利用Labview软件辅助《检测与传感》教学

张蓬++曾鸣

针对《检测与传感》课堂教学中关于信号的描述、分析与处理这部分内容数学描述较多且概念抽象学生不好理解这一现象，以《检测与传感》课程中的信号描述和采样定理的课堂教学内容为例，研究了LabVIEW在该课程中的辅助教学方法，说明了利用LabVIEW编写相关内容的仿真软件进行辅助教学，可以帮助学生直观的理解抽象的原理，达到了良好的教学效果，同时也为其他类似课程的教学开辟了思路。

测试技术Labview信号描述采样定理一、引言

在高校机械大类专业课程体系中，《检测与传感》课程属于学科基础的必修课程，在其他机械工程专业课程体系中这门课程又称之为《机械工程测试技术》。测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段，它起着类似人的感觉器官的作用。通过测试可以揭示事物的内在联系和发展规律，从而推动科学技术的发展。

在工程技术领域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制、产品零部件、整机的性能试验和性能实验等，都离不开测试技术。

测试技术还广泛应用在机械设备的监测与故障诊断技术，如用于电力、石油化工、冶金等行业的大型、高速旋转机械。应用测试技术还可对设备的运行状态进行检测，如了解设备的温升、振动、噪声、应力应变、润滑油状况、异味等参数，保证设备的安全运行，预防和减少恶性事故的发生，消除故障隐患，保障人身和设备安全，提高生产率。所以，学好《检测与传感》这门课程对机械专业的学生来讲有着非常重要的意义。

为帮助学生更好地理解这门课程的理论知识和加强实践能力的培养，本课堂引入了美国NI公司的Labview软件进行辅助教学。

二、利用Labview编写波形函数图，帮助学生直观理解基本概念

LabVIEW是NI公司（National Instruments Corp，美国国家仪器公司）推出的一种功能强大的图形化编程虚拟仪器软件开发平台。LabVIEW的两大基本功能是DAQ数据采集和控制。LabVIEW采用图形化编程，与C语言等文本编程相比编程简单直观易于掌握，比较适合像机械专业这样非计算机类和非电类专业的学生学习。

《检测与传感》这门课主要讲授信号的描述、测量系统的基本特性、常用传感器技术、信号的调理与记录、信号分析与处理、计算机测试系统和测试技术的工程应用等内容。而LabVIEW针对数据采集、仪器控制、信号分析与处理等任务，提供的节点（函数）对底层协议进行了高度封装，用户只需直接调用即可。因此，可利用Labview方便的实现各种信号的函数波形，可形象的对信号的特征进行描述，方便学生对各种信号的理解。

例如，学生们大都可以根据定义判断出sin2（f0t+4sinf0t是准周期信号，cos2（f0t+2cos3（f0t是周期信号。但是由于这两个信号的波形图不太好画，因此对这两个信号的波形特征不太好理解。为得到这两个函数的波形，可以利用Labview的一个formula Waveform.vi函数，在其公式输入端连接一个字符串输入控件，将所要产生的波形公式进行输入，而在其输出端连接一波形显示控件即可将所要的函数波形进行显示。

图1是产生一个任意函数波形的程序（在Labview里称为vi），若要产生两个不同的函数波形，只需将以上函数面板程序全选并复制即可。图1中的frequency、amplitude、和formula分别对应于图2中显示面板中的幅值、频率和公式的输入控件，而图1中的波形图对应显示面板中的波形图显示控件。这些函数和控件都可以方便的从Labview自带的函数库和控件库中获取，用户在编程时只需按照自己的要求在编程面板中将数据线从函数或控件输入端，连到所需控件输出端即可完成编程。

图2是用Labview编写的任意函数波形产生程序（或称vi）的前面板运行图，在这个程序中可方便的通过修改函数波形的公式来产生任意波形，并且可直观的观测波形的特征。

三、利用Labview编写采样定理的仿真实验程序

模拟信号经过（A/D）变换转换为数字信号的过程称之为采样，信号采样后其频谱产生了周期延拓，在一定条件下，一个连续时间信号完全可以用该信号在等时间间隔上的瞬时样本值表示，这些样本值包含了该连续时间信号的全部信息，利用这些样本值可以恢复原连续时间信号。

四、结论

通过以上实例说明，在《检测与传感》课程教学过程中，利用Labview软件可以方便的编写诠释信号描述及采样定理的软件，以帮助学生更直观、更深刻地理解所学知识。不仅如此，Labview还具有强大的信号分析、信号处理和信号采集功能，利用这些功能还可针对课程的信号分析与处理、计算机测试系统和测试技术的工程应用等内容编写更多的教学辅助软件。

参考文献：

[1]许同乐.机械工程测试技术[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]龙华伟，顾永刚.LabVIEW8.2.1与DAQ数据采集[M].北京：清华大学出版社，2010.

