虚拟仪器在物理实验中的应用

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利用虚拟仪器技术,改革物理实验教学

在很大程度上，虚拟仪器可以代替真实仪器进行实验教学。将虚拟仪器技术与实验技术结合，呵提供一种全新的实验范型，为物理实验教学的改革开辟一个新的方向。
一
、
虚拟仪器的概念
虚拟仪器是在美国国家仪器公司（ａｏａＩｔｍｎｏ．简称Ｎ）于１８ＮｔｎｌｎｒｅｔＣｒｉｓｕｓｐ１９６年提出的 “ 软件就是仪器”这一口号的基础上发展起来的。其概念是用户在通用计算机平台上，在必要
虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素，如图１所示。硬件部分包括通用计算机和数据采
集硬件，其功能是获取被测的物理信号，提供信号传输的通道；软件部分是运行在计算机上的
应用程序，实现数据采集、分析、处理和结果显示等功能。它们作为一个整体，实现传统仪器日期：２０００６— ２—２２
基金项目：华南农业大学教改基金资助项目（９０～Ｋ６）４００１Ｍ８作者简介：吕红英（９９一）１７，女，山东成武人，硕士，华南农业大学理学院助教。
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中山大学学报论丛，０６第２卷第５２年０６期
ＳＵＮＡＴＥＮＹＳＵＮＩＥＲＳＴＹＦＯＲＵ，Ｖ１２Ｎ．ＶＩＭｏ．６ｏ５
利用虚拟仪器技术，改革物理实验教学 ’
吕红英吴先球李凌燕谭穗妍劳媚媚，，，，
关键词：虚拟仪器；物理实验；实验教学改革
中图分类号：Ｔ２２６２文献标识码：ＡＰ１；Ｇ４
文章编号：１７１９２０）０－６－０．２（０６５０６５０７００

虚拟技术在中学物理实验中运用论文

浅论虚拟技术在中学物理实验中的运用当前，虚拟现实技术（简称虚拟技术）的进一步发展与应用为虚拟实验的发展已经带来了新的变化，虚拟技术采用了3d数字化技术与多传感交互技术，可视化技术能够进行高分辨显示，虚拟技术还能够生成逼真的虚拟场景，能够使用户与场景之间进行实时交互与感知以及操作虚拟对象等。

因此，虚拟技术运用到中学物理实验中，其产生的性能于教学效果会更好更佳。

一、虚拟技术与虚拟实验概况虚拟技术的概念最先在1989年的美国提出的，它实质上是一种在计算机领域产生的最新技术。

虚拟技术的特点在于以模拟的方式为需求用户创造特定虚拟的环境，并使用户通过视、听、触等感知行为能够产生一种沉浸于虚拟环境的特殊感觉，用户能够与虚拟环境相互作用并且引起虚拟环境的按照要求实时变化。

目前的虚拟技术已广泛地应用到科研系统仿真与科学可视化以及三维动画等方面。

虚拟技术已经发展为计算机研究的一个新领域，在近年来逐渐引起各界广泛关注，并且在应用领域已经得到进一步发展。

虚拟技术是一系列高新技术的集合，同时汇集了计算机图形学与仿真技术，多媒体技术和人工智能技术，人机接口技术与传感器技术，图形图像实时生成技术与网络技术，同时还汇聚人的行为学研究等多项关键技术。

所有这些技术高层次的集成与渗透必然使虚拟现实技术能够给用户以逼真与奇妙的环境体验，可以使用户通过使用各种特殊装置将自己全部投入到这个特殊环境中，能够去探索宏观世界与微观世界中由于种种原因不能够直接观察的事物运动变化等规律。

虚拟技术可以界定为，是一种逼真地模拟人们在自然环境中产生的视觉、听觉以及运动等行为的人机接口关键技术。

虚拟技术利用3d数字化系统与多传感交互技术和高分辨显示技术的科学可视化技术等，在整体上生成三维逼真的虚拟环境，用户借助于特定设备，就可以进入到特定虚拟空间，并且成为虚拟环境的一员，方便地进行实时交互，进而感知与操作虚拟世界中的各种虚拟对象，真正获得身临其境的感受与体会。

虚拟仪器技术的应用与发展

虚拟仪器技术的应用与发展随着科技的不断进步，虚拟仪器技术已经成为了现代化实验室的必备工具。

虚拟仪器技术是一种基于计算机软件和硬件技术实现的仪器技术，它可以模拟和替代传统的物理仪器，使得科研人员、工程师和学生能够更加方便、快捷地进行实验和研究。

本文将从虚拟仪器技术的定义、应用、优势和发展等方面进行介绍。

一、虚拟仪器技术的定义虚拟仪器技术是一种基于计算机软件和硬件技术实现的仪器技术，它可以模拟和替代传统的物理仪器，实现测试、控制、监测和分析等功能。

虚拟仪器技术主要包括虚拟测量仪器、虚拟控制仪器和虚拟分析仪器等。

虚拟测量仪器可以通过计算机软件和硬件来模拟传感器、示波器、频谱分析仪等传统的物理测量仪器；虚拟控制仪器可以通过计算机软件和硬件来模拟运动控制器、逻辑控制器等传统的物理控制仪器；虚拟分析仪器可以通过计算机软件和硬件来模拟数据分析仪、图像处理仪等传统的物理分析仪器。

