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虚拟仪器教学大纲2


《虚拟仪器》课程教学大纲
一、课程基本情况
虚拟仪器 课程名称 Virtual Instruments 课程编号 课程类别 IA132011 ■核心 □必修 □任选 □限选 总学时 讲授 课程学时 及其分配 40 实验 实习 上机 开课单位 适用专业 对应培养标准 先修课程 控制工程学院测控教研室 测控技术与仪器专业 1.3.2专业方向知识2.2.1系统思维能力, 2.2.2 工程推理及解决问题能力, 2.2.3 工 程综合实践能力 现代测控系统,C 语言程序设计 推荐教材: [1] LabVIEW 入门与虚拟仪器. 张爱平. 电子工业出版社. 教材与 参考文献 参考教材: [1]虚拟仪器实用编程技术. 童刚. 机械工业出版社.2008.1第1版 [2].虚拟仪器技术分析与应用. 张毅机械工业出版社. 2004.2第1版 [3].LabVIEW8.20程序设计. 陈锡辉清华大学出版社. 2007.7第1版 学分 执行学期 学时分配 24 0 0 16 2.5 6

二、课程性质与作用
《虚拟仪器》是测控技术与仪器专业的专业必修课。通过课程的学习,使学生掌握虚拟仪器系统 的基本构成及基本设计思想, 学习应用图形化语言进行编程和设计, 熟练掌握 LabVIEW 软件的应用。 以基于 LabVIEW 图形化编程语言的虚拟仪器开发平台为基础,学习掌握 LabVIE 编程环境、编程方 法、数据采集、信号分析与处理等方面的内容。同时在掌握基本理论知识和编程方法的基础上,能够 从测量问题的本身出发,通过题目分析,电路组成等设计合理的测量方案,利用数据采集卡和相应的 硬件设施,解决实际的测量问题。使学生掌握虚拟仪器系统软件的设计方法,提高计算机技术综合应 用的能力。 本课程的先修课程包括“现代测控系统”、“C 语言程序设计”等课程。

三、培养目标与标准
通过本课程的学习,培养学生利用 Labview 平台、结合传统测量技术,配合计算机技术解决生产 实际中信息采集与处理问题的能力,为后续的其它专业技术课程的学习打下必要的基础。

一级指标 1.知识

二级指标 1.3 专业知识 2.2 应 用 知 识 的 能 力

三级指标 1.3.2专业方向知识 2.2.1系统思维能力

教学要求 I、T

2.技能

2.2.2工程推理及解决问题能力, 2.2.3工程综合实践能力

T、U

注:该表所列指标可对照培养方案中所列指标来解释。I:介绍,指从教、学活动中、从生活经验和社会经 验等多种信息渠道获得知识,侧重知识的获取,没有实训要求。T:讲授,指教、学活动中由教师引导开展 的基础测试或练习,匹配有课程讨论、课后研讨等环节。U:运用,指以学生为主导,通过实练而形成的 对完成某种任务所必须的活动方式,匹配有课程的三级项目或其它实践环节。

四、理论教学内容与学时分配
章标题 章节主要内容(知识点) 1、虚拟仪器技术概述 第1章 绪论 3、虚拟仪器的开发平台 1、创建一个 VI 第2章 LabVIEW 开发入门 2、VI 编辑技术 3、VI 调试技术 4、创建子 VI 1、数值型对象 2、布尔型对象及其操作 第3章 数据对象与操作 3、字符串对象 4、其它数据类型 5、变量操作 1、数组 第4章 数组、簇与图形显示 3、图形显示 1、Loop Structure 第5章 结构控制 2、Sequence Structure 3、Case Structure 4、Event Structure 1、字符串与表格 第6章 文件的 I/O 管理 2、文件类型 3、文件 I/O 的操作节点分类 4、特殊的数据文件记录 重点:文件类型和 I/O 操 作 难点:文件 I/O 操作 2 讲授 重点:各种循环结构的建 立和应用。 难点:各种循环结构的建 立和应用。 4 讲授 2、簇 重点:数组的创建和初始 化;簇的创建和使用。 难点:簇的使用。 4 讲授 重点:各种数据对象的结 构 难点:各种数据对象的调 用操作 2 讲授与上 机结合 2、LabVIEW 概述 重点、难点提要 重点:虚拟仪器概念, labview 的操作模板 难点:labview 语言编程基 础 重点:VI 的创建与编辑方 法;子 VI 创建与调用。 难点:VI 程序的调试。 讲授与上 2 机结合 2 讲授 学时 其他说明

第7章 数据采集方案

1、数据采集基础 2、在 MAX 中设置 DAQ 系统 3、DAQ 程序设计 1、仪器总线及其驱动概述 2、LabVIEW 中的仪器控制模

重点:DAQ 的设置和调用 难点:DAQ 的使用 重点:串行通讯的基本概 念; GPIB 基本概念; VISA 的基本概念。 难点: GPIB 仪器的编程控 2 制。 2