[3]王怀兴.基于LabVIEW的抽样定理仿真研究[J].湖北第二师范学院学报，2012.endprint

针对《检测与传感》课堂教学中关于信号的描述、分析与处理这部分内容数学描述较多且概念抽象学生不好理解这一现象，以《检测与传感》课程中的信号描述和采样定理的课堂教学内容为例，研究了LabVIEW在该课程中的辅助教学方法，说明了利用LabVIEW编写相关内容的仿真软件进行辅助教学，可以帮助学生直观的理解抽象的原理，达到了良好的教学效果，同时也为其他类似课程的教学开辟了思路。

测试技术Labview信号描述采样定理一、引言

在高校机械大类专业课程体系中，《检测与传感》课程属于学科基础的必修课程，在其他机械工程专业课程体系中这门课程又称之为《机械工程测试技术》。测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段，它起着类似人的感觉器官的作用。通过测试可以揭示事物的内在联系和发展规律，从而推动科学技术的发展。

在工程技术领域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制、产品零部件、整机的性能试验和性能实验等，都离不开测试技术。

测试技术还广泛应用在机械设备的监测与故障诊断技术，如用于电力、石油化工、冶金等行业的大型、高速旋转机械。应用测试技术还可对设备的运行状态进行检测，如了解设备的温升、振动、噪声、应力应变、润滑油状况、异味等参数，保证设备的安全运行，预防和减少恶性事故的发生，消除故障隐患，保障人身和设备安全，提高生产率。所以，学好《检测与传感》这门课程对机械专业的学生来讲有着非常重要的意义。

为帮助学生更好地理解这门课程的理论知识和加强实践能力的培养，本课堂引入了美国NI公司的Labview软件进行辅助教学。

二、利用Labview编写波形函数图，帮助学生直观理解基本概念

LabVIEW是NI公司（National Instruments Corp，美国国家仪器公司）推出的一种功能强大的图形化编程虚拟仪器软件开发平台。LabVIEW的两大基本功能是DAQ数据采集和控制。LabVIEW采用图形化编程，与C语言等文本编程相比编程简单直观易于掌握，比较适合像机械专业这样非计算机类和非电类专业的学生学习。

《检测与传感》这门课主要讲授信号的描述、测量系统的基本特性、常用传感器技术、信号的调理与记录、信号分析与处理、计算机测试系统和测试技术的工程应用等内容。而LabVIEW针对数据采集、仪器控制、信号分析与处理等任务，提供的节点（函数）对底层协议进行了高度封装，用户只需直接调用即可。因此，可利用Labview方便的实现各种信号的函数波形，可形象的对信号的特征进行描述，方便学生对各种信号的理解。

例如，学生们大都可以根据定义判断出sin2（f0t+4sinf0t是准周期信号，cos2（f0t+2cos3（f0t是周期信号。但是由于这两个信号的波形图不太好画，因此对这两个信号的波形特征不太好理解。为得到这两个函数的波形，可以利用Labview的一个formula Waveform.vi函数，在其公式输入端连接一个字符串输入控件，将所要产生的波形公式进行输入，而在其输出端连接一波形显示控件即可将所要的函数波形进行显示。

图1是产生一个任意函数波形的程序（在Labview里称为vi），若要产生两个不同的函数波形，只需将以上函数面板程序全选并复制即可。图1中的frequency、amplitude、和formula分别对应于图2中显示面板中的幅值、频率和公式的输入控件，而图1中的波形图对应显示面板中的波形图显示控件。这些函数和控件都可以方便的从Labview自带的函数库和控件库中获取，用户在编程时只需按照自己的要求在编程面板中将数据线从函数或控件输入端，连到所需控件输出端即可完成编程。

图2是用Labview编写的任意函数波形产生程序（或称vi）的前面板运行图，在这个程序中可方便的通过修改函数波形的公式来产生任意波形，并且可直观的观测波形的特征。

三、利用Labview编写采样定理的仿真实验程序

模拟信号经过（A/D）变换转换为数字信号的过程称之为采样，信号采样后其频谱产生了周期延拓，在一定条件下，一个连续时间信号完全可以用该信号在等时间间隔上的瞬时样本值表示，这些样本值包含了该连续时间信号的全部信息，利用这些样本值可以恢复原连续时间信号。

四、结论

通过以上实例说明，在《检测与传感》课程教学过程中，利用Labview软件可以方便的编写诠释信号描述及采样定理的软件，以帮助学生更直观、更深刻地理解所学知识。不仅如此，Labview还具有强大的信号分析、信号处理和信号采集功能，利用这些功能还可针对课程的信号分析与处理、计算机测试系统和测试技术的工程应用等内容编写更多的教学辅助软件。

参考文献：

[1]许同乐.机械工程测试技术[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]龙华伟，顾永刚.LabVIEW8.2.1与DAQ数据采集[M].北京：清华大学出版社，2010.

