仿真實(shí)驗(yàn)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的仿真實(shí)驗(yàn)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

針對在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中模擬示波器損壞折舊嚴(yán)重的問題，本文提供了一個基于LabVIEW平臺的模擬示波器仿真實(shí)驗(yàn)。文中詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)仿真模擬示波器(虛擬示波器)各功能的程序結(jié)構(gòu)。通過此仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可了解傳統(tǒng)模擬示波器的操作，又可體會LabVIEW的強(qiáng)大功能和圖形化編程特點(diǎn)。本文為模擬示波器仿真實(shí)驗(yàn)提供多樣性。

關(guān)鍵詞:

LabVIEW；模擬示波器；仿真實(shí)驗(yàn)

0引言

模擬示波器實(shí)驗(yàn)是許多理工科大學(xué)生必作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。然而，由于在實(shí)驗(yàn)中的頻繁使用和誤操作等原因，模擬示波器的損壞和折舊也相當(dāng)嚴(yán)重。常出現(xiàn)的損壞元件是電位器旋鈕，由于高頻率的使用磨損，在較短的時間就不得不更換。這給儀器的維護(hù)帶來很大的工作量。針對實(shí)際實(shí)驗(yàn)中儀器成本高易損壞等問題，大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生[1]。仿真實(shí)驗(yàn)具有成本低，不需購置儀器也不損壞儀器的優(yōu)點(diǎn)。學(xué)生通過仿真實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)時就可能避免誤操作或過度頻繁的嘗試操作，從而減少對儀器的損耗。仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)相輔相成，兩者的結(jié)合可使實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得更好的效果。此前已有一些基于LabVIEW的仿真模擬示波器的報告[2-6]。本文將側(cè)重于將虛擬示波器應(yīng)用于模擬示波器的仿真實(shí)驗(yàn)。仿照傳統(tǒng)模擬示波器的實(shí)驗(yàn)儀器，本仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計有信號發(fā)生器和虛擬示波器兩部分。虛擬示波器設(shè)計有時間坐標(biāo)調(diào)節(jié)，電壓幅度調(diào)節(jié)，觸發(fā)調(diào)節(jié)，信號通道選擇，交/直流信號選擇等模擬示波器的常用功能。通過仿真練習(xí)，學(xué)生既可熟悉模擬示波器旋鈕的功能，又了解一些LabVIEW的編程特點(diǎn)。

1虛擬示波器實(shí)驗(yàn)介紹

虛擬示波器實(shí)驗(yàn)儀的前面板。實(shí)驗(yàn)時，學(xué)生先在信號發(fā)生器上設(shè)定待測信號，包括波形、頻率、幅值等，然后操作虛擬示波器以正確測量待測信號的上述參數(shù)。

1.1信號發(fā)生器

信號發(fā)生器可設(shè)定兩路獨(dú)立的待測信號。每路信號可設(shè)定信號的波形、幅值、頻率、采樣率和采樣點(diǎn)數(shù)。波形設(shè)定可選擇正弦、三角波、方波、鋸齒波和直流共五類信號類型。此待測信號不是真正連續(xù)的模擬信號，而是由計算機(jī)生成的由有限數(shù)據(jù)點(diǎn)組成的離散數(shù)字信號。采樣率設(shè)置1秒的數(shù)字信號由多少數(shù)據(jù)點(diǎn)組成，而采樣點(diǎn)數(shù)則設(shè)置信號發(fā)生器每次發(fā)出的信號包含多少數(shù)據(jù)點(diǎn)。信號發(fā)生器是用了Sub信號發(fā)生器模塊的五個參數(shù)設(shè)置功能來實(shí)現(xiàn)的。Sub信號發(fā)生器模塊還具有更多參數(shù)的設(shè)置選項(xiàng)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時還可以嘗試增加噪聲、占空比、相位等參數(shù)設(shè)置以進(jìn)一步豐富待測信號的多樣性。

1.2時間和幅值顯示調(diào)節(jié)旋鈕

時間和幅值顯示調(diào)節(jié)旋鈕位于右下端。模仿模擬示波器的相應(yīng)功能，這兩個旋鈕是用來調(diào)節(jié)示波器顯示窗口的時間和幅值坐標(biāo)軸的示值范圍。該功能的實(shí)現(xiàn)主要是利用了LabVIEW波形圖的屬性節(jié)點(diǎn)功能。首先旋鈕連接到一個條件結(jié)構(gòu)框圖，框圖內(nèi)部預(yù)設(shè)一些想要的示值范圍。然后旋鈕控制的示值范圍發(fā)送給示波器波形圖的屬性節(jié)點(diǎn)，達(dá)到波形圖示值范圍的調(diào)節(jié)。

1.3觸發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)

觸發(fā)功能是模擬示波器必備的功能，也是學(xué)生們在學(xué)習(xí)示波器工作原理時的一個難點(diǎn)。當(dāng)示波器時間軸示值范圍不是待測信號周期的整數(shù)倍時，如果此時仍然連續(xù)采樣，則示波器顯示波形的起始點(diǎn)會位于信號周期的不同節(jié)點(diǎn)上，導(dǎo)致信號不能被穩(wěn)定地顯示。“觸發(fā)”功能讓示波器顯示波形的起始點(diǎn)在每次刷新時都會位于信號周期的固定節(jié)點(diǎn)上，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的波形顯示。觸發(fā)有多種方式，本虛擬示波器采用了最基本的邊沿觸發(fā)方式，即根據(jù)信號的電壓值和信號點(diǎn)處于上升還是下降沿兩個參數(shù)來確定波形顯示的起始數(shù)據(jù)點(diǎn)。觸發(fā)功能的控制區(qū)域位于右上端，包括兩個獨(dú)立的信號調(diào)節(jié)部分，可對兩路待測信號進(jìn)行相互獨(dú)立的觸發(fā)設(shè)置。其中，“斜率”滑動開關(guān)用來設(shè)置觸發(fā)數(shù)據(jù)點(diǎn)是處于上升沿(正)還是下降沿(負(fù))；“水平”旋鈕用來設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)的電壓選取信號峰峰值的多大比值，本設(shè)計中取10%到90%，間隔為10%。觸發(fā)功能的編程是整個虛擬示波器編程的關(guān)鍵。(A)顯示了“判定范圍并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換”模塊，對此模塊的靈活運(yùn)用既可實(shí)現(xiàn)尋找與設(shè)定觸發(fā)電平最接近的數(shù)據(jù)點(diǎn)，又可判斷該數(shù)據(jù)點(diǎn)是處于上升沿還是下降沿。而此模塊本身的功能卻相對簡單，我們給它輸入上限，下限和X值，它將判斷X是否處于上/下限之間。圖4(B)顯示觸發(fā)功能的程序結(jié)構(gòu)。首先輸入的波形信號經(jīng)過一個索引數(shù)組，每次取出該數(shù)組的第i和第i+1號元素，分別賦值給上/下限(下降沿判定范圍模塊)和下/上限(上升沿判定范圍模塊)。觸發(fā)電平的設(shè)定值賦給兩個判定范圍模塊的X值。用一個FOR循環(huán)檢索全部元素。如果設(shè)定值在數(shù)組的第i和第i+1號元素之間，元素i為下限，元素i+1為上限，則讓檢索號i為上升沿起始數(shù)據(jù)點(diǎn)檢索，即為i上；反之，元素i+1為下限，元素i為上限，則讓檢索號i為下降沿起始數(shù)據(jù)點(diǎn)檢索，即為i下。在示波器顯示波形時，根據(jù)上升或下降沿觸發(fā)，分別從第i上或i下個元素開始顯示即可。