讲授

第8章 仪器的控制方案



讲授

3、仪器控制程序设计 1、基于网络的 DAQ 方案 第9章 网络功能与通讯 2、DataSocket 程序设计 3、 Web Server 技术与远程面板 4、TCP 与 UDP 1、波形产生监视 2、波形测量 第10章 信号产生与信号处理 3、信号处理 2、LabVIEW 在高级信号处理 的应用 3、LabVIEW 在过程控制中的 应用

重点:几种基本网络设计 方案 难点:各种网络设计方案 的实际使用 2 讲授

重点: 熟悉 labview 中的各 种信号处理功能 难点:在实际工程中的应 用 2 讲授与上 机结合

五、实践教学内容与学时分配
本课程开出的实践项目详见下表:
项 项目 序号 项目名称 内 容 提 要 目 学 时 LabVIEW 编程环 1 境入门 熟悉 LabVIEW 的基本功能和基本操作 2 项 目 性 质 实 践 形 式 项 目 类 型 每 组 人 数 其 他 说 明 课 必 选 上 机 验 证 2 内 完 成 课 2 虚拟温度显示仪 必 熟悉 VI 的创建与编辑、子 VI 创建与调用。 2 选 上 机 验 证 2 内 完 成 课 3 虚拟信号发生器 调用 LabVIEW 模板程序,设计虚拟正弦波、方波、 锯齿波及任意函数发生器。 必 2 选 上 机 综 合 2 内 完 成 虚拟电压表的设 4 设计虚拟电压表,对电压信号进行测试,显示波形 计 的峰值、有效值和平均值。 2 必 选 上 机 综 合 2 课 内 完

成 虚拟示波器的设 5 利用数据采集卡设计虚拟示波器,实现双通道显 计 示,完成传统示波器面板控件功能。 4 课 必 选 上 机 综 合 2 内 完 成 虚拟多路数据采 6 集系统 用数据采集卡实现多路数据(温度、压力/差压、流 量、电压、频率等)采集,具有数据存储、显示、 报警等功能。 4 课 必 选 上 机 综 合 2 内 完 成

六、学业考核
考核环节 考核内容及方式 1、学习纪律和作业完成情况 平时考核 2、学习环节考察:包含课堂讨论、课堂演讲、资料调研、 报告等。 1、前期准备,包括预习报告和实验流程 实践考核 2、实验操作过程与讨论 3、实验结果与分析 期末考核 提交报告, 根据教师安排的题目分组进行开发设计最后提交报 告。 70% 20% 10% 百分比

七、其他说明
实践环节考核标准见附件。

撰写人:

院(部、中心)教学主管签字(盖章) : 年 月

附:

实践环节考核标准

每个实验项目成绩采用倒扣分制度。起评分100分,最多扣分100分,扣分点如下: 一、预习报告 1、预习报告――内容不全扣5~20分 2、实验原理――不清楚、无相应原理图(光路、电路或装置图)扣5~10分;设计性实验的设计 过程不清楚扣5~50分 3、实验内容与步骤――不符合实际要求扣10分

4、无原始数据记录表格――扣5分 5、教师提问、抽查不能回答――扣5~10分 二、实验操作(内容按教师的要求) 1、迟到――扣5~20分(迟到超过30分钟,不允许操作该实验且成绩记为0分) 2、早退――该实验成绩记为0分 3、上课纪律――不安静、随意走动等,扣5~20分 4、损坏仪器――按价赔偿,扣5~30分 5、操作效果――视具体情况增减分数 6、操作完成――不按要求整理仪器、打扫卫生,扣5~10分 三、实验报告(内容按补充资料的要求) 1、字迹不端正,排列不整齐,扣5~15。 2、报告内容顺序不正确,扣5~10分 3、报告内容缺(实验题目,实验目的,实验仪器,内容与步骤,结果讨论)中任一项扣10分, 多缺多扣。其中仪器无编号及重要参数的扣10分 4、报告内容缺(实验原理,注意事项和回答预习思考题,实验结果,数据记录和转抄)中任一 项扣20分,多缺多扣,其中: (1) 没有交原始数据记录纸,扣10分 (2) 原始数据没有转抄到实验报告上,扣10分 (3) 结果表示不正确或不全面,扣5~10分 (4) 结果(结论)不正确,扣5~10分 5、报告内容缺数据处理部分,扣30分,其中: (1) 处理方法错误,扣5~20分 (2) 处理内容不完整,扣5~20分 (3) 处理过程不清楚(差必要的中间计算过程) ,扣5~30分 6、不按时上交实验报告,扣10~30分或该实验成绩记为0分。


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