汽車檢測(cè)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)虛擬儀器研究

1、<p>　　汽車檢測(cè)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)虛擬儀器研究</p><p>　　摘要：本文在分析了高校課程傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引入虛擬儀器在汽車檢測(cè)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，給出了實(shí)例，將虛擬實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相互對(duì)比，驗(yàn)證虛擬儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)越性。 </p><p>　　Abstract： In this paper， on the basis of analyzing the traditi

2、onal experimental characteristics of college courses， virtual instrument is introduced to the experiments of automotive detection technology course， examples are gave， the virtual experiment and traditional experiment ar

3、e compared to prove the superiority of virtual instrument in the experimental teaching. </p><p>　　關(guān)鍵詞：課程實(shí)驗(yàn)；LabVIEW；汽車檢測(cè)；發(fā)動(dòng)機(jī) </p><p>　　Key words： experimental course；LabVIEW；automotive inspection

4、；engine </p><p>　　中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）06-0254-02 </p><p><b>　　1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué) </b></p><p>　　在理工科的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)一直占據(jù)著一定的地位，而且是理科教學(xué)過程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，有很多的課程都是在教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展的。實(shí)驗(yàn)對(duì)于

5、教學(xué)的重要性體現(xiàn)在很多方面，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)一步的鞏固學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，并加深理解，能增加學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣，在實(shí)驗(yàn)中自己動(dòng)手，對(duì)于學(xué)生的實(shí)踐能力也有很好的提升作用，另外也有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)分體，分析問題并自主解決問題的能力。在我國(guó)發(fā)展素質(zhì)教育的今天，實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的地位會(huì)更加鞏固，另外實(shí)驗(yàn)條件也是反映辦學(xué)水平和科研水平的重要標(biāo)志之一。 </p><p>　　目前大多數(shù)高等工科院校依然沿用著傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，

6、課程實(shí)驗(yàn)以演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)形式出現(xiàn)居多。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用實(shí)物儀器，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備依附于理論課程進(jìn)行劃分。課程實(shí)驗(yàn)側(cè)重于理論的驗(yàn)證和模仿訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容千篇一律，容易將學(xué)生的思維限定在一個(gè)狹窄的范圍內(nèi)，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和綜合能力的提高，同時(shí)各實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較難形成一個(gè)系統(tǒng)的整體。這些在很大程度上制約了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。究其原因，不能不說在科技迅猛發(fā)展的今天，以教育有限的投入無法滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格昂貴、

7、更新速度快的要求，是其最根本的原因。這就要求從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的工作者，開發(fā)能夠滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求、物美價(jià)廉的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，培養(yǎng)高素質(zhì)的適應(yīng)時(shí)代要求的合格人才。 </p><p>　　2 汽車檢測(cè)技術(shù)虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué) </p><p>　　汽車檢測(cè)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性，該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可服務(wù)汽車服務(wù)工程專業(yè)的《汽車診斷與檢測(cè)技術(shù)》、《汽車電器與電子》等課程。從培養(yǎng)學(xué)

8、生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)出發(fā)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綉?yīng)在演示型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，逐漸過渡到自主、探究性型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)教學(xué)。按照學(xué)生能力形成的不同階段，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中分層次教學(xué)。在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法和基本技能的同時(shí)，更加注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的基本思維和基本能力，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)科學(xué)研究與工程實(shí)現(xiàn)方法。自主、探究性型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于開放性的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開放性較大，需要投入大量資

9、金購(gòu)買大量先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)要求。 </p><p>　　汽車檢測(cè)技術(shù)虛擬儀器實(shí)驗(yàn)充分體現(xiàn)了自主、探究性開放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降奶攸c(diǎn)。它可在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上搭建硬件平臺(tái)，然后利用虛擬儀器LabVIEW2010軟件，創(chuàng)建一個(gè)測(cè)試速度快、實(shí)時(shí)性好、具有良好人機(jī)界面、開放性和靈活性好的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)環(huán)境。學(xué)生可通過數(shù)據(jù)采集對(duì)汽車相關(guān)部件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)，也可通過輸入輸出設(shè)備操作虛擬環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)儀器，模擬實(shí)驗(yàn)過

