用NI 虚拟仪器提升电工实验教学水平虚拟仪器提升电工实验教学水平.PDF

用用 NI 虚拟仪器提升电工实验教学水平虚拟仪器提升电工实验教学水平 用用 虚拟仪器提升电工实验教学水平虚拟仪器提升电工实验教学水平 作者：时秋兰 赵伟 侯国屏 职务：研究生 博导 副教授 单位：清华大学电机系 应用领域：应用领域：院校 的虚拟仪器，不仅具有强大的数据运 图 1 改进利萨如法特征 图 应用领域：应用领域： 挑战：挑战：引入虚拟仪器技术，改革传统 算和处理功能，而且仪器界面也可以 根据数学原理，从所得特征 图 挑战：挑战： 电工实验教学 做得非常友好和美观，能够集信号发 上可以读 出电压u (t) 的峰值 U 及 2 2m 应用方案：应用方案：利用 NI 公司的 LabVIEW 生、数据采集、波形显示、数据处理 两水平线段间 的距离 l=2 U sinθ, 应用方案：应用方案： 2m 虚 拟 仪 器 软 件 开 发 平 台 和 和结果输出等多种功能于一身，替代 再进行反正弦变换算出 θ，并根据 MIO-16E-4 、PCI-6024E 等 DAQ 硬件 了实验室中电压表、电流表和示波器 图形的特征判 断出其所在的象限 板卡，开发出一系列电工实验用虚拟 等多种传统的功能单一的仪器设备， （见图 1）。 仪器，替代传统的电工实验仪器，成 并使实验过程得到相当程度的简化， 按上述相位测量方法，我们利 功改造实验内容，明显提升实验教学 切实提高了电工实验教学的水平。 用 LabVIEW 的图形显示和频率分 水平。 本文着重介绍上述三种虚拟仪器 析等模块 设计出了实验用的虚拟 使使 用用 的的 产产 品品 ：： LabVIEW ； 的的设计原理及其测量实例。 频率相位计。该虚拟仪器通过对采 使使 用用 的的 产产 品品 ：： MIO-16E-4 ；PCI-6024E 集的离散被测正弦信号做 DFT 变 虚拟频率相位计虚拟频率相位计 换，求出信号频率 f ，并用软件算 虚拟频率相位计虚拟频率相位计 介绍介绍 用示波器观 察 并测量两同频 法代替实际的鉴相器对 u (t) 的采 介绍介绍 1 目前，在中国许多高等院校中 正弦信号相位差的实验方法，除了 样进行过零点鉴相，所得方波作 X 使用的教学实验仪器，仍大多为已 波形 比较法和利萨如 图形法外，还 输入，将 u (t) 的采样作 Y 输入。