《虚拟仪器原理与设计》课程教学大纲_2012版
虚拟仪器课程设计
课程设计说明书（2011/2012学年第一学期）课程名称：虚拟仪器课程设计题目：虚拟仪器的了解与应用专业班级：工艺3092班学生姓名：黄威学号：1307093104指导教师：黄鹏/罗建辉设计周数：一周设计成绩：2011 年11月1日目录1、虚拟仪器概念及特点·························································1-1虚拟仪器概念·································································1-2虚拟仪器特点··················································1-3 虚拟仪器的应用··························································2、虚拟仪器的系统构成·······························································2-1虚拟仪器的构成元素·····································2-2虚拟仪器系统构成························································2-3虚拟仪器硬件系统与结构·········································2-4虚拟仪器软件系统与结构··················································3、虚拟仪器工程工作平台labview·······································3-1labview的介绍····················································3-2 labview编程语言特点························································4、实验结果························································5、课程设计总结·············································虚拟仪器课程设计一:虚拟仪器概述及其特点虚拟仪器（Virtual Instrument——VI）——计算机化的测量仪器；是计算机与相关面向仪器的软、硬件产品的有机结合。
虚拟仪器设计双语课程教学大纲
《虚拟仪器设计》(双语)课程教学大纲编号：40024090英文名称：Design for Virtual Instrument适用专业：测控技术及仪器责任教学单位：电子系（部），测控技术与仪器教研室总学时：40（其中实验学时：20）学分：2.5考核形式：考查课程类别：专业课修读方式：必修教学目的：虚拟仪器技术课程是计算机科学与技术、自动化、电气工程及其自动化等专业本科生的实践性强的硬件方向专业课。
虚拟仪器系统是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物，它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，突破传统仪器在数据处理、显示、传送等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等，广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药和工业生产等各种领域。
通过本课程的学习，可以使学生掌握 LABVIEW 软件，学会数据采集、输出编程，虚拟仪器的数据传输和仪器控制编程，初步掌握虚拟仪器系统的综合设计方法。
本课程的主要教学方法：以讲授、讨论为主，实践教学为辅。
本课程与其他课程的联系与分工：本课程先修课程为现代测控系统，C语言程序设计，在了解测控系统原理和程序设计的思想后，采用项目驱动教学的方法，使学生更能充分掌握虚拟仪器的应用及设计方法。