10、程、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探索實(shí)驗(yàn)規(guī)律。同時(shí)還能將多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目集成在一個(gè)平臺(tái)，利用LabVIEW的網(wǎng)絡(luò)模塊可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)操作。虛擬儀器用于汽車檢測(cè)實(shí)驗(yàn)可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開闊思維，提高教學(xué)效果，同時(shí)也彌補(bǔ)了傳統(tǒng)汽車檢測(cè)實(shí)驗(yàn)需要大量的儀器設(shè)備，不同的性能測(cè)試所需儀器各不相同，通用性、操作性差，不能現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，價(jià)格昂貴的弊端。 </p><p>　　3 虛擬儀器LabVIEW軟件開發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介 </p>&l

11、t;p>　　美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Insruments Crop，簡(jiǎn)稱NI）于1986年提出了虛擬儀器的（VI）概念，LabVIEW是NI公司推出的一種基于圖形化編程語(yǔ)言的虛擬儀器軟件工具（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)），是目前國(guó)際上唯一的編譯型圖形化編程語(yǔ)言。LabVIEW與傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言相比，采用圖形化編程方式可以節(jié)

12、約使得計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長(zhǎng)驅(qū)直入80%的程序開發(fā)時(shí)間，而且運(yùn)行速度和實(shí)時(shí)性幾乎不受影響。LabVIEW內(nèi)部集成了大量的生成圖形界面的模板與豐富的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，易于實(shí)現(xiàn)汽車檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，使更多的學(xué)生能通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的監(jiān)控，獲得實(shí)驗(yàn)資源共享。同時(shí)LabVIEW模塊化的特點(diǎn)利于提高軟件系統(tǒng)開發(fā)效率，可實(shí)現(xiàn)程序的重用，具有良好的可擴(kuò)展性和交互性，有利于設(shè)計(jì)開放的控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。支持可執(zhí)行代碼的生成，便于在不同平臺(tái)上移植。虛擬儀器總體結(jié)

13、構(gòu)框圖如圖1。 </p><p>　　4 虛擬儀器在汽車檢測(cè)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 </p><p>　　汽車的許多參數(shù)大多數(shù)是非電量。非電量的檢測(cè)需要采用電測(cè)量方法進(jìn)行，也就是先要將非電量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚缓蠼?jīng)過信號(hào)調(diào)理電路等一系列的處理，將非電量的參數(shù)顯示出來。 　　下面以虛擬儀器在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用為例說明。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)利用虛擬儀器LabVIEW軟件平臺(tái)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的發(fā)

14、動(dòng)機(jī)臺(tái)架進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件裝置設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)際需要，系統(tǒng)硬件部分主要選用了磁敏轉(zhuǎn)速傳感器、高溫型溫度傳感器、LC0201-2信號(hào)調(diào)理器、PCI6014數(shù)據(jù)采集卡，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件裝置結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。 </p><p>　　為了便于學(xué)生能直觀地觀察到實(shí)際數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生自主、探究性實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)開放性，實(shí)驗(yàn)程序應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。 </p><p>　　

15、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩以及燃油消耗量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。由于LabVIEW的界面形象直觀，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力等，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，可直觀地觀察到相關(guān)的性能曲線。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可記錄下學(xué)生選用的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，也可在脫離實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)物的情況下，由仿真系統(tǒng)生成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)完成后，在實(shí)驗(yàn)記錄冊(cè)上填入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，生成打印數(shù)據(jù)和查閱的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 </p><p><b>　　5

16、 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　實(shí)踐結(jié)果表明，虛擬儀器軟件平臺(tái)應(yīng)用在汽車檢測(cè)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)中，可以很好地將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，既增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的學(xué)習(xí)理解能力，提高了學(xué)生的基本功訓(xùn)練，又讓學(xué)生掌握了先進(jìn)、高效的實(shí)驗(yàn)手段，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。虛擬儀器用于汽車檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)模塊化，開發(fā)性好，節(jié)約成本的同時(shí)提高了教學(xué)效果。 </p><p><b&

17、gt;　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]嚴(yán)一平.虛擬儀器技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)[J].上海計(jì)量測(cè)試，2005，（3）. </p><p>　　[2]汪立民，余永生.基于LabVIEW虛擬儀器在汽車試驗(yàn)中的應(yīng)用[J].2002，（5）. </p><p>　　[3]仇成群.LabVIEW在汽車電子虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 儀器儀表用戶，201

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