虚拟仪器技术测试分析论文范文第1篇
自动测试与控制系统是Lab VIEW的主要应用领域之一, 信号分析与处理是测试技术工作的重要组成部分, 是虚拟信号分析仪器的核心部分。通过对信号进行时间域、频率域, 幅值域等不同域中的分析与处理, 可以将蕴含在信号中的有用信号识别、提取出来。本文具体介绍了利用Lab VIEW作为软件开发环境, 开发的虚拟测试分析仪中的信号分析处理功能。
1 信号分析系统的构成
本文开发的虚拟测试分析仪是基于数据采集卡的P C-D A Q系统。其构成主要由硬件平台和应用软件两大部分构成。硬件平台的核心是一台PC机, I/O接C7设备采用wlab的外置MP27口数据采集卡。应用软件部分主要有应用程序和I心接口仪器驱动程序。应用程序, 即虚拟仪器功能实现程序由六大功能模块续成:信号示波功能模块、数据采集功能模块、信号发生模块、信号分析处理、功能模块、模态分析功能模块, 其它功能模块。其中信号分析处理功能模块是本虚拟测试分析仪的基础模块, 包含传统的各种时域分析及频域分析功能, 并且是模态分析的基础。
2 Lab VIEW下信号分析功能模块的设计
信号分析处理功能模块是虚拟测试分析仪的重要组成部分。信号分析处理主要在时域和频域两个域内进行, 所以系统采用模块化编程方式, 将时域分析和频域分析两个功能模块分别编制成为独立的子VI。在Lab VTEW中, 一个VI由两部分组成:前面板和流程图。前面板的功能等效于传统测试仪器的前面板, 流程图等效于传统测试仪器与前面板相联系的硬件电路。相应的虚拟仪器的设计也要从前面板的设计和流程图的设计两方面进行。
2.1 信号分析功能模块前面板的设计
时域分析模块的前面板设置了两个W a v e g r a p b控件进行波形显示, 上面的Wavegraph用来显示由数据采集卡采集来的振动信号, 下面的用来显示对该信号进行各种时域分析的结果。在Lab V工EW中, W a v e g r a p h的功能十分丰富, 可以通过Plotlegend实现线型、颜色、数据点的表示方法等的选择。利用这一功能, 我们可以任意调整仪器时域波形的显示颜色, 改变数据点的显示方式。Gragh Palette可以实现图形的整体移动、局部缩放等功能。利用Gragh Palette可以实现对虚拟仪器波形显示区域内的波形横向、纵向缩放, 从而实现对感兴趣的波形段的观察分析。另外利用Cursor Legend的游标功能, 仪器实现了对数据点的读数功能, 使用户能够从波形图上获得一些幅值、相位、频率等的直观信息。
在时域分析模块的前面板除了波形控件之外, 还设置了若干个布尔控件, 分别控制每种时域分析功能 (包括时域波形、自相关函数、互相关函数和概率密度函数) , 通过点击不同的布尔控件实现不同的时域分析功能的选择。同时前面板还设置了一个时域数据统计信息显示区, 用来显示振动信号的均值、方差、均方值、有效值等信息。最后, 用一个布尔控件实现程序退出控制。
2.2 信号分析功能模块流程的设计
仪器流程的设计是根据仪器功能要求, 利用虚拟仪器开发平台所提供的子模板, 确定程序的流程图、主要处理算法和所实现的技术方法。不同的处理算法构造出不同的虚拟仪器, 流程设计是虚拟仪器设计的重点。
信号分析功能模块需要完成频谱分析、功率谱分析、频响函数、相干分析、脉冲响应等诸多功能, 因此也特别复杂, 其中包含许许多多的Case选择结构, 使得无论是程序的分析还是程序的维护都比较困难 (图1) 。
3 结语
(1) 在LABVIEW环境下, 通过前面板设计及流程图的编辑, 开发完成了基于虚拟仪器的测试分析仪。仪器能够完成数据采集、信号分析等测试分析仪的基本功能。信号分析仪功能模块分为时域分析和频域分析两部分。 (2) 时域分析模块能够实现时域波形显示、自相关、互相关以及统计信息等多种时域分析功能。 (3) 频域分析模块能够实现幅值谱、自功率谱等多种频域分析功能。
摘要：美国NI公司的LabVIEW软件是一种基于图形编程语言 (G语言) 的开发环境, 它使用各种图标、图形符号、连线等编程。本文具体介绍了利用LabVIEW作为软件开发环境, 开发的虚拟测试分析仪中的信号分析处理功能。
虚拟仪器技术测试分析论文范文第2篇
1 地震采集仪器倾斜测试的原理
从地震采集仪器的操作手册中可以得到关于倾斜测试的定义:测量因重力导致的DC偏差。不过,只从简单的定义出发仍然无法充分理解利用地震采集仪器进行倾斜测试的原理。那么,我们就要从以往的大量相关测试实验结果中进行分析,得出:倾斜测试所考察的对象实际上就是给定脉冲下各个检波器返回脉冲的响应信号的一致性。通过采集链,地震采集仪器系统所发射出的脉冲信号可以传到各串检波器中,而检波器会对其产生反馈信号,然后再传回到地震采集仪器系统当中,此时地震采集仪器会对各检波器的反馈信号进行对比,将认定为好的检波器建立标准模型,而与这个标准模型差异较大的则判定为不合格。这样的测试方法主要是依据标准模型来判断结果是否正确,但是若标准模型不慎建立在了一个不正常的检波器上的话,那么其结果也将会出现巨大偏差。再者,由于地震采集仪器自身不具备温度补偿功能,所以若在标准模型建立之时外界环境发生了较大变化,则也可能会导致结果出现误差。
