汽车检测技术课程实验虚拟仪器研究.doc

1、 1 汽车检测技术课程实验虚拟仪器研究 摘要：本文在分析了高校课程传统实验特点的基础上，引入虚拟仪器在汽车检测技术课程实验中的应用，给出了实例，将虚拟实验与传统实验相互对比，验证虚拟仪器在实验教学中的优越性。 Abstract： In this paper， on the basis of analyzing the traditional experimental characteristics of college courses ， virtual instrument is introduced to the experiments of automotive detection te

2、chnology course， examples are gave， the virtual experiment and traditional experiment are compared to prove the superiority of virtual instrument in the experimental teaching. 关键词：课程实验； LabVIEW；汽车检测；发动机 Key words： experimental course； LabVIEW； automotive inspection；engine 中图分类号： G640 文献标识码： A 文章编号：

3、1006-4311（ 2013）06-0254-02 1 传统实验教学 在理工科的教学中，实验一直占据着一定的地位，而且是理科教学过程中一个重要的环节，有很多的课程都是在教学实验的基础上开展的。实验对于教学的重要性体现在很多方面，实验能够进一步的巩固学生所学的理论知识，并加深理解，能增加学生对于学习的兴趣，在实 验中自己动手，2 对于学生的实践能力也有很好的提升作用，另外也有利于学生在实验中培养发现分体，分析问题并自主解决问题的能力。在我国发展素质教育的今天，实验在教学中的地位会更加巩固，另外实验条件也是反映办学水平和科研水平的重要标志之一。 目前大多数高等工科院校依然沿用着传统的实验教学方法

4、，课程实验以演示实验、验证实验的实验形式出现居多。传统的实验教学使用实物仪器，实验内容和实验设备依附于理论课程进行划分。课程实验侧重于理论的验证和模仿训练，实验内容千篇一律，容易将学生的思维限定在一个狭窄的范围内，缺乏对学生 创新意识的培养和综合能力的提高，同时各实验室和实验内容较难形成一个系统的整体。这些在很大程度上制约了实验教学的发展和人才培养质量的提高。究其原因，不能不说在科技迅猛发展的今天，以教育有限的投入无法满足实验设备价格昂贵、更新速度快的要求，是其最根本的原因。这就要求从事实验教学研究的工作者，开发能够满足现代实验教学要求、物美价廉的实验教学仪器，以提高实验教学水平，培养高素质的

5、适应时代要求的合格人才。 2 汽车检测技术虚拟仪器实验教学 汽车检测技术课程实验具有非常强的实践性，该实验环节可服务汽车服务工 程专业的汽车诊断与检测技术、汽车电器与电子等课程。从培养学生动手能力、创新能力，提高学生综合素质出发，实验模式应在演示型实验系统教学的基础上，逐渐过渡到自主、探究性型和设计型实验系统教学。按照学生能力形成的不同阶段，在实验教学中分层次教学。在培养学生实验基础知识、基本方法和基本技能的同时，更加注重培养学生运3 用所学知识分析、解决实际问题的基本思维和基本能力，引导学生系统学习科学研究与工程实现方法。自主、探究性型和设计型实验教学属于开放性的实验模式，对实验设备和实验项

6、目的开放性较大，需要投入大量资金购买 大量先进的实验教学设备，满足学生实验要求。 汽车检测技术虚拟仪器实验充分体现了自主、探究性开放式实验模式的特点。它可在现有实验设备的基础上搭建硬件平台，然后利用虚拟仪器LabVIEW2010 软件，创建一个测试速度快、实时性好、具有良好人机界面、开放性和灵活性好的虚拟仪器实验环境。学生可通过数据采集对汽车相关部件进行实时检测与监测，也可通过输入输出设备操作虚拟环境中的实验仪器，模拟实验过程、观察实验现象、探索实验规律。同时还能将多个实验项目集成在一个平台，利用 LabVIEW 的网络模块可实现联网 操作。虚拟仪器用于汽车检测实验可激发学生的学习兴趣，开阔思