二、虚拟仪器技术的应用虚拟仪器技术的应用非常广泛，可以在各个领域中得到应用。

以下列举几个典型的应用场景：1、科研实验室虚拟仪器技术可以在科研实验室中得到广泛的应用。

科研人员可以通过虚拟测量仪器来模拟实际的测量仪器，进行各种物理量的测量和分析。

虚拟控制仪器可以模拟实际的控制仪器，实现各种运动控制和逻辑控制。

虚拟分析仪器可以模拟实际的数据分析仪器，进行各种数据分析和图像处理。

2、工业自动化虚拟仪器技术可以在工业自动化领域中得到广泛的应用。

工程师可以通过虚拟测量仪器来模拟各种传感器和测量仪器，实现对工业生产过程的实时监测和控制。

虚拟控制仪器可以模拟各种运动控制器和逻辑控制器，实现对工业生产过程的自动化控制。

3、教育培训虚拟仪器技术可以在教育培训领域中得到广泛的应用。

学生可以通过虚拟测量仪器来模拟实际的测量仪器，进行各种物理量的测量和分析。

虚拟控制仪器可以模拟实际的控制仪器，实现各种运动控制和逻辑控制。

虚拟分析仪器可以模拟实际的数据分析仪器，进行各种数据分析和图像处理。

虚拟仪器技术及其在电子及物理实验中的应用

了可喜的成Байду номын сангаас 。目前，虚拟仪器已向着高度的集成化与网络化
方向发展。
图２虚拟仪器的总体结构
收稿日期：０８０ — ０２０ — ８２
作者简介：李光明（９８），１７一男山东潍坊人，师，讲研究方向：电子信息；韦有忠（９２）（１６一男壮族）南宁市青秀区南阳镇人，，副校长，中教一级，研究方向：物理与电子技术。
４５
ＥｕｐｎＭａｕａｔｉｇＴｃｎｌｇｏ１，０８ｑｉｍｅｔｎｆｃｒｅｈｏｏｙＮ．１２０ｎ
２２虚拟仪器的要求．
受到了真正的实践练习。科研工作者也将不用对每个实验都借助于硬件设备来完成，大大提高了效率。如图３示为虚拟所
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１虚拟仪器的概念与发展
１１虚拟仪器的基本概念．
图１虚拟仪器的基本功能结构
虚拟仪器是基于计算机的测量设备，其硬件由计算机及
Ｉ接口设备组成。Ｉ接口设备主要完成信号的采集、放大、，０／０ＡＤ转换及ＤＡ转换和信号输出控制等。／／２１．．２虚拟仪器的软件系统组成虚拟仪器必须解决好人机接口和机机接口（计算机与仪器模块接口）问题，虚拟仪器软件由两大部分构成：应用程序和Ｉ接口仪器驱动程序。由此可以得到整个虚拟仪器的结构方，０

初中物理虚拟实验室有效支撑教学的应用分析与探讨

初中物理虚拟实验室有效支撑教学的应用分析与探讨
随着科技的不断发展，虚拟实验室在教育当中得到越来越广泛的应用。

初中物理虚拟实验室可以为学生提供更加直观、生动的学习体验，有助于加深学生对物理知识的理解与掌握。

本文将基于多年的物理教学经验，从应用实践与教学效果两个方面进行探讨。

一、应用实践
1. 具体应用内容
初中物理虚拟实验室可以在教学过程中结合教材内容进行应用，例如通过虚拟实验站立波、杠杆平衡等概念，应用虚拟仪器测量不同数据并进行实验结果分析，锻炼学生分析能力与解决问题的能力。

教师可以通过物理虚拟实验软件课堂演示，让学生更好地理解物理实验原理，掌握物理实验技能，提高物理实验操作能力。

同时，虚拟实验平台也可以让学生在探究物理规律时减少实验现场对环境和仪器的影响。

二、教学效果
1. 提高学生学习兴趣
虚拟实验可以帮助学生直观感受到物理规律，更好地掌握知识点。

相比传统的理论讲解，虚拟实验可以使学生更加主动地参与学习，激发学生的学习兴趣。

2. 增强学生实验操作能力
初中学生在物理实验操作上较为薄弱，虚拟实验室提供了更为安全、便利、灵活的实验场所，让学生有机会在不受限制的实验环境中感受物理实验的乐趣，或在理论中尝试摸索实验操作技能。

3.提高学生解决问题能力
虚拟实验不仅可以让学生体验到实验操作，更可以使学生尝试自己探究物理规律的过程。

这为学生提供了自主思考和解决问题的机会，提高学生的自学能力和解题能力。

虚拟仪器实验报告

〖实验二十九〗虚拟仪器在物理实验中的应用〖目的要求〗1、了解虚拟仪器的概念；2、了解图形化编程语言LabVIEW，学习简单的LabVIEW编程；3、完成伏安法测电阻的虚拟仪器设计。

