中国现代教育装备
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 教育科技  
一种基于LabVIEW的电工电子学实验系统设计
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2019-12-2 10:00:16
  [导读]针对电工电子学实验中存在的大量简单重复测量、课堂实验效率低的问题,设计了一种基于LabVIEW的电工电子学实验系统,实现了实验仪器的自动控制、实验数据获取、数据分析处理等功能。实验系统易于扩展,具有很好的互换性,可应用于电工电子学实验教学,对实验效率和实验质量的提高具有积极作用。

  在“新工科建设”背景下,电工电子学实验作为工科学生实验课程的重要组成部分,课程的优化和改进变得尤为重要[1-4]。通过电工电子学实验,学生不仅可以对电学理论知识加以验证,而且能够进行应用电路的研究和开发[5]。然而,传统的电工电子学实验更多关注学生对仪器设备的使用,使得一些实验中存在大量简单重复的测量工作[6-8]。例如,三极管输出特性测量实验就需要耗费2~3个学时,使得学生在实验课程中忙着操作仪器和记录实验数据,很少去关注实验原理和实验方法。如何减少实验中的简单重复操作,让实验效果最大化,是亟须思考和解决的问题。

  LabVIEW是由美国国家仪器(NI)公司研制的程序开发环境,对于测量和控制系统具有较高的开发效率[9,10]。为此,本文以可编程线性直流电源、数字万用表、函数信号发生器和数字示波器等4台仪器作为被控对象,基于LabVIEW软件开发仪器控制程序,构建电工电子学实验系统,以解决传统实验中存在的大量简单重复操作,提高实验效率和质量。

  1 设计方案

  2 关键技术

  3 实例说明

  4 结语

  本文基于LabVIEW开发环境,利用实验室常用仪器,开发了电工电子学实验系统。本系统操作简单,易于扩展,仪器互换性高。设计实例的应用,说明通过计算机程控仪器进行工作,代替人工测量操作,大大提高了实验效率和质量,使学生能更加关注实验原理和方法。此外,在本实验系统中,学生可以自主进行程控实验的开发,以适应新工科对学生的新要求。该实验系统的开发和应用是对电工电子学实验的一种探索。

  参考文献

  [1] 吴爱华,杨秋波,郝杰.以“新工科”建设引领高等教育创新变革[J].高等工程教育研究,2019(1):1-7.

  [2] 刘荣科,杨昕欣,洪韬.面向新工科建设的电子电路系列课程教学的思考与实践[J].高教论坛,2018(9):20-23.

  [3] 何杏宇,杨桂松,周亦敏.跨学科视角下的电工电子公共实验教学探索[J].软件,2018,39(1):188-190.

  [4] 肖平,杨华,张莹.基于多层次人才培养的实验教学改革实践[J].实验室科学,2017,20(6):133-135.

  [5] 王心刚,贺利,张冬至,等.电工电子学课程研究性实验教学模式改革与实践[J].实验室研究与探索,2017,36(4):188-191.

  [6] 纪捷先.电工电子学实验教学中若干常见问题及解决方法[J].无线互联科技,2018,15(19):81-82.

  [7] 袁小平.电工电子虚拟仿真实验教学中心建设的研究与探索[J].实验室研究与探索,2017,36(12):164-167.

  [8] 于柏.电工电子学实验教学改革的研究与探索[J].高校实验室工作研究,2016(3):20-22.

  [9] 郝丽,赵伟,王珅.基于LabVIEW的仪器控制教学示例[J].电气电子教学学报,2012,34(4):80-82,97.

  [10] 杨静,袁超.基于LabVIEW的自动化测试软件设计与实现[J].中国现代教育装备,2016(7):9-12.

  [11] 张玉丽.电工电子学实验教学的变革与学生能力培养研究[J].教育教学论坛,2017(41):197-198.

  [12] 陈媛媛,付扬.关于电工电子学实验教学的探索和思考[J].中国现代教育装备,2013(17):31-32.

  [13] 陈树学,刘萱.LabVIEW宝典[M].北京:电子工业出版社,2015.

  [14] 迟明延.基于SCPI语言的智能仪器LabVIEW驱动程序设计[J].仪器仪表标准化与计量,2014(3):41-42.

  [15] 卢洪树,张晓发,袁乃昌.利用VISA实现基于LabVIEW的自动测试系统[A].2013年全国微波毫米波会议论文集[C]//中国电子学会:中国电子学会微波分会,2013:4.

赵江萍 浙江大学电气工程学院 浙江大学电工电子国家级实验教学示范中心


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