《測試技術(shù)》課程個人實驗室開發(fā)

張萍 王琳 趙奇平

【摘 要】本次基于虛擬儀器和嵌入式系統(tǒng)的《測試技術(shù)》課程個人實驗室開發(fā)，借助用于試用和學(xué)習(xí)的免費開發(fā)平臺，學(xué)生個人電腦資源，以及購入和定制價格低廉性能良好的多種傳感器和信號調(diào)理模塊，完成了多種信號分析與處理的軟件設(shè)計以及完整的測試系統(tǒng)的搭建和應(yīng)用.

【關(guān)鍵詞】測試技術(shù)；個人實驗室；虛擬儀器；嵌入式系統(tǒng)

一、引言

測試技術(shù)涉及多門學(xué)科，傳感器技術(shù)以各種物理、化學(xué)、生物機理為基礎(chǔ)，信號分析技術(shù)涉及電腦軟件技術(shù)及各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算。而模擬信號的調(diào)理，又涉及電子電路知識和技術(shù)。根據(jù)被測對象搭建一個最終能獲取有用信息的測試系統(tǒng)，對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動手能力至關(guān)重要。鑒于虛擬儀器對儀器功能的集成性和嵌入式系統(tǒng)的便攜性，本次工作應(yīng)用虛擬儀器和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)了一個測試技術(shù)個人實驗室（實驗庫）。

二、《測試技術(shù)》個人實驗室硬軟件資源及制備

（一）硬件資源及制備

傳感器資源：1.個人電腦，如話筒、鼠標(biāo)等。2.購入多種低價傳感器，如BMA250三軸加速度傳感器、各種溫度傳感器、智能小車避障傳感器等。

中間調(diào)理電路：購入和設(shè)計定制低價電路模塊。

數(shù)據(jù)采集卡：個人電腦的聲卡。

嵌入式系統(tǒng)：定制和購入一批價格低廉，性能優(yōu)良的ADuC812微控制器及外圍電路模塊。

（二）軟件資源及開發(fā)

虛擬儀器開發(fā)平臺：采用NI公司的Labview平臺，NI官網(wǎng)提供有免費Labview試用和學(xué)習(xí)版。

ADuC812開發(fā)包：AD公司提供有用于學(xué)習(xí)和客戶體驗的免費QuickStart開發(fā)包下載。

應(yīng)用程序：課題組開發(fā)多種基于虛擬儀器和嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序。

三、實驗開發(fā)

基于Labview平臺的實驗，軟件功能結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)存取模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊。開發(fā)了頻譜分析、相關(guān)分析、功率譜分析，以及周期信號的合成與分解實驗等。

基于嵌入式系統(tǒng)的測試系統(tǒng)開發(fā)以圖1所示的光纖位移傳感器為例，運行Quick-Start軟件包中的Download.exe程序把單片機的程序代碼寫入到ADuC812的閃速/電擦除程序存儲器。ADuC812完成兩路信號的數(shù)據(jù)采集和相除排噪、線性化處理、自檢以及自校功能。除常用硬件電路，還設(shè)計了AduC812與電腦通訊的RS-232 接口電路。

四、結(jié)論

借助虛擬儀器技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，硬件充分利用學(xué)生個人電腦資源，以及價廉的硬件芯片，軟件利用免費試用、學(xué)習(xí)平臺，開發(fā)了《測試技術(shù)》課程個人實驗室，對增加學(xué)生對課堂知識的感性認(rèn)識以及動手能力起到了非常好的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

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[3]康華光等. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版），北京：高等教育出版社， 1988， 342～391.

[4]JoelR.Williams提供.嵌入式系統(tǒng)及如何開發(fā)自己的嵌入式系統(tǒng).華恒嵌入式Linux技術(shù)資料網(wǎng)站（http：//www.hhen.org/）.

作者簡介：

張萍（1969.12）漢，湖北人，副教授。研究方向：測試技術(shù) 傳感器技術(shù) 自動化控制。