王桔 邹稷 张超
摘 要:测控专业课程涵盖多种基于实验演算的教学课程,本文通过热电偶采集测量温度实验实例,将测控专业的实验课程教学在虚拟仪器Nextboard开发平台上进行开发和演示,实现测控专业的基于虚拟仪器的实验教学仿真在现实中实验教学中的应用。
关键词:LabVIEW 教学仿真 测控专业 开发平台
中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)11(b)-0190-02
1 测控专业课程概述
测控专业课程是一门以实验为基础的学科,由于实验能使学生学习测控专业的相关理论知识更加简单容易,因此,实验是测控专业的基础。随着多媒体技术及网络的不断发展,越来越多的课程都选择用多媒体或远程教学进行实验教学,将虚拟仪器技术引入实验课程已经成为许多高校实验课程发展的趋势。
2 Nextboard实验平台
泛华公司为工科院校师生专门打造的用于工程教学的实验平台 Nextboard,学生通过Nextboard平台,可以随意的动手搭建各种模块电路,并配合泛华及第三方自主开发的实验模块,可以完成多种课程实验。Nextboard实验平台:包括实验模块区(6槽,2个数字插槽,4个模拟插槽)、多种可调电源、自搭实验电路区、68pin接线端子并可连接数据采集卡。如图1所示为Nextboard实验平台。
Nextboard实验平台还有着非常精良、互动良好的实验前面板,如图2所示。通过此软面板,可以调用泛华提供的所有资源进行搭建实验及应用。
3 热电偶模块
本文选取测控专业最具代表的热电偶实验为例,通过应用Nextboard平台进行搭建并仿真。热电偶是一种感温的元件,也是一种仪表,热电偶课直接测量温度。是由两种不同材质的导体所组成的一个闭合回路。
3.1 热电阻的工作原理
热电偶的基本测温原理是由两种不同的材质构成的导体来组成一个闭合的回路,当其两端有温度梯度的时候,回路中会有电流通过。
表达式如下:
4 Nextboard实验平台组建
直接应用热电偶模块便可以搭建该实验线路。热电偶实验由硬件及软件两个方面组成。在硬件设计中,关闭nextboard平台电源,将热电偶实验模块插在nextboard平台,再应用杜邦线进行搭建。
在软件设计中,打开Nextboard实验软件平台,选择主菜单下的热电偶实验,如图3所示。
为了避免电阻阻值对采集的准确性的影响,在采集前需要对放大电路进行调零,调零电阻设置在模块的右侧,具体步骤如下。
(1)用杜邦线将模块的放大电路上的AB端短接;
(2)将R2和R4分别接备选电阻,令R2=R4;
(3)点击是侧面板上的开始采集按键;
(4)调整调零电阻阻值,是Vout的输出阻值为最小值,接近于零uV。
调零后将热电偶接入电路并运行程序,改变相关参数,观察实验相关数据的结果及波形。同时采集相应在实时温度数据进行保存。
5 结语
本文选取测控专业最具代表的《测控电路》课程中的热电偶实验为例,通过应用Nextboard平台进行搭建并仿真,并对测温曲线过程进行详细说明。应用Nextboard实验平台演示的热电偶实验,使学生更清楚,更形象的理解并掌握测控專业的经典知识理论。
参考文献
[1]陈锡辉,张银鸿.LabVIEW8.20程序设计从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2]连海洲,赵英俊.基于LabVIEW技术的虚拟仪器系统[J].仪器与测控,2001(8):21-23.
[3]张旭,张春梅,王尚锦.虚拟仪器软件LabVIEW和数据采集[J].微机发展,2004(3):77-79.
[4]王慎强.基于虚拟仪器技术的电子类虚拟实验室平台的构建[J].电脑知识与技术,2009(9):2463-2464.
[5]Crinela Dumitrescu,Radu Lucian Olteanu,Laura Monica Gorghiu,Gabriel Gorghiu,Gabriel State.Using virtual experiments in the teachingprocess[J].Procedia-Social and Behavioral Sciences,2009,1(1):776-779.
[6]游伯坤,阚家钜,江兆章.温度测量与仪表——热电偶和热电阻[M].北京:科学技术文献出版社,1990:290-291.
[7]蔡幸生.论高等学校实验教学改革的基本经验[J].实验室研究与探索,2001,20(1):1-2.
[8]王兰省,李振海.虚拟仪器系统开发技术[J].测控技术,1999,18(4):58-60.endprint