虚拟电工电子实验室的设计与实现

摘要

职业教育的发展需包涵三个基本要素:师资、教材和实训装备。在师资、教材基本确定之后,实训装备成为影响人才培养质量的关键因素。目前,大多数职业学校的实训装备陈旧,实训设备重复投入,实训室利用率低,实验课程设置跟不上专业技术的发展,实验室教学手段单一等诸多问题。要解决这些问题,首先需改善实验条件,购置大量的实验设备组建实验室,这就意味着需要投入大量的资金,同时,还需要极高的维护成本,这种硬件实验室的缺点愈发凸显。而虚拟实验室能够有效的解决设备投入和后期维护等问题,还能优化职业学校的数字化资源,提升学校办学水准。
　　本文主要是以计算机为基础,运用实验室虚拟仪器工程(LabVIEW)编程语言平台,开发了几种常用的虚拟仪器,借助教学实验虚拟仪器套件(NI ELVIS)、数据采集卡(DAQ)、实现虚拟电工电子实验室系统的登陆界面、常规测量仪器和电工电子基础实验的设计。该实验室系统由两大部分组成,一是虚拟仪器的设计开发:采用模块化设计方法,对虚拟万用表、虚拟数字滤波器、虚拟信号发生器等相关原理、程序框图以及前面板图的设计过程进行了细致阐述;二是充分结合电工电子实验课程实际教学的相关要求,开发设计了电路功率测量实验,二极管、三极管特性曲线测试实验,基本运算放大电路测试等四个虚拟教学实验。
　　本实验室系统是基于计算机技术和仪器测量技术基础上的,对职业学校现有的电工电子课程实验教学的一个有效的补充,使实验教学更具职业性、可操作性、灵活性和智能性,学生也更容易对实验教学产生兴趣,有助于学生技能和创造性的培养,同时也是对实验教学效果的提升。

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第一章 绪论

1.1 论文研究背景

1.2 论文研究的意义

1.3 论文研究的内容

第二章 虚拟实验室教学系统设计基础

2.1 虚拟仪器

2.2 虚拟仪器硬件组成部分及功能

2.3 虚拟仪器软件开发平台

2.4 数据信号采集技术

2.5 本章小结

第三章 虚拟电工电子实验室教学系统的总体设计

3.1 实验室的教学系统的虚拟化

3.2 总体方案设计

3.3 本章小结

第四章 演示性实验模块

4.1 设计实验室界面

4.2 虚拟万用表的设计

4.3 虚拟函数信号发生器的设计

4.4 虚拟数字滤波器

4.5 本章小结

第五章 实操型实验模块

5.1 功率测量实验

5.2 RC充放电实验

5.3 二极管特性测试实验

5.4 三极管输出特性测试实验

5.5 基本运算放大电路测试实验

5.6 本章小结

第六章 总结和展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献