《虚拟仪器技术》教学大纲

《虚拟仪器技术》教学大纲课程编号：13180223英文名称：VirtualInstrumentTechnology学分：2学时：总学时32学时，其中理论32学时先修课程：电路原理、电子技术、传感与检测技术课程类别：专业方向课授课对象：机械电子工程专业测控技术方向学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标《虚拟仪器技术》将仪器科学与计算机技术相结合，采用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件完成各种测试、测量和自动化应用，是机械电子工程专业学生的选修课程之一。通过本课程的学习，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，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LabVIEW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。课程目标1：了解并掌握虚拟仪器的工作原理及工作过程；掌握利用图形化虚拟仪器开发平台进行虚拟仪器设计的方法与技术。课程目标2：了解自行设计的基于网络的虚拟实验室平台软件及其使用方法；掌握虚拟数字存储示波器、虚拟频谱分析仪以及基于USB总线和PCI总线的数据采集系统的设计方法。课程目标3：能够针对复杂机电工程问题，初步具备设计虚拟仪器硬件系统，并利用虚拟仪器软件平台编写虚拟仪器软件系统的能力。课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点3-1.能够对特定需求的机械产品、零部件、传动与控制、机械制造过程等复杂机电工程问题进行方案设计。课程目标10.4课程目标20.6指标点4-1.能够综合运用所学科学原理并采用科学方法，针对复杂机电工程问题制定实验方案，建立实验系统，按照合理步骤进行实验并获取数据。课程目标20.6课程目标30.4教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1虚拟仪器概述了解虚拟仪器的基本概念，虚拟仪器的体系及虚拟仪器面临的挑战；掌握虚拟仪器的软件结构和虚拟仪器的软件开发过程。2讲授式启发式课程目标12LabVIEW的开发环境及开发入门熟悉LabVIEW开发环境；掌握工具模板、控件模板、函数模板机器参数设置；熟悉各种工具使用方法。2讲授式练习式课程目标23数据对象类型与操作熟悉数值型对象、布尔型对象、字符串对象适用场合及其属性设置和操作；注意局部变量与全局变量使用中的区别及注意事项。2讲授式启发式练习式课程目标24数组、簇与图形显示了解数组、簇的概念、创建及其操作；熟悉图形显示常用的控件。2讲授式练习式课程目标25结构控制及文件的I/O管理熟悉各种程序结构特点和区别、掌握其使用方法；了解文件I/O的操作节点分类、文件类型；熟悉波形文件的操作、测量数据文件操作方法。2讲授式讨论式课程目标26数据采集方案了解数据采集系统的结构，熟悉在MAX中添加DAQ mx任务及通道的方法；初步掌握基于DAQ任务的程序设计；了解常用信号调理类型；熟悉添加和设置SCXI系统的方法。2讲授式练习式讨论式课程目标2课程目标37仪器控制方案了解GPIB、VXI、VISA、IVI仪器总线功能；熟悉LabVIEW中的仪器控制模板；初步掌握仪器控制程序设计方法。2讲授式启发式练习式课程目标2课程目标38信号产生与信号处理熟悉波形产生VI和监视、波形测量工具的特点及使用方法；掌握信号的时域处理、频域处理方法；了解窗函数的概念；掌握数字滤波器对波形调理的使用方法。2讲授式启发式练习式课程目标2课程目标3合计32四、课程教学方法采用集中讲授、小组讨论、上机练习等教学方式。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、课题汇报、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占60%、平时作业成绩占20%、课题汇报成绩占10%、课堂表现成绩占10%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业10100202课堂表现334103课题汇报055104期末考试20202060课程目标对应分值333829100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析纺纱领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析纺纱领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对纺纱领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对纺纱领域相关专业问题进行识别、分析。2.课题汇报课题汇报根据汇报题目及评分标准进行打分（百分制）。3.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《虚拟仪器技术》，周冀馨主编，机械工业出版社，2018年1月版。（二）参考资料1．《虚拟仪器技术分析与