虛擬儀器在教學(xué)中的應(yīng)用和主要優(yōu)勢

    虛擬儀器的硬件是以通用微型計算機為基礎(chǔ)的，購買一些儀器模板，就可以構(gòu)成一定數(shù)量的虛擬儀器供學(xué)生使用。LabVIEW是一種由相應(yīng)的硬件(接口卡)支持的圖形編程語言，它具有十分強大的功能，包括數(shù)值函數(shù)運算、數(shù)據(jù)采集、信號處理、輸入/輸出控制、信號生成、圖像的獲取、處理和傳輸?shù)鹊�。它采用了工程界熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)等圖形化符號來代替常規(guī)的編程，把復(fù)雜、煩瑣、費時的語言編程簡化成簡單、直觀、易學(xué)的圖形編程方式。學(xué)生可以很快學(xué)會使用LabVIEW設(shè)計出各種電子測試儀器。

    在電子教學(xué)實驗中，可以用虛擬儀器測試各種電子設(shè)備，如電視機、影碟機、錄像機等電子設(shè)備。同一臺虛擬儀器系統(tǒng)可以虛擬出電壓表、電流表、頻率計、示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀等多種測量儀器。學(xué)生可以根據(jù)實驗要求，自行設(shè)計各種軟面板，定義儀器的功能，并以各種形式表達輸出檢測結(jié)果，進行實時分析。例如：虛擬儀器虛擬出的函數(shù)發(fā)生器，其波形、頻率、幅值等都可用鍵盤或鼠標(biāo)進行設(shè)置，完全能代替常規(guī)的儀器使用。用它虛擬出的示波器，不僅具有常規(guī)示波器的功能，還可同時顯示、記錄、存儲和打印多通道輸入的波形，對存儲的曲線可通過“回放”功能顯示在屏幕上，“回放”速度可調(diào)，“回放”過程可暫停波形掃描，以便能更清楚地觀察波形的變化，所存儲的曲線可以在任何時間打印輸出，學(xué)生可以及時進行數(shù)據(jù)處理，觀察和分析實驗結(jié)果。從而激發(fā)了學(xué)生的實驗興趣，提高了實驗效果和效率，加深了他們對理論知識的掌握。

    虛擬儀器在電子教學(xué)中主要有以下優(yōu)勢：

    1、一機多用，節(jié)省資金及空間

    使用虛擬儀器系統(tǒng)就解決了多種儀器價值昂貴，體積大，占用空間多的問題。不僅虛擬儀器工作平臺的PC機可以一機多用，而且實驗室也可以一室多用，節(jié)約了設(shè)備投資，還可緩解高校實驗室空間不足的問題。

    2、與計算機網(wǎng)絡(luò)互連，為遠程實驗教學(xué)創(chuàng)造了條件

    LabVIEW的TCP/IP和UDP網(wǎng)絡(luò)VI模塊能夠與遠程應(yīng)用系統(tǒng)建立通信;Internet工具箱還為系統(tǒng)增加了E-mail、FTP和Web功能;利用遠程自動化VI模塊還可以對控制其他設(shè)備的分散VI進行控制;利用OLE和DDE則可以將應(yīng)用程序與其他基于Windows的系統(tǒng)集成起來。這為虛擬儀器在遠程實驗教學(xué)創(chuàng)造了有利條件。

    3、具有強大的數(shù)據(jù)處理功能

    虛擬儀器以計算機為核心，因此，它具有數(shù)據(jù)采集、儲存、分析、處理、傳輸及控制的強大功能，使用虛擬儀器能夠輕而易舉地測量、顯示暫態(tài)或緩慢變化的量以及對被測量進行各種分析，而這對于傳統(tǒng)儀器來說是困難的。

    4、測量精確，克服各種機械故障

    虛擬儀器的操作面板是由軟件生成的，用鼠標(biāo)或鍵盤對其進行操作，不會出現(xiàn)類似于傳統(tǒng)儀器那樣的機械故障。另外，傳統(tǒng)儀器的指針式儀表，其測量誤差較大，而虛擬儀器則可以進行高速和精密測量。