实验教学大纲（course syllabus）

*实验名称

（Course Name）

虚拟仪器测试技术

Virtual Instrument Testing Technology

教学课程代码

（Course Code）

ME399

*课程学时

（Credit Hours）

64

*实验学时

（Class Hours）

6

授课教师

（Lecturer）

王文、杜正春、孙方宏、

史熙、范浩杰、陆振华、

乔信起、周月桂

实验负责教师

(Mentor)

许亚敏

实验学生

（Audience）

机械与动力工程学院三年级全体学生

All of Grade 3 of the School of Mechanical Engineering

授课语言

(Language of Instruction)

中文

*开课院系

（School）

机械与动力工程学院/School of Mechanical Engineering

先修课程基础

（Prerequisite）

《高等数学》、《大学物理》、《概率统计》、《电工与电子技术》、《模型、分析与系统控制》

*实验课程简介（Description）

本课程是机械设计及制造、能源与动力工程、工业工程等专业《测试原理与技术》课程的部分实验教学环节。主要教学内容包括LabVIEW入门及数据采集实验，基于转子平台的速度测量实验，能够实现采样频率根据转速自动调节的速度及轴心轨迹综合测量实验。

通过实验，使学生在了解虚拟仪器基本原理和概念的基础上，掌握利用相关的软、硬件平台完成虚拟仪器设计与实现的方法和步骤；培养学生的创新意识和综合实践能力，为学生从事与测试、控制相关专业技术工作、科学研究工作等打下坚实的基础。

*实验课程简介（Description）

This experimental course is a part of teaching experiments for the course of Testing Principles and Techniques for the majors of mechanical design and manufacturing, energy and power engineering, industrial engineering, etc. The experimental course includes three labs: Lab 1. LabVIEW entry to study and data acquisition experiments, Lab2.Rotor speed measurement experiment, Lab 3. Rotor speed and axle center trail measurement experiments, in which, the sampling frequency can be changed according to the rotor speed.

These experiments can make students to understand the basic principles and concepts of virtual instruments deeply, to grasp the methods and steps of virtual instrument design. Their innovation capability and comprehensive practical ability would be enhanced, which will be helpful to their future studies and work.

*实验教学目标(Learning Outcomes)

1.了解典型测试系统的构成；（A3，A5，B6，B7，C3）

2.了解虚拟仪器的构成及特点；（A5，B6，B7，C3）

3.了解LabVIEW开发平台的基本操作和特点；（A3，A5，B6，B7，C3）

4.掌握先进测量仪器的测量原理和方法；（A3，A5，B2，B6，B7，C3）

5.掌握LabVIEW的基本编程技能；（A3，A5，B2，C2）

6.掌握数据采集的类型和方法；（A5，B1，B2，C4）

7.培养学生实践能力、创新能力和团队合作与交流能力；（B1,B2,B3,B4,C2,C3,C4）

*实验项目

 (Experiment items)

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

1

LabVIEW入门及数据采集实验

2

基础

3-4

电脑1台、LabVIEW软件1套、PCI-6023E/6024E数据采集卡1块、R6868非屏蔽接线线缆一条、BNC-2120接线端子板1块

内容与

要求

1）实验内容：

（1）设计一个以随机信号为信号源的单通道模拟示波器；

（2）设计一个以正弦波为信号源的单通道模拟示波器；

（3）设计一个可以同时显示2路波形的多通道模拟示波器；

（4）用Express控件完成对正弦信号发生器的快速数据采集；

（5）用标准DAQmx控件完成对正弦信号发生器的数据采集；

（6）分别用Express控件和DAQmx控件设计一个双通道数据采集仪。

1. 实验目的：

通过本实验让学生了解虚拟仪器及其主要开发平台Labview的基本操作及其特点，并能使用Labview进行最简单的虚拟仪器开发。重点理解图形化编程语言特点及数据流驱动的含义。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

2

基于LabVIEW的转速测量系统

2

综合

3

电脑1台、LabVIEW软件1套、PCI-6023E/6024E数据采集卡1块、BNC-2120接线端子板1块、转子平台1套（含有光电传感器、磁电传感器等）、转接盒、信号转换模块、开关电源等

内容与

要求

1）实验内容：

• 利用LabVIEW平台开发做一个双通道示波器，分别显示出光电传感器与磁电传感器的波形，并观察两者的周期/频率差异，理解原因；
• 分别用光电传感器与磁电传感器测出转子平台的转速。

2）实验目的：

通过转速测试综合实验平台，了解光电传感器和磁电传感器的基本原理，结合实际对象进行简单虚拟仪器的开发，深入理解采样定理等数据采集知识。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

3

基于LabVIEW的转速及轴心轨迹综合测量系统

2

综合

3

电脑1台、LabVIEW软件1套、PCI-6023E/6024E数据采集卡1块、BNC-2120接线端子板1块、转子平台1套（含有光电传感器、磁电传感器等）、转接盒、信号转换模块、开关电源

内容与

要求

1）实验内容：

• 利用LabVIEW平台开发虚拟仪器，分别显示出光电传感器与磁电传感器的波形，转子轴心轨迹的XY图，以及两种传感器测出的转速值。
• 实现采样频率随转速改变的自动调节功能。

2）实验目的：结合实际对象进行较复杂的虚拟仪器开发，实现数据的正确采集和仪器的准确控制。

*考核方式

(Grading)

实验操作40% +实验结果30%+ 现场问题回答30%

*实验指导教材或参考资料

(Textbooks & Other Materials)

1. 自编LabVIEW实验文档
2. 测试原理与技术（自编课程教材）
3. 黄松岭、王珅、赵伟. 虚拟仪器设计教程[M]. 北京：清华大学出版社，2015.
4. 童刚. 虚拟仪器实用编程技术[M].北京：机械工业出版社，2008

其它

（More）

备注

（Notes）