模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)中的作用

劉華勇 鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校

模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)中的作用

劉華勇 鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校

隨著科學(xué)的發(fā)展，模擬仿真技術(shù)漸漸地走向多所高校，以此滿足人類復(fù)雜多變的需求。傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)將逐漸被模擬仿真技術(shù)所取代，因?yàn)槟M仿真技術(shù)是依托于最新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，技術(shù)更加精湛，為電子電工教學(xué)打開(kāi)新的歷史篇章，促使電子電工的實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。本文主要列舉電子仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)及模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐。

模擬仿真技術(shù) 電子電工實(shí)驗(yàn) 作用

虛擬仿真技術(shù)之所以得到快速發(fā)展，是由于虛擬仿真技術(shù)自身發(fā)生的作用來(lái)決定的，其實(shí)仿真技術(shù)就是建立逼真的模型，并在模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以便于分析電子電路發(fā)生的狀況。以往的電子電工實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)今的模擬設(shè)備不同之處就在于，前者大多依賴于硬件設(shè)備，進(jìn)行單項(xiàng)傳遞數(shù)據(jù)，結(jié)果比較單一，也不夠靈活，速度慢。而后者是以信息數(shù)據(jù)和電子信號(hào)來(lái)接納不同型號(hào)和格式，處理數(shù)據(jù)速度非常快，從而在運(yùn)行過(guò)程中，各類電器元件消耗的相應(yīng)也就少。

1 電子電工實(shí)驗(yàn)中模擬仿真技術(shù)的作用

1.1 保障了學(xué)生以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全

由于學(xué)生對(duì)電子電工實(shí)驗(yàn)操作并不熟練，在操作過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，造成數(shù)據(jù)本身的錯(cuò)誤事小。嚴(yán)重的是造成的電子元器件的損壞，危及操作人員的生命安全。而模擬仿真軟件可以彌補(bǔ)這方面的不足，模擬仿真軟件是讓實(shí)驗(yàn)操作員，收集信息數(shù)據(jù)并且直接在仿真軟件中分析處理，以此控制各類數(shù)據(jù)，得出較為準(zhǔn)確的方案。

1.2 降低了教學(xué)成本，提高了實(shí)驗(yàn)效率

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是使用由廠家提供的硬件設(shè)備，這些硬件設(shè)備體積龐大，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作之前，需要教師準(zhǔn)備好做實(shí)驗(yàn)需要的設(shè)備，操作完之后，教師還需要清點(diǎn)實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量，這大大消耗了人力，財(cái)力，而模擬仿真技術(shù)由于其自身就提供了大量的設(shè)備和軟件，從根本上節(jié)約了這一系列步驟。從而教師和學(xué)生把時(shí)間放在教學(xué)過(guò)程中，自然而然提高了學(xué)習(xí)效率，降低了教學(xué)成本。

1.3 能仿真實(shí)際中不能完成或比較難完成的實(shí)驗(yàn)

在傳統(tǒng)的電工實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)操作出現(xiàn)了問(wèn)題，或者實(shí)驗(yàn)器材本身出現(xiàn)了故障，實(shí)驗(yàn)員常常需要準(zhǔn)備好相應(yīng)的元器件來(lái)處理問(wèn)題，一般是可以找到原因的，只是耗時(shí)較長(zhǎng)。模擬仿真實(shí)驗(yàn)操作會(huì)比較簡(jiǎn)便，只要把關(guān)鍵的元器件參數(shù)改變一下數(shù)值，便可以模擬出元器件出現(xiàn)的故障會(huì)帶來(lái)哪些問(wèn)題。

1.4 能彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室中實(shí)驗(yàn)元器件的不足

在傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)室，許多實(shí)驗(yàn)元器件都由廠家提供，元器件的數(shù)量和種類都非常有限，因此僅僅憑借現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)元器件很難解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題。但仿真軟件不同，它足夠滿足實(shí)驗(yàn)時(shí)所需要的元器件，即使找不到，我們可以用仿真軟件里的建庫(kù)功能，只要按照元器件的參數(shù)匹配創(chuàng)建一個(gè)，并加以保存。在這過(guò)程中，于無(wú)形之中培養(yǎng)了學(xué)生自主動(dòng)手的能力。

2 仿真軟件的實(shí)驗(yàn)手段與實(shí)踐應(yīng)用

2.1 仿真軟件的實(shí)驗(yàn)手段

學(xué)生可通過(guò)仿真軟件里一系列步驟找到元器件最佳的的工作狀態(tài)，輸入電路及元件參數(shù)，然后分析電路存在的特性，以及具備的邏輯關(guān)系并打印輸出，最后人機(jī)對(duì)話，輸出結(jié)果。接下來(lái)將最佳元器件參數(shù)運(yùn)用到電子電路實(shí)驗(yàn)機(jī)上，通過(guò)插接進(jìn)行測(cè)量。將測(cè)量后的結(jié)果與計(jì)算機(jī)分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和修改，一直修改到兩者結(jié)果相差不大才停止，反復(fù)操作，從理論到實(shí)踐，再?gòu)膶?shí)踐到理論，這將大大提高學(xué)生對(duì)電子電路的理解，大大提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)際操作技能。每個(gè)元器件都編碼了數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)方法推算出來(lái)的結(jié)果是極為精確的。它里面有個(gè)示波器測(cè)試儀器，用此我們能讀出電路中的被測(cè)數(shù)。最后將測(cè)出的結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如果不同，我們可以修改輸出數(shù)據(jù)，得出輸入結(jié)果，進(jìn)行多次操作，直到得出你想要的結(jié)果為止。

2.2 模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

在一些高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多都已開(kāi)始運(yùn)用模擬仿真技術(shù)，結(jié)合多媒體，向?qū)W生進(jìn)行演示和講解，學(xué)生每人都可以自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。模擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)含有三大功能：模擬中心，交流中心，下載中心。其一，交流中心，教學(xué)可以發(fā)布教學(xué)管理，學(xué)生進(jìn)行線上與老師交流，這樣的師生互動(dòng)，大大提高了教學(xué)效果。其二，下載中心有豐富的學(xué)習(xí)資料，學(xué)生可完成自主學(xué)習(xí)。模擬中心更是讓學(xué)生身臨其境。學(xué)生可以給自己不斷的設(shè)問(wèn)題，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)去解決問(wèn)題。可以說(shuō)這比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加高效，這也為電子電工這門(mén)行業(yè)提供了廣闊的空間，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，模擬仿真技術(shù)使電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)走向了一個(gè)新的維度。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)一個(gè)最大的優(yōu)勢(shì)在于帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率。所謂仿真，就是用網(wǎng)絡(luò)模擬一個(gè)真實(shí)的環(huán)境，但它比真實(shí)環(huán)境出現(xiàn)的情況更多更復(fù)雜。由于形象上高度逼真，數(shù)值上極為精確，一旦應(yīng)用仿佛身臨其境，因此仿真技術(shù)在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。模擬仿真技術(shù)電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以說(shuō)電子電路的缺點(diǎn)就是模擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)所在。我相信，隨著模擬設(shè)備不斷的更新，以后實(shí)驗(yàn)環(huán)境將不再局限于一所高校，或者是一間房屋，而是將會(huì)以越來(lái)越簡(jiǎn)便的方式在我們?nèi)粘Ｉ钪新印?/p>

[1]楊嶸.模擬設(shè)備在電子電工實(shí)驗(yàn)中的作用[J].電子技術(shù)與軟件工程.2017(11):105-105

[2]劉建科.模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù).2016，12(7):202-203.

劉華勇（1982-），男，江蘇興化人，本科，中職講師，電子電工方向。