于廣艷
【摘要】 虛擬儀器是利用軟件技術(shù),搭建模擬平臺,利用虛擬儀器,學生可以在計算機上完成實驗操作,既能使學生熟悉實驗過程,也有助于提高學生的實踐技能。因此,在高校中虛擬儀器得到了廣泛應(yīng)用,一方面解決了硬件器材不足,另一方面可以更好地滿足學生完成實驗的要求。虛擬儀器在高校中的應(yīng)用作用是巨大的,但通過虛擬儀器完成的實驗與在真實硬件環(huán)境下完成的實驗也是有一定差別的。本論文主要從虛擬儀器的構(gòu)成,分類及特點,虛擬儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展,虛擬儀器在教學系統(tǒng)中的應(yīng)用等方面,闡述虛擬儀器的發(fā)展趨勢,希望可以為研究虛擬儀器的學者提供一定的理論參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】 虛擬儀器 模擬平臺 實驗操作 發(fā)展趨勢
一、虛擬儀器的構(gòu)成、分類及特點
1.1虛擬儀器構(gòu)成
虛擬儀器主要由硬件和軟件構(gòu)成,其中硬件是虛擬儀器的基礎(chǔ),主要由電路板和計算機兩部分組成;軟件是虛擬儀器的核心,在具體利用虛擬儀器進行工作的過程中,主要是通過軟件完成基本操作的,進而達到實驗的目的,在一定程度上能提高實驗效果,并最終完成實驗。
1.2虛擬儀器分類
虛擬儀器在使用過程中,通常分為PCI總線--插片型虛擬儀器、并行口式虛擬儀器、GPIB總線方式虛擬儀器、VXI總線方式虛擬儀器和PXI總線方式虛擬儀器。每種類型的虛擬儀器都有自身的特點及功能,在實際應(yīng)用過程中,應(yīng)選擇適宜的虛擬儀器。
1.3虛擬儀器特點
由于虛擬儀器在使用過程中具有以下主要特點:性能高、拓展性強、應(yīng)用性強、開發(fā)時間短等,虛擬儀器在使用過程中,具有一定的應(yīng)用價值。無論是在企業(yè)還是高校的實際應(yīng)用中,在一定程度上可以解決硬件儀器不足的缺陷,解決一定的實際問題。各個行業(yè)應(yīng)用虛擬儀器解決實際問題,已經(jīng)成為社會發(fā)展需求。
二、虛擬儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展
2.1虛擬儀器的現(xiàn)狀
虛擬儀器的硬件平臺、軟件技術(shù)在應(yīng)用過程中不斷地快速發(fā)展。目前的硬件技術(shù)主要包括:模擬儀器技術(shù)、數(shù)字化儀器技術(shù)、智能化儀器技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)。從發(fā)展路線來看,虛擬儀器有兩個發(fā)展方向:一個是高性能,低成本的發(fā)展方向,即PC插片→并口式→串口USB式;另一個是高精準度、高速和大型自動化的設(shè)備發(fā)展方向。
軟件技術(shù)是其核心,一般都是根據(jù)軟件需要,結(jié)合虛擬儀器方向,由軟件工程師利用程序設(shè)計語言進行編寫程序進而控制,操作人員只要知道具體操作步驟,把需要的連接線按要求進行連接,最終利用計算機進行有效控制,就可經(jīng)達到實驗的預(yù)期效果。
2.2虛擬儀器的發(fā)展趨勢
虛擬儀器的發(fā)展依靠計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展。虛擬儀器的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛,現(xiàn)在很多企業(yè)都在發(fā)展虛擬儀器,很多企業(yè)都在使用虛擬儀器。虛擬儀器主要應(yīng)用在監(jiān)控、遠程教育、工業(yè)控制、電力系統(tǒng)、航空航天等領(lǐng)域。
另外,虛擬儀器在自動化系統(tǒng)、石油化工等領(lǐng)域的應(yīng)用,促使了虛擬儀器的快速發(fā)展,虛擬儀器自動化生產(chǎn)將成為重點研究領(lǐng)域,能為更多的企業(yè)進行服務(wù),提高企業(yè)工作效率,減少企業(yè)投資成本。
三、虛擬儀器在教學系統(tǒng)中的應(yīng)用
虛擬系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域很廣,在虛擬儀器不斷發(fā)展過程中,虛擬儀器會在各個行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,取得一定效果。
虛擬系統(tǒng)在高校教學中的應(yīng)用,在一定程度上解決了高校硬件資源不足的問題,減少了高校對硬件的投資,提高了學生的實踐技能。例如,學生在電工電子基礎(chǔ)實驗過程中,完全可以通過虛擬儀器,在計算機中進行實驗,根據(jù)教學中的實驗步驟,在教師的指導(dǎo)下,可以順利完成實驗,并且能取得與真實實驗相同的實驗效果,實驗數(shù)據(jù)。但通過虛擬儀器完成的實驗沒有真實感,學生沒有看到真實的元器件,學生在實際操作過程中,也會出現(xiàn)一定的問題??紤]到這個問題,建議學生首先利用虛擬儀器完成基礎(chǔ)實驗,對實驗的過程有一定的基礎(chǔ),進而再進行真實實驗,這樣更有助于提高學生的實驗效果,加深對理論知識的更深一層的了解,達到了理論與實踐相結(jié)合的要求,也符合現(xiàn)代高校發(fā)展的需要,也有利于高校的進一步發(fā)展。
總之,虛擬儀器的應(yīng)用前景是廣泛的,其應(yīng)用領(lǐng)域也會越來越廣,在計算機技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)的快速發(fā)展過程中,虛擬儀器的硬件技術(shù)會不斷更新與發(fā)展,軟件技術(shù)也會更加完善,虛擬儀器的智能性必將越來越高,其應(yīng)用前景是美好而廣闊的。
參 考 文 獻
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