主要教学内容及要求：第一部分 L abVIEW开发入门教学重点：虚拟仪器概念，VI创建与编辑方法，LabVIEW前面板后面板的编辑，子VI创建与调用教学难点：LabVIEW语言编程基础，VI程序的调试教学要点及要求：了解虚拟仪器概念；理解LabVIEW编程特点；掌握VI创建、编辑、调试技术；掌握子VI的调用方法。
第二部分 L abVIEW数据结构、图形显示及文件I/O教学重点：各种数据对象的结构、数组和簇的创建和初始化、图形图标显示控件、文件的I/O 处理教学难点：文件的I/O处理教学要点及要求：了解数值型对象的概念和分类，布尔型对象及其操作，字符串对象的概念、属性设置及其操作，其他数据类型，局部变量与全局变量。
虚拟仪器及LabVIEW2012基础第1讲
自动工具选择： 默认按下 编辑文本
获取颜色
设置/清除断点 设置颜色（前景和背景）
前面板和程序框图窗口都可用
基于数据流（dataflow）的图形化编程机制
• 函数/节点只有获得所有必需的输入参数后 才开始执行 • 函数/节点执行后，自动在输出接线端返回 输出值
输入接线端 （terminal）
输出接线端
编程技巧 • 前面板/程序框图窗口，右键显示临时的控件 选板/函数选板 • 快捷键：Ctrl+E，Ctrl+R，Ctrl+B，Ctrl+H • 控件/常量上右键打开快捷菜单：转换为常量 /输入控件/显示控件 • 函数接线端右键打开快捷菜单：创建->常量/ 输入控件/显示控件 • 函数右键打开快捷菜单，快速访问同子选板 函数……
强类型的 编程语言
扩展精度浮点复数 带符号字节（Byte）整数 带符号字（Word）整数 带符号长整数
无符号字节整数
无符号字整数 无符号长整数
8
16 32
数值数据类型
LabVIEW中的数据类型
控件接线端 （显示为图标） 数据类型名 称 数值类型 布尔类型 字符串类型 连线外形和特征颜色
（浮点类型橙色，整型蓝色） （绿色）
虚拟仪器与传统仪器比较 • 传统仪器功能固定且由厂商定义；虚拟仪 器由用户定义。传统仪器把所有软件和测 量电路封装在一起，利用仪器前面板为用 户提供一组有限的功能。而虚拟仪器系统 提供的则是完成测量或控制任务所需的所 有软件开发环境和硬件设备，功能完全由 用户自定义 • 虚拟仪器系统的价格通常比传统仪器低很 多。虚拟仪器在测量任务需要改变时具有 更大的灵活性，节省成本
虚拟仪器系统示例 – 机器人系统通用构架（视频）
0904066虚拟仪器技术教学大纲
0904066虚拟仪器技术教学大纲第一篇：0904066虚拟仪器技术教学大纲《虚拟仪器技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：0904066 课程中文名称：虚拟仪器技术课程英文名称：Virtual Instrument Technology 课程性质：专业选修课程考核方式：考查开课专业：自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化、探测制导与控制技术、生物医学工程开课学期：7 总学时：32（其中理论24学时，实验 8学时）总学分：2二、课程目的《虚拟仪器技术》是自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化、探测制导与控制技术、生物医学工程专业本科生的一门任意选修的专业课，虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法，代表了测量仪器与自动测试系统的发展方向。
通过本课程的学习，培养学生自己动手设计开发仪器和组建自动测试系统的能力。
三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）1.本课程含理论教学部分（24学时）、实验教学部分(8学时)。
2.理解和掌握本课程内容中的重点部分是学生学习虚拟仪器技术课程达到合格的基本要求，教与学双方都必须要处理好一般内容与重点内容之间的关系。