2 地震采集仪器倾斜测试与温度之间的关系
为了保障测试结果的准确性,笔者分别在60℃、40℃、20℃、0℃、-20℃这几个温度点上对各检波器进行建模,测定检波器在对应温度下的Tilt值(倾斜度值),发现在总体形势上Tilt值与温度值是成正比例趋势的。也即是说,在60℃、40℃、20℃、0℃、-20℃的条件下,Tilt值是随温度升高而升高的。
3 地震采集仪器倾斜测试指标与建模温度之间的关系
(1)若将Tilt值作为自变量,将温度值作为因变量,对离散点进行线性拟合,可以得到一条线性回归方程。考察各线性回归曲线的相关系数R,发现均>0.95。相关系数R是检验线性回归经验方程与离散点之间吻合度的一个重要参数,通常情况下,当R≥0.95时,即可认为线性回归结果理想。由此可以得出结论:无论在进行建模时温度值如何,若无温度补偿,则检波器的Tilt值与温度值存在很好的线性关系。(2)根据线性回归方程对已知建模温度条件下特定温度T时的Tilt值进行测算,例如T=20℃,线性回归方程为y=3.6584x+23.834。而当温度T=40℃时,可利用该回归方程计算出Tilt值=4.5。(3)Tilt值每增加1%时所需的温度以斜率k进行表示,根据测量结果可以得出k值约在3.64-3.68之间,因此可以推测温度值每上升11℃、18℃、36.5℃,Tilt值分别约可增加3%、5%、10%;反之,温度值每下降11℃、18℃、36.5℃,Tilt值分别约可减少3%、5%、10%。
对于野外施工来说,上述实验所得出的结论具有很强的指导意义。具体来说,当地震采集仪器倾斜测试的建模温度为T0时,其检波器的电阻为R0,而±3%为测试合格范围;若想考察在T1温度下时,倾斜测试是否会因为温度的变化而出现结果不合格的情况,首先需要找到T1温度下的线性回归方程,然后计算出Tilt值,最后再判断结果是否在±3%范围内;若Tilt值不在±3%范围内,则说明在该温度条件下需要重新建模才能够消除温度带来的影响。
4 结语
综上所述,地震采集仪器倾斜测试所考察的对象实际上就是给定脉冲下各个检波器返回脉冲的响应信号的一致性,由于其测试方法主要是依据标准模型来判断结果是否正确,并且地震采集仪器自身不具备温度补偿功能,所以结果往往会存在很大误差,因此必须要深入研究地震采集仪器倾斜测试(TILT)指标与建模温度之间的关系。笔者根据测试原理,对环境因素对倾斜测试结果的影响进行了合理化解释、对现场施工中遇到的与倾斜测试有关的问题提出了合理化建议,最终通过与客户的良好沟通,建立了一套合理的倾斜测试整体方案,达到了提高野外地震数据采集水平的目的,有效保障了工程的施工质量。
摘要：近年来,随着我国工程建设事业的不断发展,地震采集仪器的应用范围也越来越广泛。倾斜度测试是地震数据采集系统日检测中的重要组成部分,是检测测线是否正常的系统性指标。地震采集仪器倾斜测试指标与建模温度之间具有一定的关系,研究这项关系有利于更好地指导地震采集仪器倾斜测试现场作业方案。对此,本文针对地震采集仪器倾斜测试(TILT)指标与建模温度之间的关系进行了深入分析,希望对相关领域工作具有一定助益。
关键词：地震采集仪器,倾斜测试,指标,建模温度,TILT
参考文献
[1] 周勇,陈志遥,吕品姬,张燕.基于宽频带倾斜仪数据的地震定位[J].大地测量与地球动力学,2013,S2:1-4+34.
虚拟仪器技术测试分析论文范文第3篇
1 问题一:在调配过程中, 用投捞器投捞堵塞器时, 在配水器位置拔不动而发生掉、卡事故
原因分析:偏心孔内有泥沙、死油、调剖井的调剖剂、注聚后续水驱井聚合物的残留物等将堵塞器卡死。
打捞方法:首先应加固防喷管, 防止上提时受力过大使防喷管或滑轮被拉倒, 出现安全事故。加固方法目前有二种, 一是打地锚, 用绷绳加固, 受地形等影响, 目前常采用地滑轮导向的方法;采用地滑轮改变力的方向来减轻对滑轮和防喷管的负荷。完成加固防喷管工作后, 现场人员除绞车岗外, 其余人员站到安全地带。绞车多启动几次, 如果实在卡死启不动了, 可用慢档将钢丝从仪器绳帽处拔断, 再下震荡器打捞, 经多次反复震荡, 一般情况下均能使堵塞器松动而打捞上来。如还是捞不动, 可用慢档将钢丝从绳帽处拔断, 使用测试大队钢丝绳打捞车进行打捞。震荡器下井前必须检查, 能否打开;震荡器外套是否损伤。如打捞成功, 应对该井彻底洗井, 用通井器对配水器部位的死油进行刮削, 清洗管柱。投入堵塞器时, 将堵塞器的凸轮和密封圈涂上黄油, 方便下次投捞。
2 问题二:在调配过程中, 用投捞器投捞堵塞器时, 在光油管内遇卡拔不动而发生掉、卡事故
原因分析:投捞器开口槽边缘过于陡立, 如果操作不稳, 造成投捞爪收缩回拢时卡在边缘。或主爪上的螺钉倒扣, 主爪卡在投捞器开口槽外。堵塞器落在口袋外与投捞器并行, 造成仪器的卡掉。
