應用于實驗教學中的智能檢測技術

郭云輝

摘要

基于智能檢測技術，本文提出了解決開放實驗室指導和意義不足問題的思路，并提出了電子技術實驗的具體實施方法，并開發(fā)了評估實驗技能的前瞻性應用方法。

【關鍵詞】開放性實驗室 智能檢測 電子技術實驗 實驗考核

1 開放性實驗室存 在的主要問題

實驗室向學生開放后，它與過去進行的傳統(tǒng)實驗不同。本實驗室開放時間較長，有些可能被認為是開放24小時;它的內容更廣泛，不限于一門課程或書本知識。由于這些因素的變化，實驗開放帶來了一系列問題，特別是在2個方面。

1.1 設備維護力量不足

由于學生的實際動手能力水平參差不齊，并且從原始到熟練都有一個過程，這將不可避免地造成設備不同程度的損壞，增加了設備維護的成本，難度和工作量。此外，由于實驗內容不一致，涉及的實驗設備也較多，這也增加了設備維護的難度和工作量。

1.2 指導力量不足

由于開放實驗的實驗內容相對較寬，對教師的要求較高。實驗室開放后，實驗內容可以改變，學生可以隨時提出不同的問題，幫助他們解決這些問題。解決問題，比解釋和指導一兩個課程要多得多。而且，實驗時間的延長也使實驗轉向力不足。

2 智能檢測裝置的基本思路

在傳統(tǒng)的電子技術實驗教學中，學生完成線路連接后，必須經(jīng)過實驗指導教師的檢查才能進入下一步。這要求實驗教師在實驗中花費大量時間來指導學生的操作過程。教師的檢查有兩個目的：電路連接是否正確和是否有可能損壞設備。在電子技術實驗中，我們使用錯誤的檢測技術來設置關鍵掃描和檢測點，組織可靠的運行程序，建立模型和假知識庫，并檢查學生構建的實驗電路，這可以實現(xiàn)上述兩個目標除了指導接收器作用的部分實驗外，為了滿足不同電子技術實驗的需要，智能探測器設備必須同時考慮常規(guī)實驗和現(xiàn)實自治符號的需求。

2.1 通用性

在電子實驗中，實驗教材是一個固定的模塊，一定的實驗任務全面完成。智能檢測和采集的軟件和硬件組件必須具有出色的通用性，以更有效地利用現(xiàn)有的實驗裝置并使其適應不同實驗電路的需要。在硬件上，由于實驗電路的模塊化，電子技術實驗可以用每個模塊的參數(shù)來定義檢測模型?？梢愿鶕?jù)不同的模塊選擇測試點的數(shù)量，接口電路可以擴展到32到256個點，以適應不同實驗電路的不同測試點。在軟件中，相同的測試程序應該用于不同的測試電路，通過不同模型的知識，可以看出不同實驗之間的差異。

2.2 擴展性

智能檢測裝置的可擴展性意味著該裝置不僅可以為實驗教學的發(fā)展添加新的驗證實驗，還可以適應新的實驗教學工作。對于新增的驗證實驗電路，實驗實驗可以由實驗指導員測試，檢測到的數(shù)據(jù)文件作為相應實驗的標準測試文件，由學生獨立設計的實驗電路，沒有標準實驗，電路只能使用相關規(guī)則來使用仿真結果。通過學習模型知識庫，創(chuàng)建相應的模型知識庫，構建智能檢測軟件。有很多模擬軟件，因為學生通常在設置電路時使用Protel DXPAltium軟件繪制原理圖，Protel本身就是一個電子設備幫助設計（EDA）電子電路軟件。我們可以繼續(xù)使用仿真功能來添加它。在安全和誤差電路范圍內檢查電氣測試電路的電路圖的精度，確定電路安全規(guī)則。正當實驗示意圖正確時，Protet仿真功能用于建立相應的知識型知識模型，使用模型的知識庫檢測實際重疊的實驗。

3 在電子技術實驗中的具體實現(xiàn)

設計的智能檢測裝置主要由以下部件組成：計算機，單片機，AD轉換電路，電子選擇開關，電平轉換電路，光電耦合電路等。顯示測試結果。PC執(zhí)行實驗電路，新添加的模型知識庫的維護等?？驁D如圖1所示。

當執(zhí)行檢測時，參考信號被可靠地注入指定位置，并且使用檢測接口電路由被測電路檢測的模擬信號被輸入到地址序列順序是根據(jù)輸入。A/D端口轉換為數(shù)字量。通過將數(shù)字量與標準模型檢測文件的相應檢測數(shù)據(jù)進行比較，可以判斷測試點是否正常運行。軟件設計主要包括實驗電路檢測程序，串行通信程序和Protel DXP二次開發(fā)程序。實驗電路檢測程序是在單片機上完成，考慮到C語言的可讀性好，程序容易維護，而且便于在不同的CPU之間移植，實驗電路檢制程序用C語言編寫。程序流程框圖如圖2所示。

串行通信可以使用嵌入式命令指令，使用In和Out指令讀寫端口，或使用Windows API函數(shù)處理串口，或使用串口控制實現(xiàn)。我們使用Dephi編寫操作界面。串口系統(tǒng)是Dephi中常用的串口訪問方法。有許多串口串口控件，如微軟公司的NISCOMM控件和Dephi開發(fā)的spcomm控件。Mscomm控件有兩種處理方法，事件驅動模式和Mscomm控件的OnComin事件，捕獲和處理通信錯誤和事件。第二種方法是通過檢查的查詢模式。CommEvent屬性的值用于確定事件和錯誤。我們使用MSComm控件來完成，控件可以設置數(shù)據(jù)傳輸和電線通信的接收，并設置串口狀態(tài)和串行通信的信息格式和協(xié)議。在通信過程中的OnComm事件MSComm控件可以執(zhí)行數(shù)據(jù)認證處理和錯誤檢測，CommEvent屬性可以通過編程來了解通信情況并傳輸和接收數(shù)據(jù).ProteDXP二次開發(fā)程序直接使用Protel DXP的API函數(shù)編寫，但在開發(fā)過程中引入了蒙特卡羅分析，以考慮由單個設備錯誤引起的錯誤。

4 結束語

PC是頂級計算機和智能檢測系統(tǒng)，由單片機組成，成熟且具有良好的可靠性，通用性和可擴展性，是開放實驗室的良好輔助設施。性實驗室的建設，這種智能化檢測設備將提供廣泛的應用可能性。當智能檢測系統(tǒng)根據(jù)實驗過程設置多個節(jié)點時，記錄整個實驗的錯誤數(shù)和錯誤級別，可以作為實驗的自動測試系統(tǒng)。評估實驗指導水平難度和深化改革。

參考文獻

[1]古天樣.電子測量原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[2]徐愛均.智能化測最控制儀表原理與設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004.