〖仪器用具〗计算机(含操作系统)，LabVIEW软件，数据采集卡，电阻箱(用作标准电阻)，导线，开关，待测电阻，二极管。

〖实验原理〗虚拟仪器的硬件系统由PC机和数据采集卡(DAQ卡)组成。

数据采集卡(DAQ卡)包括多路开关、放大器、采样/保持器、A/D转换器以及其他有关电路组成。

这些部分共同配合完成对信号数据的采集、放大以及模/数转换任务。

本实验中利用接口卡的一个通道为整个测量电路供电，利用两个输人通道分别测量总电压和标准电阻上的电压；利用测量得到的电压数值和标准电阻数值就可以得到电路中的电流以及待测电阻上的电压。

在程序控制下，电路电压由0V开始逐渐增加到5V，电压每改变一次测量获得一组电压电流值，最后得到一个数组，经过线性拟合后就可以得到待测电阻值。

测量原理如图：〖实验内容〗1、初步熟悉LabVIEW整个软件分为前面板和程序框图两部分。

前面板可以加入开关，旋钮各种控件和各种显示元件；在前面板添加的元件相应的子端和图标会出现在程序框图上，可以在程序框图进实验编辑，另外，在程序框图内还有可控选择的大量函数模块以及各种实现程序的功能，例如循环，数字运算，比较，以及各种公式等。

2、创建一个模拟温度测量程序前面板：开关（用于控制显示摄氏度/华氏度），温度计，温度值程序框图：放入Demo Voltage Read子程序，设计用开关切换摄氏/华氏度的逻辑程序，使温度计和温度值按需显示。

3、用虚拟仪器测量伏安特性（1）编写程序前面板：放入一个用于设置设备号的控制数、一个设定标准电阻值的控制数、一个用于设定测量间隔的控制数和一个显示测量电阻值的显示数。

放人三个控制字符串，将名字分别改成“供电电压通道”、“测量总电压通道”、“测量电流通道”，分别用于设置输出输人的通道。

虚拟仪器技术在大学物理实验教学的应用

职业技术研究
ＣｎＥｕｔｎｎｖｔｎｅｌ■ ｈａｄａｏＩｏｉＨｒｄ矗ｉｃｉｎａｏａ－：Ｕ！！
虚拟仪器技术在大学物理实验教学的应用
王勤赵玉环（南理工大学物理化学学院物理实验中心河南焦作河
４４０）５００
２虚拟仪器技术在物理实验中的应用
虚拟仪器是以计算机为基础，户根用据自己的需求来定义的设计测量仪器，配以相应具有测试功能的硬件作为信号的输入／出接口，成信号的采集、量与处输完测理，而完成各种测试功能的一种计算机从化仪器系统。利用软件在屏幕上生成各它种仪器面板，过接口电路配合计算机完通成对数据的采集、理、送、处传存储、示和显打印等功能，成既有普通仪器的基本功形能，有一般仪器所没有的特殊功能的新又
内容上都受到限制。且早已安排好程序并的实验多，要求学生自己设计动手的实而验少，师居高临下的灌输式教法多，发教启式教法少。习、解、预讲实验操作、写实验书报告成为较为常用的教学环节。种传统这实验教学模式不易激发学生学习的兴趣，学生不用动脑思考，只要按照实验教材给出的详细实验步骤去做，能成功地测到就数据，成实验。给学生的印象就是简单完留的机械操作而已，个别学生因缺乏兴趣，有就不来做实验，少数同学甚至实验数据有都可能是抄袭的。种实验教学模式在一这定程度上抑制了学生做实验的积极性和主动性，利于学生创造性的发挥和个性的不

