淺談使用虛擬儀器技術(shù)在中職電工電子實(shí)訓(xùn)中的運(yùn)用

（江蘇省溧水中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 溧水 211200）

根據(jù)《教育部關(guān)于以就業(yè)為導(dǎo)向，深化高等職業(yè)教育改革的若干意見》中提出的“高等職業(yè)院校必須把培養(yǎng)學(xué)生動手能力、實(shí)踐能力和可持續(xù)發(fā)展能力放在突出地位，促進(jìn)學(xué)生技能的培養(yǎng)”精神。常規(guī)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室需要滿足基本操作技能和二十幾類實(shí)用新型電路的制作、調(diào)試，使學(xué)生掌握電子產(chǎn)品的制作調(diào)試的需求。最終使得學(xué)生學(xué)會閱讀電路原理圖和PCB 圖，熟悉常用電子元器件的選擇、測試，掌握焊接和電路組裝工藝技能（設(shè)備中配置二十幾套特制實(shí)訓(xùn)電路板和相應(yīng)電路元器件），并能處理安裝調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。

實(shí)訓(xùn)電路中涵蓋開關(guān)、音頻、信號發(fā)生、計(jì)數(shù)、譯碼、顯示、測量、控制等實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。基本實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括：電工技能實(shí)訓(xùn)通過安全用電，常用工具及儀表的使用，電工基本技能訓(xùn)練，電動機(jī)的安裝、維護(hù)與故障處理，電動機(jī)基本控制線路的安裝、調(diào)試維修，常用生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路的故障分析與處理等項(xiàng)目系統(tǒng)訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)室主要構(gòu)成包括：輸入電源（三相四線電源，輸入電源指示燈）、電源輸出（有嵌入式保險(xiǎn)盒和漏電開關(guān)二級保護(hù)功能和應(yīng)急開關(guān)）、監(jiān)視電壓表、三相電源輸出、0-220V電源輸出、可調(diào)交直流電源（一臺0.5KVA 單相調(diào)壓器，輸出0-240V 交直流電源，電壓輸出有表指示）、固定直流穩(wěn)壓電源（輸出電壓5V，輸出電流最大500mA）、恒流穩(wěn)壓電源、單次脈沖源、函數(shù)信號發(fā)生器、音頻功率放大器、智能型直流電流表、變壓器、直流電動機(jī)等等。再加要滿足多個(gè)班級的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)需求，總體造價(jià)偏高，另外設(shè)備的維護(hù)、損耗費(fèi)用也不小。而且這樣的投入還不能滿足后續(xù)其他課程的需要，設(shè)備需要多次重復(fù)投入和升級。

職業(yè)教育的目的是獲得過硬技術(shù)應(yīng)用的能力培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)人才，用人單位也經(jīng)常反應(yīng)我們的畢業(yè)生動手能力出眾，但理論研究及技術(shù)開發(fā)能力嚴(yán)重不足。因此沿用傳統(tǒng)教學(xué)方法是行不通的，必須嘗試新的教學(xué)方法和手段。而虛擬技術(shù)恰好可以彌足中職校在電工電子專業(yè)因各種條件缺乏而造成的不足。

虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個(gè)集成的軟硬件概念。美國國家儀器公司NI提出的虛擬測量儀器概念，使得計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來，從而開創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河。其具有性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開發(fā)時(shí)間少，以及出色的集成性這四大優(yōu)勢。

虛擬儀器技術(shù)綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)和軟件工程方法，代表了測量儀器與自動測控系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。通過學(xué)習(xí)運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)的代表軟件-LabVIEW,使學(xué)生初步掌握在通用計(jì)算機(jī)平臺上，根據(jù)測試或控制任務(wù)的需要來定義和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的測試與控制功能，既充分利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。又通過模擬、仿真彌補(bǔ)了設(shè)備的不足。

虛擬儀器技術(shù)利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。通過該技術(shù)將集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界的信號進(jìn)行連接，通過數(shù)據(jù)分析獲取信息。通過數(shù)據(jù)共享使得成果在較大范圍內(nèi)進(jìn)行傳播，又提高了生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們中職階段電工電子實(shí)訓(xùn)絕大部分需要，同時(shí)也使用與計(jì)算機(jī)、機(jī)電一體化部分實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

無論是初學(xué)者還是經(jīng)驗(yàn)豐富的程序開發(fā)人員，虛擬儀器在各種不同的工程應(yīng)用和行業(yè)的測量及控制的用戶中廣受歡迎，這都?xì)w功于其直觀化的圖形編程語言。就中職電工電子專業(yè)而言，LABVIEW主要可以用在以下幾個(gè)方面：

1.測試測量：LABVIEW最初就是為測試測量而設(shè)計(jì)的，因而也就在測試測量領(lǐng)域擁有最豐厚的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。目前，主流的測試儀器及數(shù)據(jù)采集設(shè)備都擁有專門的LabVIEW驅(qū)動程序。使用LabVIEW可以便捷地操作這些硬件設(shè)備。同時(shí)，用戶通過各種適用于測試測量領(lǐng)域的LabVIEW工具包，有時(shí)只需簡單地調(diào)用幾個(gè)工具包中的函數(shù)，就可以組成一個(gè)完整的測試測量應(yīng)用程序。

2.控制：控制與測試是兩個(gè)相關(guān)度非常高的領(lǐng)域，測試起家的LabVIEW首先拓展就至控制領(lǐng)域。LabVIEWDSC是專門用于控制領(lǐng)域的模塊。工業(yè)控制常用的設(shè)備通常都帶有相應(yīng)的LabVIEW 驅(qū)動程序。使用LabVIEW可以非常方便的編制各種控制程序。

3.仿真：LabVIEW 包含了多種數(shù)學(xué)運(yùn)算，特別適合進(jìn)行模擬、仿真等工作。在測試機(jī)電設(shè)備之前，先用LabVIEW搭建仿真原型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，找到潛在的問題，減少不必要的設(shè)計(jì)返工環(huán)節(jié)。

此外LabVIEW還被廣泛運(yùn)用于兒童教育，特別適合幼師專業(yè)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)類專業(yè)使用。由于圖形外觀漂亮，容易吸引兒童的注意力，所以LabVIEW非常受少年兒童的歡迎。對沒有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的兒童而言，可以把LabVIEW看成是一種特殊的“積木”：把不同的原件搭在一起，就可以實(shí)現(xiàn)自己所需的功能。著名的“樂高積木”使用的就是LabVIEW編程語言。

結(jié)束語

虛擬儀器是今后儀器儀表、測試控制研究與發(fā)展的方向，用LabVIEW 作為軟件開發(fā)平臺，降低了開發(fā)難度，界面友好，功能強(qiáng)大，且擴(kuò)展性好?？傊?，虛擬儀器有強(qiáng)大的功能，它強(qiáng)調(diào)“軟件就是儀器”，用軟件代替硬件，易開發(fā)、易調(diào)試，可有效節(jié)約資金。我們要緊跟時(shí)代的發(fā)展，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真探索，用于實(shí)踐，切實(shí)做好電工電子的課程改革，不斷提高教學(xué)的質(zhì)量。LabVIEW應(yīng)該值得在中職專業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中大力推廣。

[1]孫守霞，孫海英.淺談多媒體在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國信息技術(shù)教育，2009，（8）.

[2]張宏，曹偉.淺談電工電子教學(xué)中學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)[J].科技信息，2008，（10）.智能儀器