3.本课程有着广阔的工程应用背景，教学中应注意贯彻理论联系实际的教学原则，注重培养学生的逻辑思维能力和综合运用LabView 分析解决实际问题的能力。
4.根据本课程的特点，必须要求学生独立完成一定数量的课后习题。
四、教学内容与学时分配第一章概述（2学时）本章介绍虚拟仪器的基本概念、组成特点及LabView图形化编程环境和G语言编程基础等几个方面的内容。
第二章虚拟仪器的创建与调试（4学时）本章介绍VI的创建、VI程序的编辑和子VI的创建与调用、层次化窗口以及程序调试技术。
第三章循环结构与趋势图（2学时）本章介绍最基本的While loop和For Loop两种循环结构以及与循环控制结构相关的波形Chart（趋势图）和移位寄存器的概念和使用。
虚拟仪器 教学大纲
虚拟仪器一、课程说明课程编号：090142Z10课程名称：虚拟仪器/Virtual Instrument课程类别：专业课学时/学分：32/2 （其中实验学时：12）先修课程：微机原理及系统、传感器与检测技术、数字信号处理适用专业：测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化等教材、教学参考书：1.黄松岭. 虚拟仪器设计基础教程.北京：清华大学出版社.2008年；2.陈光礻禹.虚拟仪器原理及应用.北京：机械工业出版社.2008年；3.何玉钧.LabVIEW虚拟仪器设计教程.北京：人民邮电出版社.2012年；4.雷振山.LabVIEW高级编程与虚拟仪器工程应用(修订版) .北京：中国铁道出版社.2013年二、课程设置的目的意义虚拟仪器技术课程是为测控技术与仪器及自动化等专业设立的拓展学生现代测控知识体系的一门专业选修课。
课程设置的目的是让学生通过本课程学习，掌握虚拟仪器系统的基本构成及基本设计思想, 学习应用图形化语言进行编程和设计，熟练掌握LabVIEW软件的应用。
培养学生从测量问题的本身出发，通过功能需求和技术参数分析，设计合理的测量方案，选用合适的数据采集卡和相应的硬件设施，解决实际的测量问题。
通过结合虚拟仪器技术、传感器与检测技术及数字信号处理等先修课知识，使学生建立现代虚拟仪器检测技术系统的整体概念，为从事测控及相关行业的设计和研究工作奠定相关知识基础，培养和提高学生分析、解决实际问题的能力和创新能力。
三、课程的基本要求知识：掌握虚拟仪器的概念、体系结构、信号模型及特性等基本理论知识，了解虚拟仪器的发展现状与趋势。
掌握LabVIEW程序的开发环境和程序的基本结构，学会LabVIEW环境下的虚拟仪器编程方法。
熟悉虚拟仪器的软、硬件平台，及各种总线标准，基于不同总线的虚拟仪器结构和系统设计。
学会从仪器功能需求和技术参数出发选择合理的测量方法，结合虚拟仪器技术、传感器与检测技术及数字信号处理等先修课知识，形成仪器性能要求—系统设计—系统开发的基本知识结构，建立现代虚拟仪器检测技术系统的整体思维模式和方法。
虚拟仪器教学大纲2
《虚拟仪器》课程教学大纲一、课程基本情况二、课程性质与作用《虚拟仪器》是测控技术与仪器专业的专业必修课。
通过课程的学习，使学生掌握虚拟仪器系统的基本构成及基本设计思想, 学习应用图形化语言进行编程和设计，熟练掌握LabVIEW软件的应用。
以基于LabVIEW图形化编程语言的虚拟仪器开发平台为基础，学习掌握LabVIE编程环境、编程方法、数据采集、信号分析与处理等方面的内容。
同时在掌握基本理论知识和编程方法的基础上，能够从测量问题的本身出发，通过题目分析，电路组成等设计合理的测量方案，利用数据采集卡和相应的硬件设施，解决实际的测量问题。
使学生掌握虚拟仪器系统软件的设计方法，提高计算机技术综合应用的能力。
本课程的先修课程包括“现代测控系统”、“C语言程序设计”等课程。
三、培养目标与标准通过本课程的学习，培养学生利用Labview平台、结合传统测量技术，配合计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为后续的其它专业技术课程的学习打下必要的基础。
六、学业考核七、其他说明实践环节考核标准见附件。