打捞方法:采用加重杆, 下部装上解卡顿击头, 耐心地反复下砸、顿击掉卡仪器, 直到解卡使仪器从遇卡部位落入井下或下部层位, 再用卡瓦打捞筒进行打捞, 打捞成功率一般较高。若直接加震荡器上捞, 只能是越捞, 仪器卡的越死, 使打捞失败, 容易造成作业。所以先解卡再打捞是一种有效的方法。
3 问题三:钢丝断造成仪器掉、卡
原因分析:钢丝有砂眼、内伤、死弯等没及时更换造成拔断。
打捞方法:首先应准确地判断落入井下钢丝的长度。针对井内长钢丝或短钢丝采取不同的打捞方法。对于50米以下的短钢丝, 由于连仪器带钢丝一起打捞较为困难, 应采用先用打捞筒将钢丝从绳帽处剁断, 先打捞出仪器, 后打捞钢丝的方法。具体操作时, 应先用打捞筒上接加重杆打捞, 这时存在着连钢丝带仪器一起捞出的可能, 因为一片卡瓦打捞器的间隙较大, 有可能将钢丝与绳帽并行卡住。反复打捞, 直到吃负荷为止, 将仪器捞出。现在可以使用专门打捞带短钢丝绳帽卡瓦, 将仪器捞出;也有采用压拍压钢丝, 再进行打捞。
仪器带长钢丝落入井下后, 钢丝都盘绕在油管壁上。这时应用自制的软钢丝爪下入井内, 由于软钢丝爪紧贴油管内壁, 所以能比较规整地将井下掉落的钢丝有规律地下移一定距离, 形成小钢丝团, 注意下放钢丝爪的深度不要过大, 一般不超过50米就上提, 密切观察负荷变化, 然后再上提, 试探负荷的变化, 逐步加深, 直到捞住钢丝为止。如果一次下得过深, 上提时, 会使捞住的下部钢丝上翻, 使钢丝聚集成一团, 堵死油管, 卡住打捞工具, 造成作业。如果负荷不大, 可直接打捞成功。如果负荷大, 将软钢丝抓拉直脱落, 然后下入硬钩打捞矛上接震荡器和加重杆进行打捞。
4 问题四:应用非集流流量计时仪器掉卡
原因分析:非集流流量计的扶正器坏, 造成掉卡。打捞方法:使用振荡器进行打捞
5 问题五:仪器撞堵头掉
原因分析:一是仪器上提时计数器乱码, 不清楚起到多少米, 而撞掉。工作粗心, 没有及时收油减速手摇, 仪器撞堵头掉。打捞方法:直接用卡瓦打捞器将掉井的仪器打捞上来
6 问题六:测试现场发生过在打捞过程中, 震荡器外壳脱落的现象
原因分析:震荡器在打捞过程中, 由于螺丝松、或震荡器外套壁太薄、材质差造成振荡器外套与主体脱离, 使外套留在井底。打捞方法:直接用震荡器外套打捞工具打捞。如震荡器外套上部口坏, 则打捞工具卡不住外套, 打捞成功率就很小, 只能上报作业。
7 问题七:偏心堵塞器打捞杆掉
原因分析:由于堵塞器的压盖与堵塞器主体间的螺纹丝扣没上紧, 又没用加密封胶圈
洗井时堵塞器压盖及打捞杆洗出, 造成捞不到偏心堵塞器。或者打捞时将堵塞器打捞杆拔出, 主体留在偏孔内。打捞方法:若打捞不到堵塞器, 打铅印验证, 确认没有打捞杆时, 用相应的内胀螺纹打捞器进行打捞。打捞成功后, 再用强磁打捞器下井起下一趟, 打捞出井下残余的小件落物。
8 几点认识和体会
提高水井洗井质量, 是减少测试仪器卡掉的有效方法。测试过程中的标准化操作, 能够大幅度减少测试仪器卡掉的现象。每次测试后, 要对仪器进行精心保养, 仪器下井前, 都要进行认真的检查, 可有效减少仪器掉卡事故。试井钢丝使用4-6个月后必须更换, 以减少因钢丝使用时间过长产生疲劳过度而造成掉仪器事故。
发生掉卡事故后, 应认真分析原因, 制定详细的打捞方案, 选择合理的打捞工具, 必要时自制或改进打捞工具, 增加打捞成功的机会。打捞时, 一定要注意测试防喷管的强度, 一定要用地滑轮导向, 注意安全。打捞时, 一定要发挥好振荡器的作用, 熟练地操作好绞车, 不要急躁。
摘要：在注水井分层测试过程中, 经常进行分层流量测试及分层调配 (捞投堵塞器) 等工作, 由于各种原因, 不可避免的要遇到测试仪器掉卡的问题, 既影响了测试进度, 又影响注水井的正常注水。每年由于水井测试造成掉卡需作业重配的井占有一定比例。通过判断仪器掉卡原因及预防措施和采取相应的打捞方法就显得十分必要。
虚拟仪器技术测试分析论文范文第4篇
INTERBUS总线上的主要设备有总线终端BT(BUS Terminal)上的BK模块、I/O模块和安装在PC或PLC等上位主设备中的总线控制板。总线控制板是INTERBUS总线上的主设备,用于实现协议的控制、错误的诊断、组态的存储等功能。I/O模块实现在总线控制板和传感器/执行器之间接收和传输数据,可处理的数据类型包括机械制造和流程工业的所有标准信号。
此实验需要完成以下任务:某车间传送带分为三段,由三台电动机分别驱动。传送带及传感器的安装位置如图1所示。传感器检测物品的存在。该传送过程如下:传送带1一直运转。传送带2的运转由1号传感器启动,由2号传感器停止。传送带3由2号传感器启动,由3号传感器停止。
一个工作循环是:启动第1段传送带、物品被1号传感器检测,启动第2段传送带、物品被2号传感器检测,启动第3段传感器,同时延时2s后停止电机2,在物品被3号传感器检测到2s后,将电机3停止,随后进入下一个循环,等待1号传感器检测物品。
本文即以现场总线虚拟实验项目为背景,以该项目中的具体测试工作为依据展开论述。