1.4信號通道選擇

下方“通道”區(qū)域所示，虛擬示波器也設(shè)置了信號通道選擇。它可以單獨(dú)顯示A通道，或B通道，或A和B通道同時顯示。當(dāng)單獨(dú)顯示A通道或B通道時，滑動開關(guān)右側(cè)的“幅值”和“頻率”示值顯示自動測量的單通道信號的幅值和頻率。信號通道選擇滑動開關(guān)連接到一個條件結(jié)構(gòu)，用來控制信號A，或信號B，或兩者同時接入波形圖顯示。同時，條件結(jié)構(gòu)中還包含了單頻測量模塊和幅值與電平測量模塊，可自動測量單通道信號的幅值和頻率。

1.5虛擬示波器的其余功能

1.5.1信號的DC（直流）和AC（交流）切換。這個功能的設(shè)計思路是，當(dāng)測量直流信號時，觸發(fā)功能將被屏蔽；當(dāng)測量交流信號時，則啟用觸發(fā)功能的相應(yīng)程序。

1.5.2索引A，索引B，和長度A/B。因?yàn)橹芷谛盘柕拿總€周期都有一個上升沿和一個下降沿觸發(fā)數(shù)據(jù)點(diǎn)，所以在搜索上升/下降沿觸發(fā)點(diǎn)的索引時，應(yīng)取輸入信號的第1個周期內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)即可。索引A，索引B定義了A，B兩信號在一個周期包含多少數(shù)據(jù)點(diǎn)。為了避免程序的過度繁雜，這個功能需要學(xué)生根據(jù)信號發(fā)生器設(shè)置的頻率和采樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)行手動輸入。另外，雖然信號發(fā)生器上定義了采樣點(diǎn)數(shù)，但是在顯示波形時，不一定要顯示所有的采樣點(diǎn)數(shù)。“長度A/B”設(shè)定虛擬示波器上實(shí)際顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，即A，B兩個信號顯示相同數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

1.6虛擬示波器的運(yùn)行界面

已顯示了一個虛擬示波器的運(yùn)行界面。設(shè)定的參數(shù)為：通道A為正弦信號，幅值1V，頻率10Hz，20%峰峰值下降沿觸發(fā)；通道B為三角波信號，幅值1V，頻率12Hz，20%峰峰值上升沿觸發(fā)。

2結(jié)論

相比于一些已發(fā)表的基于LabVIEW的虛擬示波器的設(shè)計，本文有兩個側(cè)重點(diǎn)：一是詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)虛擬示波器各功能的程序結(jié)構(gòu)和編程思路；二是著眼于虛擬示波器在大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。因而，本虛擬示波器一方面可幫助學(xué)生練習(xí)和了解模擬示波器的使用，另一方面也可培養(yǎng)學(xué)生對LabVIEW的了解和編程興趣，為他們今后編制其他虛擬儀器開拓思路。

作者：朱子鵬 單位：太原理工大學(xué)物理與光電工程學(xué)院

參考文獻(xiàn)

[1]中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)人工智能與計算機(jī)應(yīng)用研究室.大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]高琴，陳樹君，王續(xù)明，張利敏.多功能虛擬示波器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].通信技術(shù),2010(4):217-219.

[3]任景英，蔡超峰，姜利英.基于LabVIEW的多功能虛擬示波器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2012(2):91-94.

[4]沈輝，沙立民，張重龍.基于LabVIEW的多功能虛擬示波器設(shè)計[J].電子測量技術(shù)，2012(11):90-93.

第2篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

關(guān)鍵詞：腫瘤放射治療學(xué)；醫(yī)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室；教學(xué)效果

Abstract：The tumor radiation therapy is an important part of cancer therapeutics， as the continuous development of radiation therapy equipment， radiation therapy technology， the society for therapeutic radiology from theory to practice， great changes have taken place.Radiotherapy virtual simulation experiment teaching is more vivid and intuitive passing radiotherapy knowledge to the students， improve the teaching effect， for students to build a bridge from theory to practice， to improve students' autonomous learning and comprehensive analysis and problem solving skills.

Key words：Tumor radiation therapy； Medical simulation laboratory； Teaching effect

腫瘤放射治療是一門理論與實(shí)踐聯(lián)系非常緊密的學(xué)科，以腫瘤基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、放射生物學(xué)、放射物理學(xué)、解剖學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)為基礎(chǔ)，既要重視理論知識的掌握，又要勤于實(shí)踐[1]。我校作為高等醫(yī)學(xué)院校，集臨床、教學(xué)、科研于一體，為醫(yī)學(xué)生的基礎(chǔ)及臨床學(xué)習(xí)提供了優(yōu)越條件，但是實(shí)際的臨床工作非常繁重，學(xué)生人數(shù)眾多，制約了學(xué)生臨床工作的實(shí)踐。建立開放式、共享性醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，是實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)教學(xué)資源集約化的主要途徑[2]。醫(yī)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是腫瘤放射治療實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種新的教學(xué)體系，可極大地推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)，有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。據(jù)此，本文結(jié)合我校腫瘤放射治療的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及實(shí)踐做一探討。

1醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

目前醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大多仍然遵從傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，現(xiàn)有的教學(xué)模式都是教師先講解實(shí)驗(yàn)原理和步驟，學(xué)生再一步一步照做，學(xué)生被動接受很少能夠主動思考，無法培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性與創(chuàng)造性，也不會激起學(xué)生的濃厚興趣，更不會深刻理解掌握教學(xué)內(nèi)容[3]。對于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因?qū)嶒?yàn)資源緊張、實(shí)驗(yàn)精密儀器昂貴等生均實(shí)驗(yàn)設(shè)備擁有量低，采用示范教學(xué)的方法，不利于學(xué)生培養(yǎng)。對于臨床的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，基于臨床的特殊性，學(xué)生更多的是在聽和看老師的臨床操作，只有很少的一部分學(xué)生可以參與到臨床實(shí)踐中來，且?guī)缀鯖]有獨(dú)立思考及主動完成的機(jī)會，因?yàn)榕R床的操作是不允許絲毫的差錯，這就造成了理論與實(shí)際的的脫節(jié)。

2醫(yī)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室（The virtual/simu lationlaboratory，VL），主要指在各種計算機(jī)系統(tǒng)中通過采用多種虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使得實(shí)驗(yàn)者能夠在接近真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，完成預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[4]。目前國內(nèi)外倡導(dǎo)開放性教學(xué)的理念，2008年Dave Cormier教授首先提出了大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（Massive open online course，MOOC）的概念[5，6]，因其覆蓋學(xué)生面廣，推動自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)資源非常豐富的特點(diǎn)被大為推廣。醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，以學(xué)生為主導(dǎo)，先進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作后再進(jìn)入實(shí)際操作，不但能提高實(shí)驗(yàn)效果，還可節(jié)約資源，具有安全、開放、共享的特點(diǎn)，目前各醫(yī)學(xué)院校的仿真實(shí)驗(yàn)室主要有機(jī)能學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、形態(tài)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、人體解剖學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、分子生物與免疫學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、臨床診斷學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室等[7]，但放射治療仿真實(shí)驗(yàn)室欠缺。