虚拟仪器技术的应用与发展

虚拟仪器技术的应用与发展虚拟仪器技术是一种基于计算机技术的新型仪器技术，它将传统的仪器与计算机技术相结合，实现了仪器的数字化、智能化和网络化。

虚拟仪器技术的应用范围非常广泛，包括物理、化学、生物、医学、环境等多个领域。

本文将从应用和发展两个方面来探讨虚拟仪器技术的现状和未来。

一、虚拟仪器技术的应用1. 物理领域在物理实验中，虚拟仪器技术可以模拟各种物理现象，如光学、电学、热学等，使学生能够更加直观地理解物理原理。

同时，虚拟仪器技术还可以帮助研究人员进行物理实验的设计和优化，提高实验效率和准确性。

2. 化学领域在化学实验中，虚拟仪器技术可以模拟各种化学反应，如酸碱中和、氧化还原等，使学生能够更加深入地理解化学原理。

同时，虚拟仪器技术还可以帮助研究人员进行化学反应的模拟和预测，提高实验效率和准确性。

3. 生物领域在生物实验中，虚拟仪器技术可以模拟各种生物现象，如细胞分裂、基因表达等，使学生能够更加生动地理解生物原理。

同时，虚拟仪器技术还可以帮助研究人员进行生物实验的设计和优化，提高实验效率和准确性。

4. 医学领域在医学实验中，虚拟仪器技术可以模拟各种医学现象，如心电图、脑电图等，使医学学生能够更加直观地理解医学原理。

同时，虚拟仪器技术还可以帮助医学研究人员进行医学实验的设计和优化，提高实验效率和准确性。

5. 环境领域在环境实验中，虚拟仪器技术可以模拟各种环境现象，如大气污染、水污染等，使学生能够更加深入地理解环境原理。

同时，虚拟仪器技术还可以帮助环境研究人员进行环境实验的设计和优化，提高实验效率和准确性。

二、虚拟仪器技术的发展虚拟仪器技术的发展已经取得了很大的进展，但仍然存在一些挑战和机遇。

1. 挑战虚拟仪器技术的发展面临着以下挑战：（1）技术难题：虚拟仪器技术需要涉及多个学科领域，如计算机科学、物理学、化学等，技术难度较大。

（2）成本问题：虚拟仪器技术需要大量的计算机硬件和软件支持，成本较高。

（3）标准化问题：虚拟仪器技术的标准化问题尚未得到解决，不同厂家的虚拟仪器之间存在兼容性问题。

虚拟仿真实验实验报告

一、实验名称：虚拟仿真实验二、实验目的本次虚拟仿真实验旨在通过模拟真实实验场景，使学生能够在安全、高效、可控的环境中学习和掌握实验原理、方法和技能，提高学生的实践能力和创新意识。

三、实验内容本次实验选择了以下内容进行虚拟仿真：1. 物理实验：单级放大电路- 目的：熟悉软件使用方法，掌握放大器静态工作点仿真方法，了解放大器性能。

- 实验步骤：使用虚拟仪器搭建单级放大电路，通过调整电路参数，观察静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能指标的变化。

2. 化学实验：傅立叶级数仿真- 目的：通过MATLAB编程实现周期函数的傅立叶级数分解，绘制频谱图和重构函数图像，加深对傅立叶级数的理解。

- 实验步骤：编写MATLAB程序，对给定的周期函数进行傅立叶级数分解，绘制频谱图和重构函数图像，分析不同频率分量对函数形状的贡献程度。

3. 土木工程实验：VISSIM仿真- 目的：学习VISSIM软件，理解和掌握城市交通和公共交通运行的交通建模方法。

- 实验步骤：使用VISSIM软件搭建城市交通仿真模型，模拟不同交通状况下的交通流运行，分析交通信号、车道设置等因素对交通流的影响。

四、实验结果与分析1. 物理实验：单级放大电路- 实验结果表明，通过调整电路参数，可以改变放大器的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能指标。

- 分析：该实验加深了对放大器工作原理和性能指标的理解，为实际电路设计和调试提供了理论依据。

2. 化学实验：傅立叶级数仿真- 实验结果表明，通过MATLAB编程可以实现周期函数的傅立叶级数分解，并绘制频谱图和重构函数图像。

- 分析：该实验加深了对傅立叶级数分解原理的理解，为后续信号处理和分析提供了基础。

3. 土木工程实验：VISSIM仿真- 实验结果表明，通过VISSIM软件可以模拟不同交通状况下的交通流运行，分析交通信号、车道设置等因素对交通流的影响。

- 分析：该实验加深了对城市交通运行规律和交通工程设计的理解，为实际交通规划和设计提供了参考。

LabVIEW在物理实验中的应用技巧

LabVIEW在物理实验中的应用技巧LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）即实验室虚拟仪器工程师工作站，是一款图形化的编程语言和开发环境。