1.1 现场总线虚拟实验功能测试需求
现场总线虚拟实验的功能测试需求主要是客户端的测试,包括:链接测试、元器件拖放测试、按键测试、连线测试、梯形图编程测试、IO配置测试。
1.2 现场总线虚拟实验性能测试需求
(1)连接速度测试:保证用户在一个可接受的时间范围内连接上。(2)负载测试:保证系统在某一负载级别上的性能系统在需求范围内能正常工作。(3)压力测试:保证实际破坏一个应用系统时,系统不会崩溃。
1.3 现场总线虚拟实验客户端兼容性测试需求
(1)同低版本浏览器的兼容性:保证低版本向高版本兼容。(2)不同浏览器的兼容性:必须保证IE浏览器可以访问,Firefox建议可以访问。
2 现场总线虚拟实验软件测试方法选择
现场总线虚拟实验系统是由事件触发来控制流程的,事件触发时的情景便形成了场景,而同一事件不同的触发顺序和处理结果形成事件流。这种在软件设计方面的思想也可被引入到软件测试中,生动的描绘出事件触发时的情景,这样不仅有利于测试设计者设计测试用例,同时测试用例也更容易的得到理解和执行。场景是通过描述流经用例的路径来确定的过程,这个流经过程要从用例开始到结束遍历其中所有路径和备选路径。
因为基于Flex现场总线虚拟实验代码单元比较大,黑盒测试比白盒测试效率要高;因为测试人员在测试时不需要关心具体实现的细节;从用户的视角进行测试也容易被理解和接受;有助于暴露任何规格不一致或者有歧义的问题。因此把黑盒测试作为基于Flex现场总线虚拟实验的测试方法。
3 现场总线虚拟实验软件测试内容设计
3.1 现场总线虚拟实验功能测试内容设计
现场总线虚拟实验的功能测试主要是客户端的测试,包括:链接测试、元器件拖放测试、按键测试、连线测试、梯形图编程测试、IO配置测试。下面具体介绍各种功能测试的内容。
(1)链接测试。链接测试包括:确认是否能够到达链接页面;确认被链接页面是否存在;确认每一个页面至少被一个其它页面链接。
(2)元器件拖放测试。当用户进行实验时,需要将元器件拖放到实验操作台上,元器件拖放测试主要测试将元器件从器件库拖放到实验台是否成功。元器件拖放测试包括以下两点:此元器件是否可拖放;此元器件拖放的位置是否正确。BK模块IO模块的拖放如图2所示。
(3)按键测试。用户在进行实验的过程中,有些元器件如开关,实验台上的按钮需要鼠标点击触发开与关,在使用按键操作时,需要根据操作手册验证此按钮时点动式还是联动式,并确认其是否有效。
(4)连线测试。用户在实验时,当把所有元器件拖放到实验台上以后,需要对元器件进行连线。连线测试如图3所示。
(5)梯形图编程测试。用户在完成实验元器件的拖放和连线以后,需要用梯形图编程将相关的逻辑用梯形图的形式表现出来。
(6)IO配置测试。用户在完成梯形图编程以后,需要将梯形图编程的逻辑与具体的实验元器件绑定。这样才能通过梯形图编程最终控制元器件的工作状态。在IO配置测试的过程中,需要测试梯形图中元件的接口与实验台上的元器件接口能否关联。
3.2 现场总线虚拟实验性能测试内容设计
(1)连接速度测试:对于一般用户来说,连接速度是衡量一个系统好坏的最初标准。同样的上网方式,如果系统响应时间太长,用户很可能会离开。(2)负载测试:负载测试目的是测量系统在某一负载级别上的性能,以保证系统在需求范围内能正常工作。(3)压力测试:压力测试是指实际破坏一个应用系统,测试系统的反映,也就是测试系统会不会崩溃,崩溃时的系统所承受的压力状态。一般在表单、登陆和其他信息传输页面等区域进行压力测试。
3.3 现场总线虚拟实验客户端兼容性测试内容设计
(1)同低版本浏览器的兼容性。
为新版浏览器设计的网页如果在旧版的浏览器上是一团糟,则设计是失败的。如何使利用样式表设计的网页能被其它低版本浏览器兼容。
方法1:在类似的HTML标签上应用样式表。如果你想利用字重属性控制文字的加重显示程度,应该使用标签加入这种效果,这样一来,在所有的浏览器中都可以显示出文字的加重显示效果。尽量使用和CSS说明相应的HTML标签,以便在老的浏览器中也能达到新版浏览器相同的显示效果。
方法2:用HTML标签重复加入样式。如果你想确保使段落显示蓝色,那么你应该同时使用样式表属性和HTML标签设定段落的颜色。color:blue同时设定。如果你想使某要素居中,则同时使用text-align:center和
方法3:隐藏不想要的要素。如果你使用了大的装饰性的文字符号,而这个文字符号在老的浏览器中显不是很正常,你可以使用使它的要素同背景色相同,从而使得它在老的浏览器中被“隐藏”起来。
(2)不同浏览器的兼容性。
网页在不同浏览器的兼容性是一个很复杂的问题,只有通过不断的测试改进才能达到最好的效果。要做到100%的兼容,理论上不仅要求对编程人员根据不同的浏览器选用使用的方法,而且需要大量的重复性调试。同时,随着各种浏览器不断的退出新版本,在生产商趋于同一个标准的条件下,兼容性问题会得到很大的改善。有理由相信,在网页设计人员和浏览器生产商不断的努力下,浏览器兼容性将不再是制约虚拟实验网络教育的因素。