3腫瘤放射治療仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

3.1軟件硬件設(shè)施 紅蜘蛛多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件，教學(xué)電子白板，仿真實(shí)驗(yàn)室三維放射治療計劃系統(tǒng)（TreatmentPlanningsystem，TPS），教師用機(jī)一臺（帶云儲存功能），仿真實(shí)驗(yàn)室三維放射治療計劃系統(tǒng)學(xué)生用機(jī)若干臺。

3.2建設(shè)的目標(biāo) 利用交互式全仿真的放療實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，選用醫(yī)生工作站軟件模塊進(jìn)行腫瘤靶區(qū)勾畫和相應(yīng)的正常組織勾畫，選用計劃設(shè)計制作模塊進(jìn)行放療計劃制作、優(yōu)化、評估。利用教師機(jī)、紅蜘蛛教學(xué)軟件播放模式演示腫瘤放射治療計劃制作、優(yōu)化、評估過程及相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)通過本放射治療仿真實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生獲得上機(jī)訓(xùn)練機(jī)會，學(xué)生自己動手，親自勾畫各個部位靶區(qū)以及正常組織器官，進(jìn)一步熟悉各個部位的解剖結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步了解GTV（Gross Tumor Volume）、CTV（Clinical Target Volume）、PTV（Planning Target Volume）等放療中有關(guān)的概念和知識[8]。熟悉計劃的制作、評估、優(yōu)化等過程，提高了學(xué)生的動手能力。放射治療仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺為同學(xué)們今后閱讀影像圖片、開展放療工作等有很大的引導(dǎo)作用。通過此平臺應(yīng)用，積累教學(xué)、培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，形成完整的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法體系。

4腫瘤放射治療仿真實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐

4.1實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法的講解 首先通過講授及演示的方式對實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及流程進(jìn)行講解。

4.2放射治療靶區(qū)的勾畫 學(xué)生自行從學(xué)生用機(jī)導(dǎo)入預(yù)先存入的CT定位掃描圖像，依次對腫瘤靶區(qū)（GTV、CTV、PTV）及正常組織器官進(jìn)行命名并勾畫。

4.3放射治療計劃的制作 根據(jù)當(dāng)次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容如三維適形放療（Three Dimensional Conformal Radiation Therapy，3DCRT）或調(diào)強(qiáng)放射治療（Intensity-modulated radiation therapyIMRT）的不同[9，10]，制作不同的放療計劃，如進(jìn)行等中心點(diǎn)選擇，射野方向選擇，射野權(quán)重以及擋鉛調(diào)整等。

4.4評估 學(xué)生利用仿真三維計劃系統(tǒng)提供的等劑量曲線，DVH工具，可以方便直觀地發(fā)現(xiàn)所作計劃的優(yōu)劣，不斷地調(diào)整優(yōu)化計劃。帶教老師提供此例病人計劃的達(dá)標(biāo)的物理評價標(biāo)準(zhǔn)，既是學(xué)生計劃設(shè)計的目標(biāo)，也是老師最后對學(xué)生計劃制作完成驗(yàn)收的評分標(biāo)準(zhǔn)。

醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，順應(yīng)了傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)改革的需要，充分實(shí)現(xiàn)了"教師指導(dǎo)，學(xué)生主動學(xué)習(xí)"的新模式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和提高了學(xué)生的臨床實(shí)踐能力。特別是放射治療仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺為學(xué)生閱讀影像圖片、開展放療工作等有很大的引導(dǎo)作用。通過此平臺應(yīng)用，積累教學(xué)、培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，形成完整的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法體系。對提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]石梅.腫瘤放射治療學(xué)新進(jìn)展與發(fā)展設(shè)想[J].醫(yī)學(xué)雜志，2010，35（05）：481-484.

[2]孟曉明，賈寶洋.多媒體教學(xué)在腫瘤放射治療學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用體會[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2012，39（1）：263-264.

[3]李光輝，陳正堂.綜合性教學(xué)醫(yī)院腫瘤放射治療學(xué)實(shí)習(xí)帶教的特點(diǎn)和體會[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2010，18（06）：1243-1245.

[4]李春艷，易燁.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革[J].中國管理信息化，2014，17（24）：114-115.

[5]黃坪，李紅松，潘克儉，等.基于MOOC的醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（12）：104-106.

[6]Perry S， Bridges SM， Burrow MF. A review of the use of simulation in dental education[J]. Simul Healthc，2015，10（1）：31-37.

[7]王燕，車敏，楚慧媛.中醫(yī)院校建設(shè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的探索與實(shí)踐[J].甘肅中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2015，32（02）：94-96.

[8]Yong Xin，Jia-yang Wang，Liang Li，et al.Dosimetric Verification for Primary Focal Hypermetabolism of Nasopharyngeal Carcinomal Patients Treated with Dynamic Intensity-modulated Radiation Therapy[J].Asian Pacific Jourrnal of Cancer Prevention，2012，13：985-989.

第3篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

關(guān)鍵詞：測試技術(shù)；仿真實(shí)驗(yàn)；PLC；InTouch；教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）38-0248-03

《測試技術(shù)與信號分析》課程是高等院校機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課。而在高等院校中，相對于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)則明顯滯后于學(xué)科建設(shè)的步法，因而造成理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相脫節(jié)的現(xiàn)象。本文根據(jù)課程的教學(xué)內(nèi)容與特點(diǎn)，設(shè)計開發(fā)了測試技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，通過可視化仿真軟件將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行再現(xiàn)，給學(xué)生以直觀、形象的認(rèn)識。這種教學(xué)方式便于靈活安排教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到提高授課質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目的。

一、仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與設(shè)計

測試技術(shù)課程涉及的知識面廣，學(xué)科跨度大。經(jīng)過廣泛調(diào)研，本仿真實(shí)驗(yàn)平臺以過程控制系統(tǒng)中的液位、溫度、壓力與流量四個物理量作為測試與控制的目標(biāo)，在結(jié)構(gòu)上則采用模塊化設(shè)計，安排在同一個系統(tǒng)中。要求仿真實(shí)驗(yàn)不但能對各個模塊的物理量進(jìn)行實(shí)時測試與監(jiān)控，而且還具有目標(biāo)值設(shè)定、參數(shù)調(diào)整及曲線繪制等功能。在仿真實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)上，通過建立各模塊回路的模型，利用PLC對控制系統(tǒng)進(jìn)行軟、硬件設(shè)計，并基于InTouch開發(fā)仿真軟件，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)時監(jiān)控。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕?/p>

根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與要求，這里采用機(jī)理法建立整個測試控制系統(tǒng)的模型。如圖1所示，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用雙泵源，其中一個為液位、壓力和流量控制回路提供能源，另外一個為溫度控制回路的提供能源，且每個泵都有低壓短路、失壓和過載保護(hù)。仿真實(shí)驗(yàn)選用的介質(zhì)為水，12個電磁閥負(fù)責(zé)控制液流的通斷。在液位、壓力、流量回路中安有電動調(diào)節(jié)閥，控制系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定值和傳感器的測量值自動調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行實(shí)時控制。下面以液位仿真實(shí)驗(yàn)為例說明各子系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)和控制過程。

1.模型結(jié)構(gòu)。液位控制子系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。液位控制實(shí)驗(yàn)開始前，先將手動閥調(diào)節(jié)到一定開度，液位子系統(tǒng)開始運(yùn)行時，電磁閥1-3自動打開，泵將水從下水槽抽到上水槽中。上水槽安有液位傳感器，電動調(diào)節(jié)閥根據(jù)傳感器的反饋，調(diào)節(jié)閥的開度，對上水槽的液位進(jìn)行控制。

