虚拟仪器技术在传感器检测技术实验教学中的应用

　　一、引　　言

　　一方面,科学技术越发达,自动化程度越高,对传感器与检测技术的依赖越强;另一方面,就高校教学来说,当前的传感器原理与检测技术实验课程内容已不能满足人才培养的新的需要。这一矛盾主要反映在以下几个方面[1]:一是教学内容陈旧,以验证性实验为主,与工程实践脱节严重;二是教学方式单调枯燥,缺乏直观性;三是实验设备的集成性差,不同的传感器需要不同的实验设备;四是实验方法和手段因实验设备的定型而很难改动;五是传统的实验教学设备大多缺乏信息的直观显示和存储能力等。这与传感器原理与检测技术课程旨在培养学生具备利用各类传感器在计算机应用、电子信息、精密仪器、测量与控制等诸多领域从事电量、非电量的检测(信息采集、变换、分析、处理)以及显示、控制、执行、科技开发、应用研究等方面的能力存在一定的偏差。近年来,虚拟仪器技术的发展充分展现出了性能高、扩展性强、开发时间少、出色的集成以及基于计算机的出色的显示和存储优势,若将传感器实验教学　　与虚拟仪器技术相结合,必将有助于提高实验教学设备的先进性,有效地提高学生的实际动手能力,更好地激发他们的学习兴趣和探索精神,实现实验教学与工业实际应用的充分衔接。

　　二、虚拟仪器技术的概念和虚拟仪器的组成

　　(1)虚拟仪器技术的概念　虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助使用者创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求;形成既有普通仪器的基本功能,又有一般仪器所没有的特殊功能的高档低价的新型仪器[1]。

　　(2)虚拟仪器的组成　虚拟仪器的构成包括硬件和软件两个要素。硬件主要由计算机和信号采集调理部件组成,主要功能是获取真实的被测信号;软件平台为LabVIEW。该软件包结合GPIB、VXI、RS-232、RS-485通信标准和协议,可以和具有标准化仪器设备接口的各种测试设备构成系统,也可以在主机上配以内置式数据采集卡,使系统能检测传感器的输出信号,其作用是实现数据采集、分析、处理、显示等功能,并将其集成为仪器操作与运行的命令环境。

　　由于主要开发软件平台LabVIEW采用图形化的编程语言( G语言),它面向的是没有编程经验的用户而不是软件专家,因此十分适合工程类学生在基础实验课程中作为基本的软件开发平台来使用。

　　三、虚拟仪器技术在传感器检测技术实验教学中的应用