4 结语
本文阐述了现场总线虚拟实验软件测试的设计,详细介绍了现场总线虚拟实验的需求分析;软件测试方法的选择;软件测试内容的设计。对从事虚拟实验软件开发和测试人员有一定的帮助和指导作用。
摘要：虚拟实验相对传统实验具有更多的优点:使用不受时间、地点的限制;节约资源,不再需要提供专用的场地和计算机;受益面广,只要操作对象有上网的条件,都可以从中受益。鉴于此,虚拟实验室将可能取代当前传统的中学实验室,大学实验室,成为今后实验的发展趋势。本文以具体的实验现场总线实验为例从需求分析、软件测试方法选择、软件测试内容设计、软件测试用例设计四个方面对基于Flex现场总线虚拟实验软件测试设计做了详细的阐述。
关键词：现场总线,虚拟实验,软件测试
参考文献
[1] 朱少民.软件测试方法和技术[M].北京:清华大学出版社,2005.
[2] 史济民.软件工程原理方法与应用[M].北京:高等教育出版社,2001.
虚拟仪器技术测试分析论文范文第5篇
关键词：课程建设;教学改革;虚拟仪器技术
虚拟仪器技术是计算机技术、测试技术和通信技术等多门技术相结合的产物，是多门学科的最新技术的结晶，融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形化软件编程技术于一身，实现了测量仪器的集成化、智能化、多样化及可编程化，代表了未来仪器的发展方向，是未来测试领域中的主流技术，具有重要的实用意义。如何普及、提高虛拟仪器技术已经引起国内高校的普遍重视，各高校相关学科专业纷纷开设与虚拟仪器技术相关的课程并将相应的课程作为一门重要的课程进行建设[1-3]。
常熟理工学院从2011年开始开设了“虚拟仪器技术”课程，作为测控技术与仪器专业的一门核心课程，该课程主要是针对区域装备制造业企业对电子电气设备检测及产品测试岗位的需求，培养学生应用虚拟仪器技术构建基本测控系统，进行相关设备及产品测试的专业应用能力。针对“虚拟仪器技术”课程实践性、综合性、应用性强的特点，近几年来，我们按照应用型人才培养的目标，对该课程教学不断进行改革、探索和实践，取得了较好的成效。文章主要围绕优化课程教学内容、改进教学方法与教学手段、开展科技创新训练、创新课程考核方式等方面介绍了对“虚拟仪器技术”课程教学改革进行探索与实践过程中的工作与经验。
一、优化课程教学内容，培养学生应用能力
“虚拟仪器技术”课程是利用LabVIEW软件开发虚拟仪器的一门应用课程，本课程主要内容包括虚拟仪器的相关知识与LabVIEW入门，LabVIEW软件的程序结构、数组、簇和波形、图形显示、字符串和文件I/O、数据采集、数学分析与信号处理、LabVIEW程序设计技巧、仪器控制等[4-6]。“虚拟仪器技术”课程的基本任务是：通过本课程的学习，让学生学习和了解虚拟仪器的原理及开发技术，掌握虚拟仪器软件平台LabVIEW的基本编程方法及调试技术，基于虚拟仪器技术并结合多功能数据采集卡来完成相应的测控系统设计。
“虚拟仪器技术”课程教学内容改革的主导思想为：围绕区域装备制造业企业的电子电气设备检测及产品测试岗位对虚拟仪器技术的需求，课程教学内容由校企双方共同制定，注重模拟和利用行业企业真实的生产工作状况，与科学研究、工程实际和社会应用实践密切联系。以突出学生对测控系统的工程设计能力培养为主线，通过校企合作、教师科研成果向教学资源转化，以及学生创新成果向教学资源转化，提升课程建设水平。
因此在教学内容的安排上，需要对课程知识点进行了梳理，根据应用型人才培养要求，以工程实践能力培养为目标，以任务为导向，以项目为载体，将知识点融入到一个个具体的项目中去，形成教学模块。根据项目的难易程度，分成基础篇、设计篇和综合篇三大块内容。基础篇主要介绍虚拟仪器的相关知识、LabVIEW软件开发平台使用、典型测控系统构成等基础知识点，设计篇主要介绍LabVIEW软件开发平台编程方法与程序设计与调试，综合篇主要讲述基本测控系统设计概念，以常熟理工学院与依托企业合作完成的科研项目作为工程背景(即教学案例)，围绕虚拟仪器技术的典型应用(数据采集和仪器控制)提炼出多个典型工业应用案例，给出从硬件配置及接线到LabVIEW编程调试、整个系统的设计方案与实施过程及测控效果。调整后的每一个教学模块包括理论教学和实验教学两部分内容，知识目标和能力目标明确，具有较好的系统性和相对独立性，便于理实一体化教学的开展。
通过深化教学内容改革，优化教学内容体系，课程教学所用到的项目均源于依托企业提供的工业自动化实际应用或教师科研项目，具有很好的实际应用价值，项目之间既有关联又相对独立，并且具有行业针对性。所有的教学情境以真实测控对象为载体，解决了传统教学软硬件分离的问题，使得教学内容不仅仅局限于教材。采用演示——案例——互动教学法激发学生的学习兴趣与积极性。教学内容深入浅出，循序渐进，突出重点和难点。
二、改进教学方法与教学手段，引导学生自主学习
“虚拟仪器技术”课程是一门实践性很强的课程，其课堂理论教学与实践教学不可分割[7-10]，根据学生的认知规律和教学规律，课程在教学方法与教学手段上进行了以下的尝试。