它被广泛应用于物理实验中，由于其功能强大且易于使用，为物理实验提供了许多应用技巧。

本文将介绍LabVIEW在物理实验中的应用技巧，并提供相关示例。

一、数据采集与处理LabVIEW具有优秀的数据采集与处理功能，可适用于多种物理实验。

通过使用LabVIEW的图形化编程界面，可以轻松地搭建实验数据采集系统，并运用其丰富的分析和处理函数对数据进行处理。

例如，在测量电路的实验中，我们可以使用LabVIEW搭建电压和电流的采集系统。

首先，将电压和电流传感器与数据采集卡连接，然后在LabVIEW中，使用相应的模拟输入模块来获取两者的测量值。

此后，可以使用内置的函数来计算电阻、功率等参数，或者进行数据的滤波、平均化等处理，进而得到更加准确的实验结果。

除了基本的数据处理，LabVIEW还提供了强大的信号处理功能，如快速傅里叶变换（FFT）等。

在光学实验中，我们可以利用FFT函数对干涉图像进行频域分析，从而实现光波的干涉效应测量。

LabVIEW的这些功能使得数据的采集、处理和分析变得更加高效和准确。

二、仪器控制与自动化在物理实验中，仪器控制与自动化是必不可少的环节。

LabVIEW提供了丰富的控制器和接口，可以与各种仪器设备进行连接，并实现对其的精确控制。

例如，在力学实验中，我们可以使用LabVIEW控制外部电机，实现对物体的运动控制。

通过连接电机控制器和LabVIEW，在程序中指定运动参数和路径，即可实现自动化的运动控制。

这在测量力学参数、研究力学规律等方面具有重要意义。

此外，LabVIEW还支持与其他设备的通信，如激光器、多通道数据采集卡等，使得物理实验中的仪器控制更加灵活、精确。

三、虚拟实验与模拟仿真利用LabVIEW的图形化编程界面和功能强大的模块库，可以进行虚拟实验和模拟仿真，帮助学生理解物理原理和实验过程。

浅谈虚拟仪器及传感器在物理实验中的应用

４结语
我们由此可以看出，理实验中运用物了虚拟仪器和传感器，实验过程中出现对的不直观的物理量，声音，辐射等，如热或者不好表现的物理量，原子间的距离，如原子力等，可以试图采用传感器将其先转都变成电学量，后送至传统的仪表或着现然代的计算机进行显示和分析，而得到我从们要测量的结果；且由于虚拟仪器的仿并
真性，使得我们传统的物理实验教学有它可能不再局限与有形的教室中，学活动教
的空间和时间得到了扩展，网络虚拟实对
程中的优点
验室的构建和实验模式的革新具有很高的
２传感器虚拟仪器在物理实验中的应用从上文中，我们知道虚拟仪器在物理实实用价值和重要的现实意义。举例验应用中的另一优点就是可以模拟与实验
１虚拟仪器和传感器
虚拟仪器是２世纪８年代兴起的一项００新技术，是将计算机技术引入仪器领域它形成的一种新型的、有生命力的仪器，富用户可根据自己的需求来定义的设计测量仪器，以相应具有测试功能的硬件作为信配号的输入／出接口，输完成信号的采集、测量与处理＿】传感器的作用在于将各种非】；电学量转变成电学量，的这一特征使其它在与计算机结合的过程中有着天然的优势。着微型计算机的发展，感器已成为随传计算机获取外部信息的重要手段，为计成算机的重要输入部件之一ｌ。２】３虚拟仪器相对传统仪器在实验教学过

虚拟仪器性能测试与物理实验应用研究

收稿日期：２０ —１ — ５０５１０作者简介：王克强（９８）１６．．男．江西赣州人．讲师。硕士
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仲恺农业技术学院学报
ｌｍｆｔｅｅｐｒｎｅｅｄｓｕｓｄｎｄｔｅｒｓｌｔｎｅｅｐｔｆｒａｄｅｓｏｘｅｍｅｔｗｒｉｓｅ，ａｉｏｕｉｓｗｒｕｏｗｒ．ｈｉｓｃｈｏ
Ｋｅｒｓ：Ｖｉｕｌｉｔｕｎ；ＬｂＥＷ；ｎｓｒｍｅｔａＶＩｉｕｓｏａｅｏｃｌｓｏｅｌｌ
关键词：虚拟仪器；ＩｂＩ；虚拟数字存储示波器ａＶＥ￣中图分类号：Ｐ３Ｔ３文献标识码：Ａ
ＰｅｏｍａｅｔｓｎｄｐｙｉｓｅｐｒｍｅｐｌａｉｎｏｓｌｉｓｒｍｅｔｆｒｒｎｃｅｔａｈｓｃｘｅｉｎｔａｐｉｔｏｆＶｉｕａｎｔｕｎｃ
可以方便地与Ｍｔｂａａ、Ｃ等通用编程语言进行通信，以满足各种需求Ｊｌ．图ｌ示的是一个采用ＬｂＩＷ所ａＶＥ开发平台设计的基于Ｐ — Ａ（ＣＤＱ数据采集）的虚拟仪器测试系统．
—
电量传感器
Ｅｌｃｒｅｓｅｔｃｓｎｏｒｉ
ＷＡＮＧ — ｉｎＫｅｑａｇ
（ｏｅｅｏＩｏａｏ，ｈｎｋｉｎｖｒｔｏＡｒｕｔｅａｄＴｃｎｌｙＧａｇｈｕ１２５Ｃｉ）ＣｌｇｎｒｔｎＺｏｇａＵｉｓｙｆｇｃｌｒｎｅｈｏｇ，ｕｎｚｏ０２，ｈｎｌｆｆｍｉｅｉｉｕｏ５ａ

虚拟实验开发及在物理实验中的应用

方便了实验维护和升级，节省了实验经费。
关键词：拟买验室；真仪器；件；理买验虚仿组物
中图分类号：６２Ｇ．．４０
文献标志码：Ａ
文章编号：６４９２（０２１— ２１０１７ — ３４２１）００５ — ２
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ｐｂｉｔｉｇＳｇｌｐｕｌｓｒｎｉｎａＴｙｅ；ｃ
ｐｂｉｎｔＳｇａＦｒｑｅｃｕｌｉｉｎｌｅｕｎｙ；ｃ
ｐｂｉｎｉｎｌｕｌｉｔＳｇａＡｍｐｉｕ；ｃｌｄｅｔｐｂｉｎｉｎｌｈｓ；ｕｌｉｔＳｇａＰａｅｃ
ＵｅＣｎｏ的所有属性和方法。为了实现需要的功ｓｒｏｔｌｒ类能，ｉａｅｅａｒＳｎｌｎｒｅ类新增了以下属性：信号输出波形ｇＧｔＳｇａｙｅ可选项有正弦波，冲，ｉｌｐ（ｎＴ脉锯齿波）输出信号，频率Ｓｇａｒｑｅｃ，出信号幅值Ｓｇａｍｌｕｅ输ｉｌｅｕｎｙ输ｎＦｉｌｐｔ，ｎＡｉｄ出信号初位相Ｓｇａｈｓ，另￣Ｓｎｌｅｅｔ类还包ｉｌａｅｎＰ＇ｉａｎｒｅｂｇＧａｒ
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Ｓｎｌｅｅｔ￣新增的方法有：ｉａｎｒｅｇＧａｒ选择输出信号波形，通过选择下拉列表中的输出信号类型条目确定输出信号波形，选中的输出信号波形保存在Ｓｎｌｙｅｉａｐ属性中；ｇＴ设置输出信号频率，首先选中某个通道的 ‘ 频率 ’
内理解并正确使用。开发仿真仪器，不必实现原来仪器的所有功能，以根据实际需要对仪器功能进行取舍，可使仿真仪器操作得以简化；另外还可以根据实验中的特殊要求扩展实验仪器的功能，实现原来实验仪器无