2.控制方框圖。為了使液位快速穩(wěn)定在目標(biāo)值，控制系統(tǒng)采用PLC通過PID方法來實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，液位控制子系統(tǒng)是一個閉環(huán)系統(tǒng)，通過PLC的PID模塊，調(diào)節(jié)閥的開度來控制電動閥的流量，從而改變液位的高度，當(dāng)液位傳感器檢測到液位實(shí)際值，將其反饋給PLC，從而達(dá)到控制上水槽液位平衡的目的。

同理，流量、溫度和壓力子系統(tǒng)也采用相同的原理和方法進(jìn)行建模與控制。

三、仿真實(shí)驗(yàn)的實(shí)時監(jiān)控

為了方便教學(xué)，給學(xué)生建立直觀、形象的認(rèn)識，仿真實(shí)驗(yàn)開發(fā)了基于InTouch的軟件平臺。InTouch是Wonderware公司的一種工業(yè)自動化組態(tài)監(jiān)控軟件，它能高效、快捷地配置用戶的應(yīng)用程序。

1.InTouch與PLC的通訊。當(dāng)上位機(jī)與PLC通信時，需要分別在InTouch、OPCLink、PC access中進(jìn)行設(shè)定。本實(shí)驗(yàn)選用西門子公司的S7-200型PLC。首先，在InTouch中設(shè)定訪問名S7-200，并將標(biāo)記名設(shè)定為I/O型。然后啟動InTouch自帶的IO server--OPCLink工具，并選擇西門子的PC access作為OPC server。在PC access中設(shè)定的項(xiàng)目名要與InTouch中的設(shè)定一致。設(shè)定完成后，在PC access左邊窗口中顯示與上位機(jī)對應(yīng)的項(xiàng)目名，右邊窗口建立上位機(jī)于下位機(jī)對應(yīng)地址的聯(lián)系，如圖4所示。這時，InTouch與S7-200完成通訊，可以對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

2.仿真軟件的開發(fā)與應(yīng)用。圖5所示為本仿真實(shí)驗(yàn)上位機(jī)監(jiān)控的主界面，在教學(xué)中可以根據(jù)需要選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。畫面左側(cè)，是仿真實(shí)驗(yàn)的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，右側(cè)是四個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的縮略圖，單擊其任意一個畫面就可進(jìn)入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)界面。如圖6所示，在液位檢測控制界面中，可以對當(dāng)前的液位子系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。圖的左側(cè)是實(shí)時監(jiān)控畫面，右上方為參數(shù)設(shè)定區(qū)，包括液位高度的設(shè)定及PID調(diào)節(jié)器中增益值、采樣時間、積分時間與微分時間的設(shè)定，右下方是液位曲線顯示區(qū)。當(dāng)設(shè)定好相關(guān)初值后，點(diǎn)單擊“運(yùn)行”按鈕，左側(cè)結(jié)構(gòu)圖能動態(tài)顯示液流流動過程，此時圖中的電磁閥由紅色變?yōu)榫G色，這表示PLC已自動打開相應(yīng)的電磁閥，液位曲線則表示液位值隨時間變化的值。

在液位監(jiān)控界面，點(diǎn)擊“歷史趨勢”按鈕，進(jìn)入“歷史趨勢曲線”界面，可以查看和分析實(shí)驗(yàn)曲線的歷史過程。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，為了接近實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，界面右上角設(shè)置了報警燈，對操作過程中泵過載等問題進(jìn)行報警顯示。

《測試技術(shù)與信號分析》可視化仿真實(shí)驗(yàn)平臺是改善該課程教學(xué)環(huán)境的重要手段。這種動態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)不但可以靈活安排在課堂教學(xué)中，豐富教學(xué)內(nèi)容，有效改善理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相脫節(jié)的現(xiàn)狀，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的不足，而且能將枯燥、抽象的知識點(diǎn)變得生動、形象，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)和學(xué)習(xí)效率，取得較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊三青，王仁明，曾慶山.過程控制[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008.

[2]齊臣坤，李少遠(yuǎn).液位過程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003.

[3]孫洪程，魏杰，王儉編譯.過程自動檢測與控制技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[4]王力涵.過程控制系統(tǒng)仿真平臺的設(shè)計：[學(xué)位論文].青島：山東科技大學(xué)，2009.

[5]黃忠霖編譯.自動控制原理的MATLAB實(shí)現(xiàn)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[6]尹一鳴.基于LabVIEW和PLC的過程控制系統(tǒng)的設(shè)計.儀表技術(shù)與傳感器[J]，2010（3）：39-41.

[7]方，虎恩典，李帥，李曉婷.西門子PLC與組態(tài)王在葡萄酒發(fā)酵過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.制造業(yè)自動化[J]，2011（3）：39-43.

[8]InTouch用戶指南.Wonderware公司[Z].

第4篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

【關(guān)鍵詞】橋式濾波電路；NI Multisim 10； EDA；仿真

一、NI Multisim 10簡介

NI Multisim 10軟件是一個專門用于電子電路仿真與設(shè)計的EDA工具軟件。使用NI Multisim 10可以交互式地搭建電路原理圖，并對電路進(jìn)行仿真，該軟件提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣使用者可以很快進(jìn)行捕獲，仿真和分析新的設(shè)計，使其更適合電子教育教學(xué)，通過Multisim 和虛擬器技術(shù)，使用者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真，再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。 Multisim 軟件使模擬電路、數(shù)字電路的設(shè)計及仿真更為方便，并且廣泛的應(yīng)用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，方便老師教學(xué)講解，也便于學(xué)生理解學(xué)習(xí)。

NI Multisim 10操作界面，如圖1所示。

圖1

二、實(shí)驗(yàn)原理

在本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該掌握二極管橋式整流電路的工作原理，并比較橋式整流電路的輸入和輸出電壓波形。測試橋式整流電路輸出電壓值UL和輸入交流電壓值U，并與計算值比較。觀察濾波電容接與不接對輸出電壓波形的影響，了解濾波電容的作用。觀察濾波電容及負(fù)載電阻大小變化對輸出脈動電壓的影響。

全波橋式整流電路電阻負(fù)載時直流電壓平均值UL與輸入交流電壓有效值U的關(guān)系為

UL=0.9U

橋式整流輸出電壓的脈動頻率f0為交流電源頻率f（=50HZ）的兩倍，也等于交流電源周期T倒數(shù)的兩倍，即

f0=2f=2/T

橋式整流電路中每個二極管兩端所加的反向峰值電壓Um為等于交流電壓的有效值U的倍，為保證安全選取整流二極管時最大反向峰值電壓URM應(yīng)取2U。整流濾波電路的平均直流輸出電壓UCL可用輸出電壓的峰值UP減去脈動電壓峰峰值UP-P的一半來計算，即

UCL=（UP-UP-P）/2

在小電流輸出的情況下，全波整流電容濾波電路（包括橋式整流電容濾波電路）的直流輸出電壓可估算為交流電壓有效值得1.2倍，即

UCL1.2U

三、實(shí)驗(yàn)電路（如圖2所示）

四、在NI Multisim 10搭建實(shí)驗(yàn)電路

建立如圖2所示的橋式整流濾波電路，按下Space（空格）鍵，使開關(guān)S1處于打開位置，分別雙擊示波器和數(shù)字萬用表的圖標(biāo)打開其面板，并進(jìn)行設(shè)置。單擊仿真電源開關(guān)，觀察XSC1、XSC2示波器屏幕上的波形并進(jìn)行記錄，記錄數(shù)字萬用表的數(shù)字顯示。按下仿真暫停鍵，用讀數(shù)指針測試兩條曲線的最大值。記錄讀數(shù)指針讀取的數(shù)值和數(shù)字萬用表顯示的數(shù)字，如表1所示。

參考文獻(xiàn)：

[1]付植桐.電子技術(shù)（第3版）. 高等教育出版社，2008年11月.