(一)项目驱动法教学
教学内容以工程项目为教学主线，通过设计不同的教学项目，每个项目包含若干个任务，巧妙地将知识点和技能训练融于各个项目之中，各个项目按照知识点与技能要求循序渐进地编排，形成理实一体化教学模块。教学模块的目标明确可达，项目贴近实际工程，控制效果直观，项目驱动教学法明显提高了学生学习的积极性和参与度。
(二)案例分析法教学
充分利用常熟理工学院与美国国家仪器有限公司联合共建的先进测控技术联合实训中心和教师科研平台，采用研究性教学方法中的案例教学法和基于问题解决的学习方法，注重实践、科研和工程实际紧密结合，注重对学生理论知识应用能力的培养，以工程案例为主线，理论与实践相结合的教学方法，将科研成果引入“虚拟仪器技术”课程教学，创设与现实相近的教学情境。
在教师的指导下，根据教学目标，将教学与工程实践中的真实项目案例加以典型化处理，组织学生对案例进行思考、分析、讨论，引导他们进行自主探究性学习，培养独立思考和主动学习的能力。采用案例教学法充分调动了学生的学习积极性，使其思维空间得到开拓，提高了学习兴趣;同时，使学生学会用所学的理论知识，分析和解决实际工程问题。
(三)理论与实践一体化教学
对现有的理论教学和实验教学进行改革，把理论教学与实验教学环节整合在一起实施理论实践一体化教学。理论实践一体化教学在先进测控技术联合实训中心进行，教学过程中转变教师与学生的角色关系，强调充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位，通过设定教学目标和教学任务，让师生双方边教、边学、边做、边讨论，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。
(四)构建课程网络学习平台
依托学校的教学资源建成了“虚拟仪器技术”网络课程，把先进的信息技术手段应用到教学中。通过网络教学平台的使用，实现网上发布作业、网上答疑，学生很容易地与教师对课程学习中的问题，不受时空限制，进行远距离的交流。任课教师加强课间或课外与学生的交流，辅以网上答疑，不仅能够解决同学在学习中的疑问，通过个别交流还能了解学生对教学的个别需求，从而改进教学方法。
(五)重视多媒体课件的开发与应用
将任课教师的最新科学研究成果加以总结、提炼、制作成多媒体课件，以动画、图片、录像的形式充实到相应的课程章节中，极大的丰富了教学内容，使得课堂中看似复杂的理论知识与现实生活中的实例结合起来，以便于提高学生学习的兴趣，同时使学生能够及时获取最新的科研成果，拓宽本科生的知识面，为培养学生的创新思维打下良好的基础。通过实际工程背景和问题情境吸引并维持学生的兴趣，使他们积极寻找解决问题的方法，为他们将来进入社会更快地适应工作环境打下良好的基础。
三、开展科技创新训练，培养学生创新能力
为了鼓励和支持学生在课余时间参加开放式实验教学、科研和第二课堂活动，进一步加强素质教育和学生创新能力的培养，培养学生的实践能力和创新精神，课程不断探索学生创新能力培养新途径，规范有序地做好先进测控技术联合实训中心的开放工作，逐步形成高素質应用型创新型人才培养机制，以学生自主学习能力、工程实践能力、创新创业能力和大学生职业素养培养为核心，鼓励学生进行创新训练。
课程将兴趣小组、科技创新项目、学科竞赛三个不同层次的活动贯穿其中，为学生营造浓厚的科技文化创新氛围，全方位培养技能型、创新型人才。
按照实验室设备资源分为数据采集组、网络通信组、机器视觉组、机械臂组与机器人组共五个兴趣小组。学生针对自身的兴趣爱好选择进入实训中心的相关的兴趣小组。
1. 数据采集组：借助于ElVIS和nextboard平台完成对各种模拟信号和数字信号的采集，针对实际的应用场合，构成具有特定功能的监测系统。
2. 网络通信组：借助于nextboard平台，配以WiFi模块、GPS模块、GPRS模块、物联网模块开展研究。如：基于物联网的智能家居系统设计与制作，基于WiFi的遥控飞行器、数据采集，基于GPS的盲人导航仪设计，基于gprs的无线安全报警系统的设计等。
3. 性能测试实训系统、机器视觉实训系统、工业先进生产线实训系统开展研究。如：基于LabVIEW的PCB板实时性能检测系统设计，基于机器视觉的农产品、商标等的检测等。
4. 机械臂组：六轴机械臂的空间轨迹优化、物品抓取等。
5. 机器人组：借助于实验室Nao机器人，对机器人的感觉、思考、互动、控制、移动、自主进行学习，实现机器人的视觉追踪、抓取及全身动作、导航定位、与人互动等。
课程积极支持学生开展大学生科技创新训练计划，学生参加科技创新活动踊跃，获得的科技成果多。
定期举办校级虚拟仪器大赛，为学生提供挑战自我、激发创新的平台。从校级虚拟仪器大赛中涌现出很多精彩的学生作品，这些作品被充实到教学资源库中;此外，通过大赛，还选拔了优秀学生参加校外的各项赛事如江苏省虚拟仪器竞赛，全国虚拟仪器大赛等赛事，学生在各类赛事中取得了优异的成绩。