虚拟仿真技术在大学物理实验教学中的应用

第22卷第5期合肥工业大学学报(社会科学版)Vol.22No.5 2008年10月J OU RNAL OF H EFEI UNIV ERSIT Y OF TECHNOLO GY(Social Sciences)Oct.2008虚拟仿真技术在大学物理实验教学中的应用周　燕(安徽广播电视大学城市建设学院,合肥　230001)摘　要:从大学物理实验教学目标与特点出发,讨论了虚拟仿真实验模式的特点与优势,论述了虚拟仿真技术对于培养学生创造性综合能力与提高大学物理实验的效果方面的作用,以及在大学物理实验中应用虚拟仿真技术开创新的实验教学模式的意义与深远影响。

关键词:物理实验;虚拟仿真;教学模式中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:100823634(2008)0520106204On Application of Virt ual and Simulation Technology inCollege Physics Experiment s TeachingZHOU Yan(School of City Constructions,Anhui TV University,Hefei230001,China)Abstract:Based on t he teaching goals and characteristic of experiment of t he p hysics in university,t he article discusses t he feat ure and advantage of t he experiment mode of t he virt ual simulation,expounds t he impact and influences of virt ual simulation technology on t he creative ability of st udent s and t he experiment of p hysics in university,and also deals wit h t he significance and meaning of using virt ual simulation technology to create new met hods of teaching experiment s in p hysics.K ey w ords:p hysical experiment;virt ual and simulation;teaching model虚拟仿真技术是20世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术[1],它涵盖了网络技术、并行处理技术、多媒体技术、传感器技术、教学图像处理、计算机图形学、模式识别、人工智能、高效能的计算技术等多种技术,具有强大的三维显示能力和丰富、方便的人机交互手段,实时交流具有自主性、探索性等特点。

虚拟实验室在中学物理实验中的应用

另外，在开发虚拟仪器时还可以使用专门的开发软件
随着计算机技术和互联网技术的飞速发展，虚拟现实技术的发展也大大得到推动，虚拟实验室也相继应运而生。虚拟实验室是基于虚拟现实技术而建立的，通过计算机完成操作的虚拟的实验空间，它作为传统的真实实验室的补充与辅助手段，对其发挥着积极且显著的作用。目前的虚拟实验室几乎都是在高校中建立的，针对的大多是高校学生的研究、探索性实验，而对于中学实验并没有得到足够的重视与开发应用。作为义务教育阶段的中学学生，虚拟实验室的建立也是非常需要的。本
０１０７００
摘要虚拟现实技术是一个很流行的名词，基于此项技术的相关应用得到人们的高度关注和开发利用。其中虚拟实验室的开发与应用是其在教育领域实验教学方面的一项应用，它给传统实验教学注入新的血液，为新时期课
实验教学
李：拟验在学理验的用琨虚实室中物实中应
１１２
ｉ．９９ｊｉｓ．６１４９．０２０．２０３６／．ｓｎ１７— ８Ｘ２１．６１１
虚拟实验室在中学物理实验中的应用
李琨
河北大学教育学院
河北保定

仿真实验在初中物理实验教学的应用与作用

仿真实验在初中物理实验教学的应用与作用摘要：虚拟仿真实验具有直观，快捷，易学等优点。

在初中物理实验教学中可以代替实际实验，作为一个全开放性和综合性的虚拟平台，不仅可以帮助教师提供相关实验的实时数据。

让学生更加方便的进行计算和分析，另一方面还可以更加深入直观的了解讲解对象。

因此，本文从虚拟仿真实验的作用和运用策略除法，帮助初中物理教师探讨怎样在初中物理实验教学中运用虚拟仿真实验技术。

关键词：仿真实验；初中物理；实验教学前言：虚拟仿真实验教学法主要依靠的是仿真技术和虚拟仪表等技术，通过对物理仪器的虚拟仿真进行构建，帮助学生和教师实现他们对虚拟仪器的操作。

