測控專業課程應用于Nextboard的實驗教學仿真的設計

王桔　鄒稷　張超

摘 要：測控專業課程涵蓋多種基于實驗演算的教學課程，本文通過熱電偶采集測量溫度實驗實例，將測控專業的實驗課程教學在虛擬儀器Nextboard開發平臺上進行開發和演示，實現測控專業的基于虛擬儀器的實驗教學仿真在現實中實驗教學中的應用。

關鍵詞：LabVIEW 教學仿真 測控專業 開發平臺

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0190-02

1 測控專業課程概述

測控專業課程是一門以實驗為基礎的學科，由于實驗能使學生學習測控專業的相關理論知識更加簡單容易，因此，實驗是測控專業的基礎。隨著多媒體技術及網絡的不斷發展，越來越多的課程都選擇用多媒體或遠程教學進行實驗教學，將虛擬儀器技術引入實驗課程已經成為許多高校實驗課程發展的趨勢。

2 Nextboard實驗平臺

泛華公司為工科院校師生專門打造的用于工程教學的實驗平臺 Nextboard，學生通過Nextboard平臺，可以隨意的動手搭建各種模塊電路，并配合泛華及第三方自主開發的實驗模塊，可以完成多種課程實驗。Nextboard實驗平臺：包括實驗模塊區（6槽，2個數字插槽，4個模擬插槽）、多種可調電源、自搭實驗電路區、68pin接線端子并可連接數據采集卡。如圖1所示為Nextboard實驗平臺。

Nextboard實驗平臺還有著非常精良、互動良好的實驗前面板，如圖2所示。通過此軟面板，可以調用泛華提供的所有資源進行搭建實驗及應用。

3 熱電偶模塊

本文選取測控專業最具代表的熱電偶實驗為例，通過應用Nextboard平臺進行搭建并仿真。熱電偶是一種感溫的元件，也是一種儀表，熱電偶課直接測量溫度。是由兩種不同材質的導體所組成的一個閉合回路。

3.1 熱電阻的工作原理

熱電偶的基本測溫原理是由兩種不同的材質構成的導體來組成一個閉合的回路，當其兩端有溫度梯度的時候，回路中會有電流通過。

表達式如下：

4 Nextboard實驗平臺組建

直接應用熱電偶模塊便可以搭建該實驗線路。熱電偶實驗由硬件及軟件兩個方面組成。在硬件設計中，關閉nextboard平臺電源，將熱電偶實驗模塊插在nextboard平臺，再應用杜邦線進行搭建。

在軟件設計中，打開Nextboard實驗軟件平臺，選擇主菜單下的熱電偶實驗，如圖3所示。

為了避免電阻阻值對采集的準確性的影響，在采集前需要對放大電路進行調零，調零電阻設置在模塊的右側，具體步驟如下。

（1）用杜邦線將模塊的放大電路上的AB端短接；

（2）將R2和R4分別接備選電阻，令R2=R4；

（3）點擊是側面板上的開始采集按鍵；

（4）調整調零電阻阻值，是Vout的輸出阻值為最小值，接近于零uV。

調零后將熱電偶接入電路并運行程序，改變相關參數，觀察實驗相關數據的結果及波形。同時采集相應在實時溫度數據進行保存。

5 結語

本文選取測控專業最具代表的《測控電路》課程中的熱電偶實驗為例，通過應用Nextboard平臺進行搭建并仿真，并對測溫曲線過程進行詳細說明。應用Nextboard實驗平臺演示的熱電偶實驗，使學生更清楚，更形象的理解并掌握測控專業的經典知識理論。

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