[2]李新平，郭勇.電子設(shè)計自動化技術(shù).高等教育出版社，2009年6月.

第5篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

【關(guān)鍵詞】高中物理；虛擬仿真；實(shí)驗(yàn)

目前對于物理演示實(shí)驗(yàn)的研究主要集中于在新課改的理念下，怎樣才能更好的結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生在課堂上的主體地位，從而創(chuàng)建高效課堂；對于仿真物理實(shí)驗(yàn)的研究大多也停留在仿真物理實(shí)驗(yàn)的深入應(yīng)用和設(shè)計方面，對于仿真物理實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)的討論。對于仿真物理實(shí)驗(yàn)的課堂應(yīng)用效果研究較少。本文的主要內(nèi)容在于研究物理課堂中的傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)與基于flash的物理仿真演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)的討論，哪種實(shí)驗(yàn)更有利于教學(xué)設(shè)計。

一、關(guān)鍵概念解釋

探究即“深入探討，反復(fù)研究”，筆者認(rèn)為探究是人們發(fā)現(xiàn)問題、搜集數(shù)據(jù)、形成解釋、解決問題從而實(shí)現(xiàn)從未知到已知的一個知識建構(gòu)的過程。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的重要途徑，是物理課程目標(biāo)和內(nèi)容的必要組成部分，學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究方法。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是指利用多媒體和仿真技術(shù)在計算機(jī)上對傳統(tǒng)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的各操作環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果等價于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果。虛擬實(shí)驗(yàn)建立在一個虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境（平臺仿真）之上，而注重的是實(shí)驗(yàn)操作的交互性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的仿真性。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)概述

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在高中物理課程各個模塊中都安排了一些典型的科學(xué)探究或物理實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要方式，大體上可以分為如下四種：

A.儀器使用類實(shí)驗(yàn)：如游標(biāo)卡尺、彈簧秤的使用等；

B.測量類實(shí)驗(yàn)：如測定勻變速直線運(yùn)動的加速度；

C.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：如動量守恒定律的驗(yàn)證等；

D.探究類實(shí)驗(yàn)：如探究平拋物體的運(yùn)動，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系等。

三、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

目前最權(quán)威的仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是中國科技大學(xué)天文與應(yīng)用物理系開發(fā)的大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，該成果在國內(nèi)一些高校得到廣泛應(yīng)用。這套軟件的特點(diǎn)在于采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)建模，對儀器和器件實(shí)現(xiàn)模塊化，用數(shù)值模型建立儀器原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、操作的各種數(shù)學(xué)關(guān)系，用圖像模型表現(xiàn)操作的真實(shí)感，并用事件驅(qū)動方式將它們編制出來，使得這種軟件具有任意的操作性和真實(shí)的交互功能，實(shí)現(xiàn)可設(shè)計性和真實(shí)感。

與在高等學(xué)校中的發(fā)展和應(yīng)用狀況相比，物理仿真實(shí)驗(yàn)在普通高中階段仍然沒有很大的發(fā)展，很多高中物理仿真實(shí)驗(yàn)，只是具有演示功能，離真正的交互實(shí)驗(yàn)、學(xué)生自主設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)還有很大的距離。大多數(shù)只是在課堂上利用PPT來演示播放flas讓學(xué)生觀察，并沒有讓學(xué)生自己去操作。因此很大部分的仿真實(shí)驗(yàn)還不是真正的仿真！缺少開發(fā)高中物理仿真實(shí)驗(yàn)的人才，也是物理仿真實(shí)驗(yàn)在高中鮮有應(yīng)用的原因，一般情況下懂物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的人不懂軟件開發(fā)，懂軟件開發(fā)的人不懂物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

四、高中物理仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)的必要性與優(yōu)越性

1.仿真實(shí)驗(yàn)引入高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

高中物理是普通高中科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)課程，與九年義務(wù)教育物理或科學(xué)課程相銜接，旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。高中物理課程有助于學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)基本的物理知識與技能；體驗(yàn)科學(xué)探究過程，了解科學(xué)研究方法；增強(qiáng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，發(fā)展探索自然、理解自然的興趣與熱情；認(rèn)識物理學(xué)對科技進(jìn)步以及文化、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的影響；為終身發(fā)展，形成科學(xué)世界觀和科學(xué)價值觀打下基礎(chǔ)。

2.仿真實(shí)驗(yàn)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)越性

仿真實(shí)驗(yàn)在高中教學(xué)中應(yīng)用，它不僅可以逼真地模擬實(shí)際的物理環(huán)境，也可以模擬實(shí)際的儀器，大量的真實(shí)實(shí)驗(yàn)都可以用仿真實(shí)驗(yàn)來模擬和再現(xiàn)。而且，仿真實(shí)驗(yàn)有著真實(shí)實(shí)驗(yàn)無法取代的優(yōu)越性，這具體體現(xiàn)在：

（1）仿真實(shí)驗(yàn)具有可擴(kuò)展性。

（2）通過計算機(jī)仿真模擬一些重要的、在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下難以完成的物理實(shí)驗(yàn)，則可彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的不足，提高物理實(shí)驗(yàn)的演示效果。

（3）仿真實(shí)驗(yàn)在計算機(jī)虛擬的環(huán)境下，可以完成現(xiàn)實(shí)條件下不可能完成的實(shí)驗(yàn)。

（4）對于真實(shí)實(shí)驗(yàn)無法完成的抽象的物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)室無法完成的真實(shí)物理圖景，仿真實(shí)驗(yàn)都可以完成。

（5）仿真實(shí)驗(yàn)可以突破客觀條件限制，是一種較好的“理想實(shí)驗(yàn)”法。

五、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢和不足

Flash因其采用矢量圖，具有交互性，所以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的圖形界面可以做的非常逼真，操作也可以做到非常簡單，比 Matlab 等軟件在界面處理上要好很多，有利于我們讓學(xué)生更直觀的了解一些危險性實(shí)驗(yàn)。

由于 Flash 主要用于簡單動畫制作、動態(tài)文字制作、廣告設(shè)計等領(lǐng)域，其本身不擅長科學(xué)計算，有時計算明顯具有誤差，并且在多層循環(huán)時，響應(yīng)速度已經(jīng)相當(dāng)乏力，如果再在多層循環(huán)中進(jìn)行大量運(yùn)算，忽略仿真效果，忽略響應(yīng)時間的問題，動畫能也幾乎不能正常運(yùn)行了。

第6篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

ElectronicsWorkbench(簡稱EWB)，中文又稱電子工程師仿真工作室。EWB5.12軟件的仿真功能十分強(qiáng)大，近似100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果。而且，它就像在實(shí)驗(yàn)室桌面或工作現(xiàn)場那樣提供了示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器，萬用表等廣播電視設(shè)備設(shè)計、檢測與維護(hù)必備的儀器、儀表工具。采用EWB虛擬電子工作臺，即通過計算機(jī)軟件仿真的方法，對電子線路分析進(jìn)行模擬，下面以電子線路中設(shè)計的一個穩(wěn)壓電源實(shí)際電路為例，詳細(xì)講述其操作程序，以掌握電路仿真分析的應(yīng)用方法。EWB軟件最明顯的特點(diǎn)是：仿真手段切合實(shí)際，選用元器件、儀器與實(shí)際情形非常相近。用EWB進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程非常接近實(shí)際操作的效果。各元器件選擇范圍廣，參數(shù)修改方便，不會像實(shí)際操作那樣多次地把元件焊下而損壞器件和印刷電路板。軟件不但提供了各種豐富的分立元件和集成電路等元器件,還提供了各種豐富的調(diào)試測量工具：各種電壓表、電流表、示波器、指示器分析儀等。是一個全開放性的仿真實(shí)驗(yàn)和課件制作平臺,給我們提供了一個實(shí)驗(yàn)器具完備的綜合性電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。