撰写人：院（部、中心）教学主管签字（盖章）：年月附：实践环节考核标准每个实验项目成绩采用倒扣分制度。
起评分100分，最多扣分100分，扣分点如下：一、预习报告1、预习报告――内容不全扣5～20分2、实验原理――不清楚、无相应原理图（光路、电路或装置图）扣5～10分；设计性实验的设计过程不清楚扣5～50分3、实验内容与步骤――不符合实际要求扣10分4、无原始数据记录表格――扣5分5、教师提问、抽查不能回答――扣5～10分二、实验操作（内容按教师的要求）1、迟到――扣5～20分（迟到超过30分钟，不允许操作该实验且成绩记为0分）2、早退――该实验成绩记为0分3、上课纪律――不安静、随意走动等，扣5～20分4、损坏仪器――按价赔偿，扣5～30分5、操作效果――视具体情况增减分数6、操作完成――不按要求整理仪器、打扫卫生，扣5～10分三、实验报告（内容按补充资料的要求）1、字迹不端正，排列不整齐，扣5～15。
1213级虚拟仪器课程设计任务doc
12级《虚拟仪器》课程设计任务书课程设计题目：虚拟仪器时间：7周——12周一、设计题目及任务学生可根据喜好和兴趣，从以下题目中选择一题或经老师同意的其它题目进行设计。
1．虚拟相位差计（1人）（135、136）●设计一个双路正弦波发生器，其频率和相位差可调；●采用过零法、FFT频谱分析法和相关法设计一个相位计；●仿真分析不同方法的优缺点及各自实用条件；●分析信号幅值、噪声幅值、采样点数等值的变化对测量结果的影响。
分两种情况测量：●不经过数据采集的仿真；●经过数据采集。
（132）2．通用串口调试工具设计（1人）（135、136）按以下界面或自己设计一个通用串口调试工具。
要求能设置COM口、波特率、数据位、校验位、停止位等。
3.虚拟频谱仪（1人）（135、136）●设计一个信号发生器，分别产生正弦波、方波、三角波信号；●设计频谱分析仪，对正弦波、方波、三角波信号进行频谱分析；●产生叠加谐波，并分析叠加谐波的周期信号的频谱分析。
●非周期信号的频谱分析。
分两种情况测量：●不经过数据采集的仿真；●经过数据采集。
（132）4．网络化虚拟仪器设计（1人）（135、136）●建立一个虚拟波形发生器或其它虚拟仪器面板；●采用B/S模式实现仪器的网络化控制。
●采用C/S模式实现仪器的网络化控制，可采用DataSocket或TCP/IP方式。
5．基于声卡的虚拟仪器设计（1人）（135、136）●可测试信号、频谱；●可回放记录数据的图形，回放速度可调；●产生多种信号，频率幅值可调。
6．通用虚拟滤波器设计（1人）（135、136）●建立一个虚拟波形发生器，要求信号频率连续可调；●设计通用滤波器，能进行高通、低通、带通及带阻滤波；●分析各种数字滤波器频率响应特性，及各种数字滤波器性能比较。
7．Apple Watch仿真设计（1人）（135、136）设计Apple Watch界面，显示时间；●设计连接天气、航班信息、播放音乐、测量心跳、计步、闹钟等功能键，及相关子界面及功能程序设计。
《虚拟仪器课程设计》教学大纲
识别、表达并通过文献研究分析 决测控领域的复杂工程问题的方法，并
0.2
测控领域的复杂工程问题并获得
形成解决问题的有效结论。
有效结论。
教学目标 1
3.1 能够根据用户的特定需求，清晰描
3. 设计/开发解决方案：能够设计 述测控系统的设计任务，识别任务面临
针对测控领域复杂工程问题的解 的各项制约条件，完成系统综合性设
0.1
决方案，设计满足特定需求的测 计。
控系统，并能够在设计环节中体 3.2 能够综合运用专业理论和技术手
现创新意识，考虑社会、健康、 段设计针对测控领域复杂工程问题的
安全、法律、文化及环境等因素。 解决方案，进行工程技术可行性分析，
L
并在设计中体现创新意识。
5. 使用现代工具：掌握文献检
索、资料查询及运用现代信息技
2 总体方案设计（含硬件接口电路选型）
3 软件系统设计 4 系统联调
时间 第1周 第1天
全天 第1周 第2天
全天 第 1 周 第 3-5 天
全天 第 2 周 第 1-2 天
撰写课程设计报告，应包括： ①背景意义 ②总体方案设计 ③硬件电路设计 5 ④软件系统设计 ⑤系统调试 ⑥结论及进一步设想 ⑦参考文献
