传感技术实验教学平台的开发

论文摘要

社会的发展和技术的进步对高职学生的实践能力提出了更高的要求,这对教学内容相对较为固定的专业基础课程教学提出了挑战。在现有的实验条件以及经费紧张的前提下,如何采用合适的教学方法和创新的教学手段来激发学生的兴趣,完成教学大纲的要求,培养他们的实践能力,已经成为一项重要的教学方法研究课题。本文结合我校传感器与检测技术实验教学的实际需要,以Lab VIEW为虚拟仪器平台,以嵌入式处理系统为硬件平台,主要对传感器输出的电压信号和频率信号进行检测的实验教学平台进行设计。本文第一章主要针对高职教育的特点,结合检测技术的教学要求和虚拟实验对本文研究的目的与意义进行概述,介绍虚拟实验设计的理论依据等相关内容。第二章对本文要设计的实验教学平台进行分析。首先明确该实验平台根据系统的具体要求只是针对电压信号和频率信号的检测技术实验教学平台。同时,简要地分析它们之间的关系以及各个模块在实验平台中的布局。并对现有的通用计算机通讯接口和嵌入式微处理芯片的特点进行了分析比较,最终选择USB通讯模块和F2812处理芯片作为本系统的通讯接口和微处理器。根据此教学平台对各个模块的具体要求,第三章分别对电压源模块、频率源模块和检测技术处理电路进行设计,给出各个模块的硬件电路原理图。第四章根据实验教学平台对信号处理的要求,以LabVIEW为软件平台,对系统的软件部分进行了设计。最后对系统软件的各个模块设计原理进行说明,给了一个符合要求的图形界面。最后以一个具体的实验为例,分析了本实验平台在应用上的实验结果和效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 研究的目的与意义
• 1.1 高职高专的培养目标
• 1.2 实验平台在传感技术教学中的重要地位
• 1.3 虚拟实验设计的理论依据
• 1.4 虚拟仪器及其在实验教学平台中的应用现状
• 第二章 实验平台概述
• 2.1 现有的实验条件及改善措施
• 2.2 传感技术实验教学平台总体结构
• 2.3 平台的布局
• 2.4 系统通讯方式的分析比较
• 2.5 信号检测微处理芯片的分析比较
• 第三章 硬件模块设计
• 3.1 电压信号源
• 3.2 频率信号源
• 3.3 信号检测处理模块电路
• 第四章 基于LABVIEW 的虚拟仪器平台设计
• 4.1 LABVIEW 语言概述
• 4.2 信号处理分析
• 4.3 数字滤波器
• 4.3.1 数字滤波器的基本概念
• 4.3.2 巴特沃斯数字滤波器
• 4.3.3 卡尔曼滤波器
• 4.4 虚拟仪器平台软件界面设计
• 第五章 直接应变测量系统——电子秤的设计
• 5.1 原理分析
• 5.2 调理电路
• 5.3 实验效果描述
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献