[3]王怀兴.基于LabVIEW的抽样定理仿真研究[J].湖北第二师范学院学报，2012.endprint

针对《检测与传感》课堂教学中关于信号的描述、分析与处理这部分内容数学描述较多且概念抽象学生不好理解这一现象，以《检测与传感》课程中的信号描述和采样定理的课堂教学内容为例，研究了LabVIEW在该课程中的辅助教学方法，说明了利用LabVIEW编写相关内容的仿真软件进行辅助教学，可以帮助学生直观的理解抽象的原理，达到了良好的教学效果，同时也为其他类似课程的教学开辟了思路。

测试技术Labview信号描述采样定理一、引言

在高校机械大类专业课程体系中，《检测与传感》课程属于学科基础的必修课程，在其他机械工程专业课程体系中这门课程又称之为《机械工程测试技术》。测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段，它起着类似人的感觉器官的作用。通过测试可以揭示事物的内在联系和发展规律，从而推动科学技术的发展。

在工程技术领域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制、产品零部件、整机的性能试验和性能实验等，都离不开测试技术。

测试技术还广泛应用在机械设备的监测与故障诊断技术，如用于电力、石油化工、冶金等行业的大型、高速旋转机械。应用测试技术还可对设备的运行状态进行检测，如了解设备的温升、振动、噪声、应力应变、润滑油状况、异味等参数，保证设备的安全运行，预防和减少恶性事故的发生，消除故障隐患，保障人身和设备安全，提高生产率。所以，学好《检测与传感》这门课程对机械专业的学生来讲有着非常重要的意义。

为帮助学生更好地理解这门课程的理论知识和加强实践能力的培养，本课堂引入了美国NI公司的Labview软件进行辅助教学。

二、利用Labview编写波形函数图，帮助学生直观理解基本概念

LabVIEW是NI公司（National Instruments Corp，美国国家仪器公司）推出的一种功能强大的图形化编程虚拟仪器软件开发平台。LabVIEW的两大基本功能是DAQ数据采集和控制。LabVIEW采用图形化编程，与C语言等文本编程相比编程简单直观易于掌握，比较适合像机械专业这样非计算机类和非电类专业的学生学习。

《检测与传感》这门课主要讲授信号的描述、测量系统的基本特性、常用传感器技术、信号的调理与记录、信号分析与处理、计算机测试系统和测试技术的工程应用等内容。而LabVIEW针对数据采集、仪器控制、信号分析与处理等任务，提供的节点（函数）对底层协议进行了高度封装，用户只需直接调用即可。因此，可利用Labview方便的实现各种信号的函数波形，可形象的对信号的特征进行描述，方便学生对各种信号的理解。

例如，学生们大都可以根据定义判断出sin2（f0t+4sinf0t是准周期信号，cos2（f0t+2cos3（f0t是周期信号。但是由于这两个信号的波形图不太好画，因此对这两个信号的波形特征不太好理解。为得到这两个函数的波形，可以利用Labview的一个formula Waveform.vi函数，在其公式输入端连接一个字符串输入控件，将所要产生的波形公式进行输入，而在其输出端连接一波形显示控件即可将所要的函数波形进行显示。

图1是产生一个任意函数波形的程序（在Labview里称为vi），若要产生两个不同的函数波形，只需将以上函数面板程序全选并复制即可。图1中的frequency、amplitude、和formula分别对应于图2中显示面板中的幅值、频率和公式的输入控件，而图1中的波形图对应显示面板中的波形图显示控件。这些函数和控件都可以方便的从Labview自带的函数库和控件库中获取，用户在编程时只需按照自己的要求在编程面板中将数据线从函数或控件输入端，连到所需控件输出端即可完成编程。

图2是用Labview编写的任意函数波形产生程序（或称vi）的前面板运行图，在这个程序中可方便的通过修改函数波形的公式来产生任意波形，并且可直观的观测波形的特征。

三、利用Labview编写采样定理的仿真实验程序

模拟信号经过（A/D）变换转换为数字信号的过程称之为采样，信号采样后其频谱产生了周期延拓，在一定条件下，一个连续时间信号完全可以用该信号在等时间间隔上的瞬时样本值表示，这些样本值包含了该连续时间信号的全部信息，利用这些样本值可以恢复原连续时间信号。

四、结论

通过以上实例说明，在《检测与传感》课程教学过程中，利用Labview软件可以方便的编写诠释信号描述及采样定理的软件，以帮助学生更直观、更深刻地理解所学知识。不仅如此，Labview还具有强大的信号分析、信号处理和信号采集功能，利用这些功能还可针对课程的信号分析与处理、计算机测试系统和测试技术的工程应用等内容编写更多的教学辅助软件。

参考文献：

[1]许同乐.机械工程测试技术[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]龙华伟，顾永刚.LabVIEW8.2.1与DAQ数据采集[M].北京：清华大学出版社，2010.

[3]王怀兴.基于LabVIEW的抽样定理仿真研究[J].湖北第二师范学院学报，2012.endprint