7、维，提高教学效果，同时也弥补了传统汽车检测实验需要大量的仪器设备，不同的性能测试所需仪器各不相同，通用性、操作性差，不能现场进行数据处理，价格昂贵的弊端。 3 虚拟仪器 LabVIEW 软件开发平台简介 美国国家仪器公司（ National Insruments Crop，简称 NI）于 1986年提出了虚拟仪器的（ VI）概念， LabVIEW 是 NI 公司推出的一种基于图形化编程语言的虚拟仪器软件工具（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工程平台），是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言。 LabVIEW

8、 与传统的编程语言相比，采用图形化编程方式可以节约使得计算机和网络技术得以长驱直入 80%的程序开发时4 间，而且运行速度和实时性几乎不受影响。 LabVIEW 内部集成了大量的生成图形界面的模板与丰富的网络技术，易于实现汽车检测实验系统的网络化，使更多的学生能通过网络进行实验的监控，获得实验资源共享。同时LabVIEW 模块化的特点利于提高软件系统开发效率，可实现程序的重用，具有良好的可 扩展性和交互性，有利于设计开放的控制系统实验平台。支持可执行代码的生成，便于在不同平台上移植。虚拟仪器总体结构框图如图 1。 4 虚拟仪器在汽车检测技术课程实验中的应用 汽车的许多参数大多数是非电量。非电量

9、的检测需要采用电测量方法进行，也就是先要将非电量转变为电量，然后经过信号调理电路等一系列的处理，将非电量的参数显示出来。 下面以虚拟仪器在汽车发动机负荷性能检测实验中的应用为例说明。该实验系统利用虚拟仪器 LabVIEW软件平台，结合实验室现有的发动机台架进行实验系统硬件装置设计。根据实验系 统的实际需要，系统硬件部分主要选用了磁敏转速传感器、高温型温度传感器、 LC0201-2 信号调理器、 PCI6014 数据采集卡，实验系统硬件装置结构框图如图 2 所示。 为了便于学生能直观地观察到实际数据，培养学生自主、探究性实验素养，增强实验开放性，实验程序应采用模块化设计。实验系统程序结构框图如图

10、 3 所示。 汽车发动机负荷性能检测实验可对发动机的实时转速、实时转矩以及燃油消耗量等参数进行测试。由于 LabVIEW 的界面形象直观，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等，学生在实验过程中，可直观地观察到5 相 关的性能曲线。实验系统可记录下学生选用的实验参数，也可在脱离实验设备实物的情况下，由仿真系统生成实验数据。实验完成后，在实验记录册上填入实验数据，生成打印数据和查阅的实验报告。 5 结束语 实践结果表明，虚拟仪器软件平台应用在汽车检测技术课程实验中，可以很好地将虚拟仿真实验教学与传统实验教学有机结合，既增强了学生对基本知识的学习理解能力，提高了学生的基本功训练，又让学生掌握了先

11、进、高效的实验手段，实现优势互补。虚拟仪器用于汽车检测技术实验，可实现模块化，开发性好，节约成本的同时提高了教学效果。 参考文献： 1严一平 .虚拟仪器技术和发展趋势 J.上海计量测试， 2005，（ 3） . 2汪立民，余永生 .基于 LabVIEW 虚拟仪器在汽车试验中的应用J.2002，（ 5） . 3仇成群 .LabVIEW 在汽车电子虚拟实验教学中的应用 J. 仪器仪表用户， 2011，（ 6） . 4陈树学，刘宣 . LabVIEW 宝典 M.电子工业出版社， 2011. 5Tsvetozar Georgiev， A Virtual Instrument for Automobiles Fuel Consumption InvestigationJ ， International Conference on Computer Systems and Technologies， 2006. 6钱向明，徐澍敏 .基于虚拟仪器的混合动力汽车试验台架研究 J.拖拉机与农用运输车， 2009，（ 8） .