關(guān)鍵詞：EWB，仿真，電子技術(shù)

目錄

摘要

目錄

第1章前言

1.1簡介

1.2EWB的使用

第2章EDA仿真技術(shù)在電子線路分析中的應(yīng)用

2.1軟件的功能與特點(diǎn)

2.1.1軟件仿真分析設(shè)計流程

2.2應(yīng)用仿真軟件對實(shí)際電子線路進(jìn)行仿真分析舉例

圖2-2導(dǎo)線連接圖

2.2.2儀器的使用

2.2.3電路的仿真分析

2.2.4設(shè)計指標(biāo)測試

第3章EWB在《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的應(yīng)用

3.1在模擬電子技術(shù)中使用EWB的必要性

3.2研究的方法與內(nèi)容

3.3單級放大器放大特性的研究

3.3.1相關(guān)數(shù)據(jù)的計算

3.3.2數(shù)據(jù)的分析

3.3.3單極放大器放大特性分析

3.4放大器的最佳工作點(diǎn)與晶體管最大允許輸入電壓的研究

3.5諧振蕩器與波形變換

3.5.1測量振蕩周期與波形

3.5.2輸出波形的改善和應(yīng)用

3.6集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用

3.6.1反相與求和電路

3.6.2文氏橋式及RC振蕩電路

第4章結(jié)論

致謝

參考文獻(xiàn)

第1章前言

1.1簡介

隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子線路的設(shè)計工作也日益顯得重要。經(jīng)過人工設(shè)計、制作實(shí)驗(yàn)板、調(diào)試再修改的多次循環(huán)才定型的傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計方法必然被計算機(jī)輔助設(shè)計所取代，因?yàn)檫@種費(fèi)時費(fèi)力又費(fèi)資源的設(shè)計調(diào)試方法既增加了產(chǎn)品開發(fā)的成本，又受到實(shí)驗(yàn)工作場地及儀器設(shè)備的限制。為了克服上述困難，加拿大InteractiveImageTechnologies公司推出的基于Windows95／98／NT操作系統(tǒng)的EDA軟件（ElectronicsWorkbench“電子工作臺”，EWB）。他可以將不同類型的電路組合成混合電路進(jìn)行仿真。EWB是用在計算機(jī)上作為電子線路設(shè)計模擬和仿真的新的軟件包，是一個具有很高實(shí)用價值的計算機(jī)輔助設(shè)計工具。目前已在電子工程設(shè)計等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。與目前流行的電路仿真軟件相比較，EWB具有界面直觀、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。他改變了有些電路仿真軟件輸入電路采用文本方式的不便之處，該軟件在創(chuàng)建電路、選用元器件的測試儀器等均可以直接從屏幕圖形中選取，而且測試儀器的圖形與實(shí)物外形基本相似，從而大大提高了電子設(shè)計工作的效率。此外，從另一角度來看，隨著計算機(jī)技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子與電工設(shè)計，已經(jīng)步入了電子設(shè)計自動化（EDA）的時代，采用虛擬仿真的手段對電子產(chǎn)品進(jìn)行前期工作的調(diào)試，已成為一種發(fā)展的必然趨勢。通過對實(shí)際電子線路的仿真分析，從而提高對電路的分析、設(shè)計和創(chuàng)新能力。

1.2EWB的使用

ElectronicsWorkbench(簡稱EWB)，中文又稱電子工程師仿真工作室。該軟件是加拿大交換圖像技術(shù)有限公司(INTERACTIVEIMAGETECHNOLOGIESLtd)在90年代初推出的EDA軟件。而在國內(nèi)應(yīng)用EWB軟件，卻是近幾年的事。目前應(yīng)用較普遍的EWB軟件是在Windows95/98環(huán)境下工作的ElectronicsWorkbench5.12(簡稱EWB5.12)，該公司近期又推出了最新電子電路設(shè)計仿真軟件EWB6.0版本。

在眾多的應(yīng)用于計算機(jī)上的電路模擬EDA軟件中，EWB5.12軟件就像一個方便的實(shí)驗(yàn)室。相對其它EDA軟件而言，它是一個只有幾兆的小巧EDA軟件。而且功能也較單一、似乎不太可能成為主流的EDA軟件形象，也就是用于進(jìn)行模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真。

但是，EWB5.12軟件的仿真功能十分強(qiáng)大，近似100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果。而且，它就像在實(shí)驗(yàn)室桌面或工作現(xiàn)場那樣提供了示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器，萬用表等廣播電視設(shè)備設(shè)計、檢測與維護(hù)必備的儀器、儀表工具。EWB5.12軟件的器件庫中則包含了許多國內(nèi)外大公司的晶體管元器件，集成電路和數(shù)字門電路芯片。器件庫沒有的元器件，還可以由外部模塊導(dǎo)入。

EWB5.12軟件是眾多的電路仿真軟件最易上手的。它的工作界面非常直觀、原理圖與各種工具都在同一個窗口內(nèi)，即使是未使用過它的工程技術(shù)人員，稍加學(xué)習(xí)就可以熟練地應(yīng)用該軟件。現(xiàn)代的廣播電視設(shè)備電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而EWB5.12軟件，可以使你在許多電路設(shè)計、檢測與維護(hù)中無須動用電烙鐵就可以知道它的結(jié)果，而且若想更換元器件或改變元器件參數(shù)，只須點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)即可。

第7篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

關(guān)鍵詞：信號與系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)；仿真平臺

0 引言

在信號與系統(tǒng)課程開設(shè)初期，國內(nèi)外各院校就已經(jīng)意識到，要深刻理解這門課程，必須在理論授課的同時，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)建立直觀概念。因此，在這個時期，許多大學(xué)開發(fā)了實(shí)驗(yàn)箱。隨著算法工程化思想與技術(shù)的逐步成熟，人們越來越重視在MATLAB下進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)。在九十年代，國外一些一流大學(xué)，如麻省理工大學(xué)、牛津大學(xué)、斯坦福大學(xué)等將信號與系統(tǒng)課程與計算機(jī)緊密結(jié)合，采用計算機(jī)完成信號與系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并將其稱之為計算機(jī)實(shí)驗(yàn)，即利用MATLAB軟件進(jìn)行仿真，做到了基本原理可視化和基本運(yùn)算可操作化。在2000年初期，我國向國外高校學(xué)習(xí)，并逐步引入基于MATLAB的仿真實(shí)驗(yàn)平臺。本文根據(jù)我國此課程的教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)行了信號與系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺研究。