四、创新课程考核方式，促进学生全面发展
推进教师辅导和学生自主学习相结合的课程学习方式。选拔优秀学生进驻先进测控技术联合实训中心进行自主学习，对于常驻学生，要求他们按先进测控技术联合实训中心常驻学生专业知识与能力一体化训练大纲要求设计实际作品对“虚拟仪器技术”课程进行学分抵修。考核方式以提交设计作品和设计报告的形式体现，学生所提交的作品要涵盖该课程知识点的60%以上(由答辩老师认定)，并且还应接受该课程建设小组的现场答辩，给出的成绩作为其该课程的最终成绩。先进测控技术联合实训中心常驻学生必须在本课程开课学期前结合先进测控技术联合实训中心提供的设备设计与提交一个包含课程主要训练内容的系统作品的详细实施方案(作品名称与形式可以自拟，但不能包括游戏类作品，所提供的材料包括提供15页以上的设计报告与软件)方能抵修本门课程。系统功能实现必须涵盖了本门课程常规教学大纲要求的主要知识点。具体步骤如下：
(1)学生填写学分抵修申请表;(2)提交设计作品和设计报告;(3)平台负责人提出初步意见，对作品做出真实、科学评价;(4)学院教学副院长、行政副院长召集课程建设小组成员对其进行现场答辩，按满分100分给学生评价本门课程的最终分数，具体评分标准如下：针对学生训练内容及本门课程的常规教学大纲要求提出3道应知应会必答题，总分共30分，若得分低于18分，学生将不能抵修本门课程;针对学生提交的作品进行答辩，共70分。(5)学院教学委员会进行审批;(6)学院网站公示抵修通过名单，并报学校教务处备案。
近三年来，来自先进测控技术联合实训中心的40位学生通过在实训中心一年多的自主学习与创新，已熟练掌握了“虚拟仪器技术”课程教学大纲中要求的知识，最终在现场作品演示与介绍环节里，分别提供了温度采集与控制、基于LabVIEW的多功能点菜机、多功能智能电梯、基于LabVIEW虚拟触摸屏设计与基于LabVIEW的实验室考勤管理系统等优秀创新成果，获得了专家评委与现场学生的高度评价，最后经过现场提问答辩等环节，由专家评委打分，顺利获得了“虚拟仪器技术”课程的学分。
针对不是常驻先进测控技术联合实训中心进行创新训练的学生，改革考核方法，注重过程性评价。“虚拟仪器技术”课程的学生总成绩由平时成绩、实验成绩和期末成绩三部分组成，其中平时成绩占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的30%，期末成绩占总成绩的50%。平时成绩由平时作业(占40%)、网络课程自主学习(占20%)、上课考勤(占15%)、课堂完成项目情况(占25%)综合评定。本课程的期末成绩采用试卷(开卷、笔试与机考)考核方式来评定给出分数。这样，能够较为全面地评价学生的综合素质，避免了学生平时不努力、考前突击应付的现象。开展课堂教学方法和考核方法改革，采取集中考核和过程考核相结合、理论考核与实践考核相结合的综合考核方式改革。
五、结束语
根据“虚拟仪器技术”课程的教学要求，文章以工程实践能力、创新能力和自主学习能力培养为核心，分别从优化课程教学内容、改进教学方法与教学手段、开展科技创新训练、创新课程考核方式四个方面对该课程的教学进行了探索和实践。近三年来的教学实践结果表明：理实一体化教学模式和项目教学法的采用，学生学习的积极性和主动性大大增强;实践平台的开放和贴近工程实际的测控对象的引入给学生提供了很好的工程实践平台，学生的工程设计与应用能力得到了很大的提高;形式多样、客观、灵活的考核和评价机制促进了学生个性和创新能力的发展。教学成效在近三年来学生的科技创新、学科竞赛和LabVIEW 助理开发工程师认证(CLAD)中得到了充分体现，以常熟理工学院测控技术与仪器专业为例，2010级、2011级和2012级测控技术与仪器专业学生共获得9项省级或校级科技创新项目，参与学生40人次;在第二届江苏省虚拟仪器竞赛中，获得了1项一等奖、1项二等奖、5项三等奖的优异成绩，参与学生22人次;在第三届全国虚拟仪器大赛中，获得了1项二等奖的好成绩，参与学生5人次。近三年来共有50多位学生通过本课程的学习，获得了美国国家仪器有限公司的 LabVIEW 助理开发工程师认证。
该课程在历年学生评教中，学生都充分肯定了教師的教学水平，教学评估成绩都为优秀。学生普遍反映课程教学方法灵活、教学手段先进，教学内容能反映技术发展最新成果、学生自主学习兴趣较浓厚。
实践证明理实一体化教学是一种行之有效的方法，能提高学生解决问题和工程实践的能力。但实施过程中还存在一些问题，如：教学项目设计还需进一步完善，使之能更符合企业的需求;团队协作能力如何能更有效地进行评价等。这些问题还需要教学团队在后续教学中摸索改进，从而进一步提高教学质量。
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虚拟仪器技术测试分析论文范文第6篇
