淺談使用虛擬儀器技術在中職電工電子實訓中的運用

（江蘇省溧水中等專業(yè)學校，江蘇 溧水 211200）

根據(jù)《教育部關于以就業(yè)為導向，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)學生動手能力、實踐能力和可持續(xù)發(fā)展能力放在突出地位，促進學生技能的培養(yǎng)”精神。常規(guī)的實習實訓實驗室需要滿足基本操作技能和二十幾類實用新型電路的制作、調試，使學生掌握電子產(chǎn)品的制作調試的需求。最終使得學生學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（設備中配置二十幾套特制實訓電路板和相應電路元器件），并能處理安裝調試過程中出現(xiàn)的問題。

實訓電路中涵蓋開關、音頻、信號發(fā)生、計數(shù)、譯碼、顯示、測量、控制等實訓內(nèi)容。基本實訓內(nèi)容包括：電工技能實訓通過安全用電，常用工具及儀表的使用，電工基本技能訓練，電動機的安裝、維護與故障處理，電動機基本控制線路的安裝、調試維修，常用生產(chǎn)機械電氣控制線路的故障分析與處理等項目系統(tǒng)訓練。實驗室主要構成包括：輸入電源（三相四線電源，輸入電源指示燈）、電源輸出（有嵌入式保險盒和漏電開關二級保護功能和應急開關）、監(jiān)視電壓表、三相電源輸出、0-220V電源輸出、可調交直流電源（一臺0.5KVA 單相調壓器，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、直流電動機等等。再加要滿足多個班級的實習實訓需求，總體造價偏高，另外設備的維護、損耗費用也不小。而且這樣的投入還不能滿足后續(xù)其他課程的需要，設備需要多次重復投入和升級。

職業(yè)教育的目的是獲得過硬技術應用的能力培養(yǎng)高素質的技術人才，用人單位也經(jīng)常反應我們的畢業(yè)生動手能力出眾，但理論研究及技術開發(fā)能力嚴重不足。因此沿用傳統(tǒng)教學方法是行不通的，必須嘗試新的教學方法和手段。而虛擬技術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。

虛擬儀器技術從本質上說是一個集成的軟硬件概念。美國國家儀器公司NI提出的虛擬測量儀器概念，使得計算機和網(wǎng)絡技術得以長驅直入儀器領域，和儀器技術結合起來，從而開創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河。其具有性能高、擴展性強、開發(fā)時間少，以及出色的集成性這四大優(yōu)勢。

虛擬儀器技術綜合運用了計算機技術、數(shù)字信號處理技術、標準總線技術和軟件工程方法，代表了測量儀器與自動測控系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。通過學習運用虛擬儀器技術的代表軟件-LabVIEW,使學生初步掌握在通用計算機平臺上，根據(jù)測試或控制任務的需要來定義和設計系統(tǒng)的測試與控制功能，既充分利用計算機來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器的功能。又通過模擬、仿真彌補了設備的不足。

虛擬儀器技術利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。通過該技術將集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實世界的信號進行連接，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訓絕大部分需要，同時也使用與計算機、機電一體化部分實訓項目。

無論是初學者還是經(jīng)驗豐富的程序開發(fā)人員，虛擬儀器在各種不同的工程應用和行業(yè)的測量及控制的用戶中廣受歡迎，這都歸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方面：

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

2.控制：控制與測試是兩個相關度非常高的領域，測試起家的LabVIEW首先拓展就至控制領域。LabVIEWDSC是專門用于控制領域的模塊。工業(yè)控制常用的設備通常都帶有相應的LabVIEW 驅動程序。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)學運算，特別適合進行模擬、仿真等工作。在測試機電設備之前，先用LabVIEW搭建仿真原型，驗證設計的合理性，找到潛在的問題，減少不必要的設計返工環(huán)節(jié)。

此外LabVIEW還被廣泛運用于兒童教育，特別適合幼師專業(yè)和產(chǎn)品設計類專業(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。對沒有計算機基礎的兒童而言，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，功能強大，且擴展性好。總之，虛擬儀器有強大的功能，它強調“軟件就是儀器”，用軟件代替硬件，易開發(fā)、易調試，可有效節(jié)約資金。我們要緊跟時代的發(fā)展，不斷總結經(jīng)驗，認真探索，用于實踐，切實做好電工電子的課程改革，不斷提高教學的質量。LabVIEW應該值得在中職專業(yè)教學實訓環(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中的應用[J].中國信息技術教育，2009，（8）.

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