能够在跨文化背景下进行沟通和
交流。
教学目标 1、2、 3
教学目标 2
教学目标 4
教学目标 4
12. 终身学习：具有自主学习和 终身学习的意识，有不断学习和
12.2 具有理论联系实际以及在实践中
不断学习的能力。
L
适应发展的能力。
教学目标 5
四、课程设计的内容与要求 基本内容
1 确定设计任务
2 方案设计和论证
12级虚拟仪器课程设计任务docDOC
12级《虚拟仪器》课程设计任务书课程设计题目：虚拟仪器时间：7周——12周一、设计题目及任务学生可根据喜好和兴趣，从以下题目中选择一题或经老师同意的其它题目进行设计。
1．虚拟相位差计（1人）（135、136）●设计一个双路正弦波发生器，其频率和相位差可调；●采用过零法、FFT频谱分析法和相关法设计一个相位计；●仿真分析不同方法的优缺点及各自实用条件；●分析信号幅值、噪声幅值、采样点数等值的变化对测量结果的影响。
分两种情况测量：●不经过数据采集的仿真；●经过数据采集。
（132）2．通用串口调试工具设计（1人）（135、136）按以下界面或自己设计一个通用串口调试工具。
要求能设置COM口、波特率、数据位、校验位、停止位等。
3.虚拟频谱仪（1人）（135、136）●设计一个信号发生器，分别产生正弦波、方波、三角波信号；●设计频谱分析仪，对正弦波、方波、三角波信号进行频谱分析；●产生叠加谐波，并分析叠加谐波的周期信号的频谱分析。
●非周期信号的频谱分析。
分两种情况测量：●不经过数据采集的仿真；●经过数据采集。
（132）4．虚拟扫频仪设计（1人）（135、136）要求能进行幅频、相频特性分析。
信号可以模拟产生或通过硬件输入。
5．交流信号的虚拟仪器测量（1人）（135、136）●通过DAQ卡或虚拟信号发生器产生交流电压、电流信号；●测量交流电压、电流信号的有效值或幅值、频率、相位差等；●计算一个周期（或若干个整周期）的平均功率，即有功功率；●同时计算视在功率、无功功率、功率因数等；●首先，应当在环境下（不经过数据采集，使用仿真信号源）检查算法的效果。
6．网络化虚拟仪器设计（1人）（135、136）●建立一个虚拟波形发生器或其它虚拟仪器面板；●采用B/S模式实现仪器的网络化控制。
●采用C/S模式实现仪器的网络化控制，可采用DataSocket或TCP/IP方式。
7．基于声卡的虚拟仪器设计（1人）（135、136）●可测试信号、频谱；●可回放记录数据的图形，回放速度可调；●产生多种信号，频率幅值可调。
《虚拟仪器技术》教学大纲
3.2 能够综合运用专业理论和技术手段设计
定需求的测控系统，并能够在 设计环节中体现创新意识，考
针对测控领域复杂工程问题的解决方案，进 行工程技术可行性分析，并在设计中体现创
L
新意识。
虑社会、健康、安全、法律、
文化及环境等因素。
4. 研究：能够基于专业理论
知识，采用科学方法对测控领 域的复杂工程问题进行研究，
工程问题，开发、选择与使用
恰当的技术、资源、现代工程
工具和信息技术工具，包括对
5.3 能够使用恰当的技术，选择合适的现代 工程工具软件，针对测控领域复杂工程问
测控领域复杂工程问题的计 题，完成测量和控制系统的设计、仿真和模 0.2
算、仿真和模拟，并能够理解 拟分析。
解决方法的局限性。
课程教学目标 教学目标
①知道事件驱动的概念；
②知道事件结构的组成；
③知道事件结构的配置与操作；
1
④能够利用事件结构进行软件设计。
①能够正确使用局部变量和全局变量。
1
①知道数组的特点、创建过程及操作函数；
②能够利用数组与循环结构进行软件设计。
1
①知道簇的特点、创建过程及操作函数；
②能够利用簇进行软件设计。
1
①知道波形数据的组成及操作函数；
信号与系统，数字信号处理，传感器原理 本课程是测控技术与仪器专业的专业方向课，从虚拟仪器基本概念入手，结合编 程语言 LabVIEW，从数据采集和信号分析两个方向对虚拟仪器的设计和实现进 行阐述。主要内容包括：虚拟仪器及 LabVIEW 基础，VI 编辑与调试技术，程序 结构，数组、簇和波形，图形显示，字符串和文件 I/O，数据采集，信号分析。