1 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方式以及存在的問題

目前國內(nèi)高校信號與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)完成情況大致可以分為四類：1.采用MATLAB軟件仿真 2.采用軟件仿真和實(shí)驗(yàn)箱結(jié)合；3.采用實(shí)驗(yàn)箱；4.沒有開設(shè)實(shí)驗(yàn)。做的比較好的就是將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與MATLAB仿真結(jié)合，針對課程設(shè)置應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行綜合性、自主設(shè)計性等實(shí)驗(yàn)。但是由于學(xué)校條件等限制，我國多數(shù)高校信號與系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過自主開發(fā)硬件設(shè)備或購買實(shí)驗(yàn)箱來完成，甚至一些三本院校由于投入經(jīng)費(fèi)不足而不能完成實(shí)踐教學(xué)。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法雖然在一定程度上鍛煉了學(xué)生的動手能力，但是還存在一些缺陷：

（1）學(xué)生不了解實(shí)驗(yàn)原理的情況下，只要接線正確且實(shí)驗(yàn)儀器工作正常就能完成 實(shí)驗(yàn)，這樣就無法達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

（2）學(xué)生在教師或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書的幫助下較好的完成接線或者實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，但是由于對實(shí)驗(yàn)原理不夠了解，缺乏對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的思考和分析，無法真正掌握所學(xué)知識，實(shí)驗(yàn)過程一旦出現(xiàn)問題，無法及時排查，依賴?yán)蠋熃鉀Q，增加了老師的工作量。

（3）受硬件條件的限制，實(shí)驗(yàn)箱得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。此外，使用實(shí)驗(yàn)箱可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有限，試驗(yàn)參數(shù)也只能在一定的范圍內(nèi)選擇，不利于培養(yǎng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。

2 系統(tǒng)方案

本系統(tǒng)是以信號與系統(tǒng)課程為出發(fā)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和科研引導(dǎo)性的實(shí)驗(yàn)仿真平臺，主要包括以下四個模塊。

（1）信號與系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)?zāi)K。這一模塊以課程內(nèi)容為主，建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)仿真平臺，不僅可以彌補(bǔ)教學(xué)和硬件設(shè)備實(shí)驗(yàn)的不足，也有助于解決實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入不足的情況下，實(shí)踐教學(xué)活動的正常開展。

（2）實(shí)際信號與理論知識的對應(yīng)分析模塊。由于信號與系統(tǒng)這門課特別抽象，學(xué)習(xí)者在長時間的枯燥課堂教學(xué)之后， 特別渴望知道：這門課用在哪里？ 如何應(yīng)用？ 信號與系統(tǒng)的物理概念究竟體現(xiàn)在哪里？顯然在驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)中不能找到答案。 如果針對生活場景中的信號、系統(tǒng)問題開展趣味擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，如單頻信號的頻譜、音叉的頻譜、人聲與樂器的頻譜、圖像信號的幅度與相位等，不僅可以滿足學(xué)習(xí)者的求知欲望，又可以激發(fā)學(xué)習(xí)者繼續(xù)研究探索的欲望。

（3）與相關(guān)專業(yè)課程的聯(lián)合建設(shè)模塊。信號與系統(tǒng)內(nèi)容涉及到兩大系統(tǒng)三大變換，是數(shù)字信號處理、自動控制原理的前導(dǎo)課，數(shù)字信號處理是對信號與系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展， 也是DSP技術(shù)與應(yīng)用的前導(dǎo)課。因此，我們以信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理這兩門系列課程的基本理論為核心，通過對信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理兩門課程內(nèi)容重新規(guī)劃、設(shè)計， 并將DSP 技術(shù)與應(yīng)用課程納入其中， 以開發(fā)DSP系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)填補(bǔ)信號與系統(tǒng)仿真建模和實(shí)際應(yīng)用的空白，目的在于使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動探索， 有效培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識、應(yīng)用新知識的能力， 從而全面提高學(xué)生的素質(zhì)。

（4）工程應(yīng)用問題模塊。信號與系統(tǒng)課程介紹的信號分析方法具有很強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用性，傳統(tǒng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)中往往深入的不夠，一般在課程設(shè)計中完成諸如濾波器設(shè)計等任務(wù)，但即使學(xué)生設(shè)計了再復(fù)雜的濾波器，仍不知其有何與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)，造成理論方法學(xué)習(xí)與應(yīng)用實(shí)踐之間的割裂，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，一門十分重要的基礎(chǔ)課往往被學(xué)生錯誤的定義為難學(xué)的、不知何用的課程。因此，本模塊從實(shí)際出發(fā)，建立語音信號檢測識別、處理與合成等工程問題。

3 系統(tǒng)在教學(xué)中的功能

在此實(shí)驗(yàn)平臺上，首先可以完成信號與系統(tǒng)課程實(shí)踐教學(xué)，其次可開展針對生活場景的信號與系統(tǒng)的趣味擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)以及語音、樂音的信號檢測、處理與合成等工程問題研究與實(shí)踐，再其次可以開展信號與系統(tǒng)在后續(xù)專業(yè)課程中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，最后還可以作為一些本科畢業(yè)設(shè)計的仿真平臺。

4 結(jié)束語

此實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計方案利用最新的信息技術(shù)成果服務(wù)教學(xué)、用常見生活實(shí)例驗(yàn)證理論知識、用最前沿的科技發(fā)展作為“需求牽引”引導(dǎo)專業(yè)建設(shè)。不僅可以滿足信號與系統(tǒng)課程教學(xué)需要，而且還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題以及解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 高強(qiáng)，戚銀城等， 信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)教程（MATLAB版）[M]。北京：電子工業(yè)出版社， 2007， 4。

[2] 黃元福，林寧等， 信號與系統(tǒng)（第二版）[M]。北京：電子工業(yè)出版社， 2006。

[3] 胡永生，譚業(yè)武，楊玲玲， 基于MATLAB的“信號與系統(tǒng)”虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究[J]。山西電子技術(shù)，2012.4。

第8篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

【關(guān)鍵詞】：仿真實(shí)驗(yàn) 物理實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新

物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要部分，在物理學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展中物理實(shí)驗(yàn)占有十分重要的地位，同時在推動其他科學(xué)、工程技術(shù)的發(fā)展中也起到重要的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接收系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是理工類各專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。它的目的是：（1）培養(yǎng)學(xué)生的以下幾方面的科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作能力：即正確使用儀器、進(jìn)行測量、出來數(shù)據(jù)、分析結(jié)果以及撰寫實(shí)驗(yàn)報告等，使學(xué)生初步掌握實(shí)驗(yàn)科學(xué)的思想和方法；（2）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科學(xué)思維，使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)研究的基本方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和分析能力；（3）提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格、細(xì)致、實(shí)事求是、認(rèn)真嚴(yán)肅、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生積極主動的探索精神以及團(tuán)結(jié)合作、愛護(hù)國家財產(chǎn)的道德品質(zhì)；（4）培養(yǎng)學(xué)生善于動腦、樂于動手、講究科學(xué)方法、遵守操作規(guī)程、注意安全等科學(xué)習(xí)慣?？傊?，是為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作奠定一個良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

一、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

（一）由于學(xué)校擴(kuò)招及多很實(shí)驗(yàn)設(shè)備耗資太大、實(shí)驗(yàn)室不能購買等原因，很多高校實(shí)驗(yàn)室存在儀器設(shè)備落后、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一等問題。嚴(yán)重制約了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高及實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展，不利于培養(yǎng)與時俱進(jìn)的人才。

（二）每個實(shí)驗(yàn)開始之前，都要求學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，但是學(xué)生在寫預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報告時，往往是照抄照搬教材上的內(nèi)容，對于實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)備、操作步驟和操作過程中的注意事項(xiàng)根本沒有用心去閱讀并體會，這樣的應(yīng)付性勞動，極大的限制了學(xué)生的思維。