运用虚拟仿真实验技术，可以帮助教师创新他们的教学思路，转变他们的教学观念。

还有利于帮助学生激发他们的学习兴趣和创新能力，提高教师的教学效果。

一.在初中物理教学中使用仿真实验的意义（一）可以弥补传统实验中器材不足的现象在物理教学中，实验是他们的灵魂。

但是传统的物理教学中，由于现实条件和教学理念的落后，导致初中物理教师更加注重口头的知识讲解，并不重视实验操作。

或者是只在初中物理教学中做一些简单的实验，导致实验的数据严重不足。

在新课改之后，物理实验发生了很大的变化，很多旧的实验仪器已经被学校淘汰，虽然大部分的学校已经增添了很多新型的物理实验器材，但是并没有办法对目前的初中物理实验教学现实需要进行满足。

截至目前，大部分的学校都已经安装了仿真物理实验室软件，其中也包括初中物理教学中的所有实验。

也正是因为，原本因为实验器材不足或其他原因无法进行的实验，现在也可以通过仿真实验来完成。

完美的解决了在初中物理实验课上，因仪器和场地不足等原因，无法进行实验的教学问题。

（二）仿真实验本身具有传统实验无法比较的优越性所谓的仿真实验，就是根据原本的实验相似原理，通过软件提供的虚拟实验设备来对实验进行搭建[1]。

在这样的情况下，就可以实现一些在传统实验教学中，因自然条件限制而无法完成的实验。

高中物理教案：利用电脑模拟物理实验

高中物理教案：利用电脑模拟物理实验一、引言在高中物理教学中，实验是培养学生探索精神和科学素养的重要手段之一。

然而，传统的物理实验受到时间、设备和安全等因素的限制，往往无法满足教学需要。

为了弥补这一不足，利用电脑模拟物理实验成为了一种有效的替代方法。

本文将介绍如何利用电脑模拟物理实验来提升高中物理教学效果，并具体描述一个针对光电效应实验设计的教案。

二、电脑模拟物理实验的优势1. 实践操作环境：通过电脑模拟软件，使学生能够虚拟地进行复杂、危险或昂贵的物理实验操作，避免了可能会出现的实际操作风险。

2. 视觉呈现效果：使用电脑模拟软件可以模拟真实实验装置及测量仪器，并通过动画或视频等形式直观地展示各个步骤和变化过程，帮助学生更好地理解和记忆。

3. 数据处理与分析：电脑模拟软件具备数据采集、统计和图像显示等功能，在实验过程中能够帮助学生自动记录数据，并进行图形和曲线的展示、分析和比较。

4. 跨越时空限制：通过电脑网络可以在线上进行物理模拟实验，学生不受时间和地域限制，方便教师组织全校或跨校区的集体实验。

三、针对光电效应的电脑模拟物理实验教案为了更好地说明如何利用电脑模拟物理实验来教授光电效应这一重要概念，我们设计了以下教案：1. 教学目标：引导学生了解光电效应基本原理，掌握关键概念和公式，培养他们观察现象、分析问题和解决问题的能力。

2. 实验准备：下载并安装光电效应模拟软件，并在学生机或投影仪上运行。

3. 实验操作：（1）呈现器材与装置：在虚拟的实验界面上展示所需的器材及其摆放位置，如光源、金属板等。

（2）设置实验参数：通过调整虚拟仪器上的滑块或输入栏，设置入射光强度、波长、金属板材料等参数。

（3）观察实验现象：根据设置的参数，模拟光照射金属板时的实验现象，观察静态或动态的结果，并记录相关数据。

（4）分析数据与讨论：利用软件提供的数据处理工具，对采集到的数据进行统计、图像展示和曲线比较等操作，引导学生分析并讨论观察到的现象与理论预测之间的关系。

虚拟仪器技术及其在地球物理实验中的应用

维普资讯
石
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器
ＰＥＴＲ０ＬＥＵＭＮＳＩＴＲＵＭＥＮＴＳ
ＬｂＷｉｄｗ／Ｖ虚拟仪器开发平台软件。这些软件ａｎｏｓＣＩ以简单直观的编程方式、多源码级的设备驱动程序、众
能适应迅猛发展的当代科学技术对测量技术和测量仪
器不断提出的更新并扩展功能与性能的要求。因此，虚拟仪器发展势头非常迅猛。
虚拟仪器突破了传统电子仪器以硬件为主体的模
式，实际上，用者是在操作具有测试软件的电子计算使机进行测量，如操作一台虚设的电子仪器，犹虚拟仪器
第一作者简介：童茂松，Ｕ，９１年生，三１７高级工程师，０１２０年在吉林大学电子科学与技术学院获得理学他士学位，０４年从该校博士后流动站和大２０
庆汕１博士后科研工作站出站，向为测井油管理局钻探集团测井公司工作。邮编：６４２１１方现１３１
室的工作就显的非常重要。
（Ａ）数据采集器（Ａ等。电子计算机及其配置ＤＣ、ＤＱ）的电子测量仪器硬件模块组成了虚拟仪器测试硬件平
台的基础。虚拟仪器还可以选配开发厂家提供的系统硬件模块，成更为完善的硬件平台。组测试软件是虚拟仪器的“ 心骨 ” 主。虚拟仪器的概念是１８９６年由美国国家仪器公司（以下简Ｎ公司）Ｉ首先提出的。Ｎ公司在提出虚拟仪器概念并推出第一Ｉ批实用成果时，就用 “ 软件就是仪器 ” 表达虚拟仪器来的特征，调软件在虚拟仪器中的极为重要的位置。强但这并不排斥测试硬件平台的重要性。Ｎ公司从一Ｉ开始就推出丰富而又简洁的虚拟仪器开发软件。使用者可以根据不同的测试任务，虚拟仪器开发软件的在提示下编制不同的测试软件，实现当代科学技术复来

