以模拟设计电路、分析电路、观察信号波形等，但仅仅限于理论分析与研究，EDA仿真软件中的虚拟仪器是纯软件的、仿真的。利用虚拟仪器开发软件LabVIEW设计的虚拟仪器完全可以胜任传统仪器的各种功能，完全替代传统的测量测试仪器，并且还可以根据需要设计建立满足特殊要求的专用仪器。不同的虚拟仪器仪表设备可使用相同的硬件系统，通过软件的设置就可以实现功能完全不同的各种测量测试仪器，即软件系统是虚拟仪器的核心。

2 检测技术虚拟仪器综合实验平台组成

根据检测技术课程的教学要求，学生通过学习可以正确根据检测要求选择合适的传感器，设计完成检测电路，使用测量仪器仪表分析检测数据、观察信号波形等。使用虚拟仪器开发软件LabVIEW设计的综合实验系统平台由硬件系统和软件系统两大部分组成。其中硬件系统主要完成对外部数据的采集，包括综合测试平台、传感器系列实验模板、微型计算机等。实验系统包括虚拟仪器仪表开发平台、虚拟仪器驱动程序、实验示范程序等。

3 虚拟实验平台的基本功能

3.1 产生激励信号

产生电路检测所需的正弦波、方波、三角波、脉冲信号等任意波形；提供数字信号，即提供虚拟的函数信号发生器、任意波形发生器和数字信号发生器。

3.2 常用仪器仪表基本功能

通过虚拟仪器实现常用的示波器、电压表、计数计、频谱仪和逻辑分析仪等仪器仪表设备的基本功能，实现对信号波形、幅值、频率、周期、RLC参数、频谱等的测量，并能够对时域、频域和数据域测试分析。

3.3 自动测试的功能

虚拟仪器在微型计算机测试程序的直接控制下进行工作，能够实现自动测试功能。通过对微型计算机上的软件编程，可以让虚拟仪器的对测量对象的频率、幅度、量程的参数进行自动设置，以及自动完成数据的采集、存储、传输、处理和显示等。

3.4 可扩展性

利用虚拟仪器开发软件设计的虚拟实验系统平台，不仅可以满足传感器与检测技术课的实验要求，还可以完成相关课程的实验要求。在实际应用中可以通过软件的设置，开发更多符合要求的多功能虚拟仪器设备，所以虚拟实验系统平台应用范围广、开放性好、可扩展性强。

3.5 满足不同层次的实验要求

在使用虚拟仪器完成实验时，可以使用虚拟仪器开发完成的操作界面，利用实验室的现成的实验电路板进行验证性实验，而不需要自己设计电路和编辑程序。掌握了基本的理论知识后，可以利用现成的实验电路板，开发满足特定条件的虚拟仪器设备，从而锻炼学生的初步的设计能力，在设计过程中需要编程相应的程序，但不需要自己对电路进行改进或设计。有了基本的设计能力后，可以完成一定的项目工作，自行开发设计实验电路板，并开发适用的虚拟仪器设备，实现对电路数据的采集、分析、存储和显示等功能，培养学生的综合能力。