二、物理仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的積極作用

（一）提高教學(xué)質(zhì)量和效率

物理仿真實(shí)驗(yàn)是虛擬環(huán)境下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)儀器主要是虛擬儀器，只需購置計算機(jī)等少量的硬件資源和軟件《大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)》即可開設(shè)實(shí)驗(yàn)?！洞髮W(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)》分為三部分，包含了凱特擺測重力加速度、核磁共振、螺線管磁場及其測量、檢流計的特性、單透鏡物理實(shí)驗(yàn)、分光計實(shí)驗(yàn)、空氣比熱容比測定、電子荷質(zhì)比的測定、楊氏模量、邁克耳遜干涉儀、牛頓環(huán)測量曲率半徑、介電常數(shù)的測量等豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只要將仿真軟件安裝到計算機(jī)上，就可以進(jìn)行軟件里面的任何實(shí)驗(yàn)，這就解決了實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備落后、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一的問題，而且由于有豐富的資源，更有利于學(xué)生自主開發(fā)實(shí)驗(yàn)，故更利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新思維。有些實(shí)驗(yàn)儀器比較昂貴，易于損耗，普通高校一般難以開出。而仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軤I造一個虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境使無法開設(shè)的實(shí)驗(yàn)得以開設(shè)，學(xué)生只要在裝有《大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)》軟件的電腦上就能進(jìn)行整個實(shí)驗(yàn)的操作，并且能看到測量結(jié)果完成實(shí)驗(yàn)。由于是在虛擬環(huán)境下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，所以不存在儀器設(shè)備的損壞，操作者的心理壓力小，更樂于去動手，在操作過程中遇到問題解決問題。

仿真實(shí)驗(yàn)是一種新的實(shí)驗(yàn)方式，它利用計算機(jī)把實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教師指導(dǎo)和學(xué)生操作有機(jī)地融為一體。如果學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前沒接觸過該實(shí)驗(yàn)儀器，很多學(xué)生就會拿著書與儀器的部件一一進(jìn)行對照，甚至在不清楚儀器正確使用方法和操作注意事項(xiàng)的情況下而進(jìn)行了錯誤的操作，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中斷、儀器損壞。仿真實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)儀器的關(guān)鍵部位能夠拆卸，增強(qiáng)學(xué)生對儀器功能的熟悉和使用方法的訓(xùn)練。而如果課前學(xué)生通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，對實(shí)驗(yàn)所用儀器的整體結(jié)構(gòu)建立起直觀的認(rèn)識后，那么上面損壞儀器的情況出現(xiàn)的幾率就會大大降低。比如分光計的調(diào)整與使用實(shí)驗(yàn)，每臺儀器近乎萬元，讓學(xué)生在對儀器毫不熟悉的情況下直接接觸實(shí)驗(yàn)儀器會增加儀器受損的風(fēng)險。所以我們首先進(jìn)行分光計的仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生通過仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，對儀器的結(jié)構(gòu)和調(diào)試技術(shù)有了整體認(rèn)識，而通過計算機(jī)操作，也掌握了一定的操作技巧，然后我們再讓學(xué)生去做相關(guān)實(shí)物實(shí)驗(yàn)。而對于實(shí)驗(yàn)難度較高的實(shí)驗(yàn)，也是先進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，再進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，如此就縮短了做實(shí)驗(yàn)的時間。通過仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)后，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)有一個整體的認(rèn)識，然后在進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)時會感到心中有數(shù)，操作起來更輕松，這樣就大大提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。

（二）營造多樣化教學(xué)環(huán)境。我們學(xué)院專門拿出一間計算機(jī)機(jī)房作為物理仿真實(shí)驗(yàn)室，每周周一至周五開放，學(xué)生可以隨時去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。如果學(xué)生自己擁有計算機(jī)，便可在課外繼續(xù)實(shí)驗(yàn)亦可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)，為學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)帶來了方便。計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)走出實(shí)驗(yàn)室，克服了實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期受到場地、課時限制的困擾，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在時間和空間上得到延伸，學(xué)生能夠充分的學(xué)習(xí)和掌握實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，這也利于學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇實(shí)驗(yàn)，可滿足不同層次學(xué)生的需求，極大的調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（三）對于實(shí)物實(shí)驗(yàn)，實(shí)際操作中由于儀器的缺陷、實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及人為不當(dāng)操作等因素的影響，致使結(jié)果誤差較大，從而影響學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣。仿真實(shí)驗(yàn)采用虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，最大限度地避免了實(shí)際中存在的各種不利因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較準(zhǔn)確，所以通過仿真實(shí)驗(yàn)可以極大地增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的信心，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度，是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一個有益的必要的補(bǔ)充。

三、仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的不足之處

盡管仿真實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中有一定的積極作用，但它仍具有有一定的局限性。一方面，仿真實(shí)驗(yàn)中的儀器相對比較精確，使學(xué)生不能通過數(shù)據(jù)處理、誤差分析等環(huán)節(jié)訓(xùn)練來體驗(yàn)和分析產(chǎn)生誤差的主要原因。另一方面，在使用仿真軟件的過程中，對儀器的操作主要是通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊來實(shí)現(xiàn)，缺乏真實(shí)感，并且缺少實(shí)際動手的機(jī)會，從而減少了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到實(shí)驗(yàn)故障并排除故障的機(jī)會。

第9篇：仿真實(shí)驗(yàn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；醫(yī)學(xué)；教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）25-0260-02

醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的專業(yè)教學(xué)過程中占有重要的地位，醫(yī)學(xué)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法對醫(yī)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作至關(guān)重要。隨著日新月異的科技發(fā)展，新的醫(yī)學(xué)理論和技術(shù)層出不窮。實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法對學(xué)科的輻射越來越大，在臨床預(yù)防、診斷、治療以及科研工作中得以廣泛應(yīng)用，對基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)各學(xué)科的發(fā)展起到了極大的推動作用。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對象，突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式限制，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，將抽象的內(nèi)容具體化、形象化，給學(xué)生留下深刻的記憶，也給教員提供了方便，大大提高了教學(xué)質(zhì)量[1]。

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用優(yōu)勢

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是以計算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)和數(shù)碼仿真技術(shù)為核心，生物仿真引擎、處理因素數(shù)據(jù)庫、虛擬環(huán)境界面等多種技術(shù)為支撐的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。在計算機(jī)環(huán)境中建立的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境使實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣運(yùn)用各種虛擬實(shí)驗(yàn)器械和設(shè)備，對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行虛擬操作，完成各種預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，起到學(xué)習(xí)訓(xùn)練的作用。該系統(tǒng)由于不受試驗(yàn)動物、試劑的制約，學(xué)生在預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)或拓展訓(xùn)練時采用虛擬實(shí)驗(yàn)比實(shí)時實(shí)驗(yàn)有更大的優(yōu)越性。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教師綜合應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)通訊等多種技術(shù)，通過構(gòu)建一個逼真可視化的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對象，使學(xué)生在開放、自主、交互的虛擬環(huán)境中開展高效、安全且經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)，達(dá)到真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以實(shí)現(xiàn)的教學(xué)效果。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有明顯優(yōu)勢，并對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想、體系、模式、內(nèi)容、方法以及手段等都產(chǎn)生了顛覆性影響。學(xué)生通過對仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的反復(fù)多次模擬操作，可以加深對實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟的理解，還可節(jié)省大量時間進(jìn)行綜合性、設(shè)計性、探究性的實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供保障。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性