实验报告5-虚拟仪器在物理实验中的应用

实验报告实验五虚拟仪器在物理实验中的应用【实验简介】虚拟仪器实际上就是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。

它利用通用计算机的强大计算处理功能，通过传感器和接口卡实现信号输入，用键盘、鼠标、显示器等计算机外设实现控制和显示功能。

虚拟仪器设计过程主要包括选择适当的硬件平台、传感器、接口卡以及编制应用软件。

虚拟仪器相比较于传统仪器，其功能更加灵活多变、易于扩展，而且由于和网络技术结合，它还能够与外界进行数据通信，实现远程操作。

因此，虚拟仪器技术已经成为自动化测量的主流技术。

【实验目的】1. 了解虚拟仪器的概念；2. 了解图形化编程语言LabVIEW，学习简单的LabVIEW编程；3. 完成伏安法测电阻的虚拟仪器设计。

【实验仪器与用具】计算机（含操作系统），LabVIEW 2014，NI ELVIS Ⅱ+，导线若干，元件盒一个（包括100Ω标准电阻一个，待测电阻1 kΩ和51 Ω各一个，稳压二极管一个。

）【实验原理】1．虚拟仪器的硬件本实验使用的硬件平台是个人电脑（PC机），美国国家仪器公司（National Instruments）的教学实验室虚拟仪器套件（Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite）II+（缩写为NI ELVISⅡ+）和自带的原型板。

图7-2 NI ELVIS Ⅱ功能说明。

1. NI ELVIS Ⅱ系列原型板；2. 数字万用表保险丝；3. 数字万用表接口；4. 示波器接口；5. 函数发生器输出/数字触发输入接口；6. 原型板安装螺丝孔；7. 原型板接口；8. 原型板电源开关；9. 状态灯；10. 可变电源手动控制旋钮；11. 函数发生器手动控制旋钮。

虚拟仪器综合实验平台ELVIS Ⅱ+，如图7-2所示，集成8路差分输入（或16路单端输入）模拟数据采集通道、24路数字I/O通道，以及多款常用的仪器（包括示波器、数字万用表、函数发生器、动态信号分析仪、二线电流电压分析仪、三线电流电压分析仪、阻抗分析仪、VPS电源等）。

虚拟技术在物理实验中的应用

6期陕西教育陕西教育随着电子和网络技术业的飞速发展，现代电子线路的设计，已经进入了电子设计自动化（EDA ）的时代，将虚拟电子技术引入实验教学，作为传统实验的必要辅助手段，能使学生在计算机上完成电路功能设计的逻辑分析，性能分析，时序测试直至电路板的自动设计，对培养学生良好的工程意识，较强的实践能力，敏锐的创新能力和较高的综合素质具有举足轻重的作用。

一、虚拟实验教学系统的设计随着计算机技术的发展，各高校网络技术中心发展已基本形成规模，计算机的使用在各高校已经普及，以多媒体技术为基础的计算机辅助教学软件CAI 在教学中的运用较为普遍，以原理电路仿真为基础的计算机辅助设计系统EDA 的使用也较为普遍。

将计算机技术和网络技术相结合，多媒体技术与仿真技术相结合，可构建一个用于电子技术实验教学的虚拟实验室，营造一个逼真的实验环境，同时又可取得精确的实验数据。

“电子线路虚拟实验系统”采用多媒体技术，仿真技术，数据库技术和网络技术，构建了一个网上电子虚拟实验室，系统在内容上由四个部分组成：基本电路实验，模拟电路实验，数字电路实验和开放式实验平台，并且每一部分提供了不同类型的典型实验电路库。

系统的设计体现了实验教学的基本规律和特点，有利于调动学生的学习积极性，有利于学生开展自主式学习，充分利用多媒体的视听特长表达教学内容，具有较强的人机交互性，是一种在计算机上进行硬件实验或实验预习仿真的辅助教学设备，系统提供了大量实验所用各种类型的元器件及测试仪器等设备，可以设计、测试、演示各种电子电路，具有实验不消耗元器件，实验所需元器件、仪器仪表的种类和数量不受限制，实验成本低、速度快、调试方便、不损坏仪器、仪表等特点。

我们的目标是使学生可以在网上做各种不同实验，实现以“软”代“硬”，以“虚”代“实”，从而开辟实验教学的新领域，构建一个电子技术虚拟实验系统。

仿真实验平台就是给学生提供一个虚拟、逼真的实验环境，包括实验电路连接板，连接导线，实验所用元器件和各类仪器设备，使学生在此环境下完成实验的全过程；优异的仿真功能，使得实验数据与真实结果高度吻合，最后通过仿真得到实验结果及相关数据。