摘要：在高校关于自动化与仪器专业的课程教学体系中，存在两个重要的构成因素，分别是测控技术和虚拟仪器，这是因为相较而言，该两者的专业技术性、实践性水平更高。随着教育信息化建设的不断发展完善，相应的测控技术与虚拟仪器课程实践教学质量也应更上一层楼。为符合课程特征与实践教学需求，将系统考量硬件系统与软件系统两个维度，综合设计测控技术与虚拟仪器综合实验平台，旨在通过该平台能够对提升实践教学的深度与广度起到一定影响，为多层次教学提供条件，从而达到增加学生理论知识与技能的目标，并将理论与实践学习相结合，不断优化提升。
关键词：测控技术；虚拟仪器；实验平台设计
引言
在高校课程的安排中，自动化与仪器专业有一门课程是测控技术与虚拟仪器，该课程是所以学生必修的基础课程。它的宗旨是让学生对本专业的知识与技能能够更进一步深入了解，并且对提高学生的专业实践能力产生重要影响。根据这门课程的实际教学要求与教学内容不难看出，测控技术与虚拟仪器是一门相对而言有着较高技术性和实验性的课程，实验教学在整体教学中所占比例相比而言是比较高的。从该点出发，测控技术与虚拟仪器综合实验平台必须进一步优化升级。这不仅是为了符合课程教学要求，还是为了加强对课程教学质量的把控，使现有实验教学更加多样化，面向广大师生创造用于教学研究的良好资源环境氛围。
一、测控技术与虚拟仪器综合实验平台设计思路
在教学内容设计方面，测控技术与虚拟仪器相较而言更为繁杂，并且有着更强的技术性和实验性，以理工专业测控技术为例，该专业涉及到自动控制原理、自动测试技术、现场总线技术、电子通信技术等；而虚拟仪器的实验教学牵涉到示波器、频率计、波形记录仪等实验装置。为与该情况相适应，测控技术与虚拟仪器综合实验平台设计必须达到可以满足多项测控技术与虚拟仪器的实验要求，需要满足较高水平的开放性，有一定创新性，并且适用性较广。通过构思实践此次平台设计，采用PXI（Peripheral Component Interconnection，外围组件互连）总线技术与LabWindouw/CVI软件开发技术进行实践[1]。此次平台设计的组成部分主要有携式机箱、电缆、教学实验箱体、配套设备等。该平台可以通过预先设置好的程序进行实验自动控制，即使是手动模式，也可以完成实验自主设计[1]。
二、测控技术与虚拟仪器综合实验平台硬件系统设计
根据测控技术与虚拟仪表综合实验平台硬件系统的设计来看，其主要由两个重要部分组成：一是便携式机箱，二是教学实验箱。其中便携式机箱的组成部分包括PXI嵌入式零槽控制装置、数字万用表、多功能数据采集装置、任意波形发生装置、便携式机箱主体、多路复用开关以及双口隔离转换装置等；教学实验箱由光电、温度传感器，直流电机，自动实验模式开关，手动实验模式开关等共同组成，它可以在测控技术与虚拟仪器综合实验平台这一方面提供被测控装置，学生在进行实验设计时，可以通过实验装置更高效的完成便捷式箱体内部各模块的实验操作。例如温度测量、电机控制等[2]。除此之外，设计教学实验箱的时候，能够把实验面板划分为十个不同的区域，和计算机通过模拟量输入与输出通道、数字量输入与输出通道、T/C定时、电气信号测量以及电机测速等接口实现有效通信，还将根据软件系统的功能对数据做出处理与分析。
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三、测控技术与虚拟仪器综合实验平台软件系统设计
系统设计工作的关键是测控技术与虚拟仪器综合实验平台软件系统设计，此设计可形象直观促进授课效率。LabWindouw/CVI软件开发技术被纳入此次软件系统设计中进行实践。LabWindouw/CVI软件开发是众多交互式C语言开发平台中的一种，其中包含大量分析、测量、工程设计等资源，可以在软件测试开发、故障分析软件开发、控制与信息处理软件开发方面展现极高应用价值。基于LabWindouw/CVI强大功能下，C语言与测控技术成功结合，使开发环境开放性极大提高，使测控技术实验教学与虚拟仪器实验教学及其相关实验教学质量产生质的飞越。基于此，为了使软件系统与硬件系统有效结合，为了使试验仪器与工具操作便利、协调，在实验平台设计中恪守“规范性”、“严谨性”、“层次性”、“参数与模块性”等原则。另外，在此次综合实验平台软件系统设计中，实验平台一分为二：第一部分是用于对系统内部设备、元件运行情况进行管控的由资源管理体系与信息管控体系组成的系统平台；此平台可将用户实验数据、操作数据、实验文档、实验成绩等信息整理保存。第二部分由基础性、创新性、工程性实验模块结合的实验平台。使测控技术与虚拟仪器课程实验教学形象直观，包括频谱分析实验授课、数字滤波器实验授课、信号概率密度与相关性实验授课、远程测控实验授课、电桥电路实验授课、ITEM文档研发实验授课、电子电路故障分析实验授课、PXI总线应用传感器測速实验授课、直流电机测速实验授课、自动化测试系统设计实训、多传感器综合实验授课等[3]。举例如下：在电子电路测试实验授课中，放大器电路、二极管元件、施密特电路等的特性通过PXI总线与LabWindouw/CVI软件开发的测控技术与虚拟仪器综合实验平台完美呈现，使学生深入细致认识电子元器件、电路工作原理，切身体验中增强理论知识，收获学习心得[2]。
四、测控技术与虚拟仪器综合实验平台应用分析
在虚拟仪器实验授课中，采用测控技术与虚拟仪器综合实验平台并结合“信号发生器开发”此课题，使标准波形（如正弦波）、非标性波形（如随机信号、白噪声等）等完美呈现（图1）在学生面前，使之切实有效掌握PXI总线知识点。在学到此知识的同时，采用程序操控性强的LabWindouw/CVI系统编程，在提升学生实验兴趣的同时，在增强操作能力、应用能力方面展现出巨大优势[3]。
结论
综上所述，测控技术与虚拟仪器综合实验平台诞生和实践，对自动化与仪器专业授课水准与学习效率产生跨越式提高。在PXI总线技术和LabWindouw/CVI技术支撑下，结合测控技术与虚拟仪器课程教学重点，设计出综合试验平台，此平台囊括大量资源、授课方式创新、系统操作性强，在增强实验教学开发性、创新性基础上，适应各种层次与相近专业学习实践[4]。
参考文献
[1]测控技术与仪器智能化技术的应用探析[J]. 殷子双. 现代盐化工. 2018(03)
[2]测控技术与仪器的智能化技术应用[J]. 王豪. 电子技术与软件工程. 2018(07)
[3]对测控技术与仪器的智能化技术运用探讨[J]. 杨燚,刘江. 中国战略新兴产业. 2018(16)
[4]浅论智能化技术在测控技术与仪器中的应用[J]. 陈敏. 南方农机. 2019(01)
作者简介：李童（1997-06-21），男，汉族，籍贯：江苏省泰州市
论文作者:李童
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：技术论文; 平台论文; 虚拟仪器论文; 课程论文; 系统论文; 仪器论文; 专业论文; 《电力设备》2018年第31期论文;