摘 要：现随着社会科学技术的进步，社会经济水平的发展，高科技产品的不断出现，一种符合大众需求的现代化测控技术随之产生，这是一种以电子信息的检测、控制为基础，构建在计算机信息资源上的高新技术。其应用领域包括计算机、电子信息、网络监控等，对于国家各方面产业的发展都起着重大作用。由于国家大力开展对现代高科技的使用，对现代测控技术的推广也有着良好的促进作用，人们会慢慢认识到现代测控技术对人类生活各方面的影响及作用。
关键词：测控技术；发展；现状
一、现代测控技术的特点
现代测控技术的特点可以概括为：智能化、数字化、网络化。
（一）智能化现代测控系统中应用的仪器仪表都是智能化的仪器，以微处理器为基础，具有方便使用、灵巧、多功能等特点。随着微电子技术的发展和更多的人工智能的不断引入，智能化仪器的计算能力和计算方法将得到大大增强。
（二）数字化数字化在测控领域中的应用主要体现在：控制器到远程终端设备的数字化控制，传感器的数字化控制，通信、信号处理等过程的数字化控制等。
（三）网络化传感器技术、测控技术、计算机技术与网络技术的结合，使分布式、网络化的测控系统的组建变得十分便捷。随着计算机网络技术的迅猛发展及其他相关技术的不断完善，使得计算机网络的规模更加庞大，其在航空航天、气象、通信和国防等领域的应用也更为广泛。
二、现代测控技术的广泛应用
正如计算机信息科技步入各行各业、千家万户一样，现代测控技术也已经在国民经济各部门得到了广泛应用。自进入二十一世纪以来，现代测控技术已经在新型传感器、航空航天以及农业发展等领域取得不菲成绩。
（一）新型传感器的大规模利用
新型传感器作为现代测控技术的主要产物，在传统的物理、化学因素基础上，高度融合了计算机技术和智能网络技术，其监测范围已经波及到社会生产、生活的诸多方面。例如，CCD图像传感器可以监测火车轴承滚子的表面缺陷，磁性传感器能够测控转速、风速、流量等因子，集成传感器则可以用于温度、压力及视觉测量等方面。现代测控技术造就了各类新型传感器，为国家经济发展、国防建设、城市管理等提供了优秀技术支持。
（二） 航天航空事业的飞速发展
众所周知，近年来中国在航空航天方面取得了显著成就，这离不开现代测控技术的鼎力支持。现代测控技术能够实时监测航空器的外部运行轨道数据、航天器内部工作数据以及宇航员的生理状态数据，并且将高效数据整合分析结果传输给宇航控制中心，为控制中心调整飞行策略、改进设计提供可靠数据理论保障。
（三）大规模机械农业的快速崛起
从世界范围内来看，农业生产正在向大规模、集成化、现代化发展模式迈进，大规模的机械化农业生产已经逐步推广开来。现代测控技术在农业发展中得到了广泛利用。例如，在粮食仓储空间内安装温度湿度测控装备，一旦监测数据超过预期规定就触发报警装置，报警装置连结自动化除湿保温装置，及时化解粮食仓储的自然风险。同时，测控技术能够随时收集有利用价值的生产数据，真正实现农业生产的数据化管理。
三、测控技术的未来发展趋向
目前，计算机科技已经成为测控技术的中流砥柱，而网络技术也将逐步介入到测控技术的发展核心。同时，伴随人工智能技术的引进，现代测控技术在追求测控仪表智能化的基础上，还要探寻更为广阔的完善平台。简而言之，现代测控技术的未来发展应当向开放化、标准化、网络化趋向迈进。
（一）以开放化发展为前提
现代测控技术的未来发展，首先需要以高度开放为前提。测控技术是一门实用性极强的科技，在工业、农业乃至第三产业的发展中都有所应用，其未来发展也必然会面临更加开放的前景。一方面，科学技术成果的开放性利用，是现代测控技术发展的重要举措。开放化的科学技术吸收可以为测控技术发展提供源源不断的内在动力；另一方面，测控技术应用渠道的开放，将极大提升其应用程度和水平。
（二）以标准化发展为契机
随着经济全球化的发展，测控技术作为工业工程的显著要素，逐渐走入国际技术大融合的轨道。但目前，各国测控技术发展水平参差不齐，所采用的数字化测控标准也不一而足。因此，现代测控技术需要制定完善的标准体系，采取标准化发展模式。这样才能使测控技术充分汲取世界范围内的优良成果，以完善自身缺陷。
（三）以網络化发展为平台
网络技术的迅猛发展，为诸多科学技术提供了全新发展平台，测控技术也不例外。网络滋生了大规模数据资源，形成了庞大的网络信息系统。现代测控技术的发展，需要有强大的数据资源库作为测试支撑。因此，网络化发展能够为测控技术更新升级提供实质性的资源帮助。同时，测控技术的网络化发展，能够拓宽测控应用范围，简化测控应用流程。因此，不久的将来，测控技术必将以网络化发展为平台，进入智能测控的新天地。
四、结束语
随着计算机技术的发展，各领域逐渐开始采用以信息的获取与应用为中心的方式，以实现工业生产、仪器仪表的自动化控制。同时，数据处理技术、信号传感技术、计算机控制技术等先进技术也在飞速发展，促使现代测控技术发生深刻的变化。现代测控技术的未来发展将朝着智能化、系统化、标准化及系统功能的综合性等趋向，并更加的开放化、标准化，为促进技术水平的提高做出巨大的贡献。
参考文献：
[1]吕辉.现代测控技术[J].安电子科技大学出版社，2010.
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