②知道波形Graph控件接收的数据类型；
虚拟仪器教学大纲
《虚拟仪器》教学大纲Virtual Instrument课程编号：适用专业：电子信息工程学时：36 学分：2 一、内容简介内容包括：虚拟仪器(VI)的概念、组成原理、体系结构特点及其与传统仪器的关系，虚拟仪器软件开发平台LabView的程序基本构成，VI的数据类型与程序结构，图形数据显示，数据采集，信号处理与数学分析，仪器控制。
二、本课程的目的和任务本课程是电子信息工程专业的专业选修课，是面向二十一世纪的反应现代科技水平的专业课程。
虚拟仪器是一场真正意义上的仪器革命，是现代测试技术、计算机软、硬件技术相结合的产物。
本课程教学以虚拟仪器技术与计算机软、硬件系统相结合为主干，并配以具有较强实用性的软件实验，致力于拓宽学生的专业面，培养学生的实践动手能力，为今后从事工程技术与科学研究工作打下坚实的基础。
三、本课程与其他课程的关系学生在进入本课程学习之前，应学过下列课程：●电子技术基础●微机原理●C语言程序设计这些课程的学习，为本课程奠定计算机硬件基础与程序设计基础。
四、本课程的基本要求通过对本课程的学习，要求理解虚拟仪器的概念，掌握虚拟仪器软件LabView的设计方法，并能熟练运用LabView搭建简单的测量系统。
五、课程内容与学时分配●理论教学内容第一章虚拟仪器及LabView基础（4学时）了解虚拟仪器的概念、组成原理及其与传统仪器的关系，理解LabView程序的构成，掌握模板操作与VI的创建方法，掌握简单数据类型操作，掌握VI的编辑与调试技术。
第二章程序结构（4学时）理解局部变量与全局变量的作用，掌握循环结构、分支结构、顺序结构的设计方法，掌握公式节点与事件结构的用法，掌握菜单的建立与菜单操作的响应。
第三章群体数据类型与图形数据显示（4学时）掌握数组的创建与操作方法，了解簇的创建与操作，掌握波形数据的创建与操作方法，掌握图形控件的使用方法。
第四章字符串和文件I/O（4学时）掌握字符串控件与函数的使用方法，理解文件I/O操作流程，掌握文本文件、二进制文件与数据记录文件的使用方法。
虚拟仪器课程设计
虚拟仪器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解虚拟仪器的定义、分类及其在工程领域的应用；2. 掌握虚拟仪器的原理、设计方法和操作流程；3. 理解虚拟仪器与传统仪器的区别及优势。
技能目标：1. 学会使用虚拟仪器软件（如LabVIEW）进行程序设计和数据采集；2. 能够独立设计简单的虚拟仪器系统，完成特定功能的测试；3. 培养学生运用虚拟仪器解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对虚拟仪器技术的兴趣，激发其探索精神；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协作能力；3. 引导学生认识虚拟仪器在现代社会中的重要作用，树立正确的技术观。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程旨在使学生掌握虚拟仪器的相关知识，培养其实践操作能力，并在此基础上，激发学生的创新意识，提高其解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，为学生未来在工程技术领域的进一步发展奠定基础。
二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 虚拟仪器的定义、分类及发展历程- 虚拟仪器与传统仪器的区别及优势2. 虚拟仪器原理与设计- 虚拟仪器的硬件组成与工作原理- 虚拟仪器软件（LabVIEW）的基本操作与编程方法- 虚拟仪器的设计流程与案例分析3. 虚拟仪器应用实例- 数据采集与信号处理- 控制系统设计与仿真- 虚拟仪器在特定领域的应用案例4. 实践操作与项目设计- 虚拟仪器软件（LabVIEW）实操训练- 简单虚拟仪器系统的设计与实现- 团队项目设计、实施与展示教学内容按照上述四个部分进行组织，共计16课时。
其中，理论教学占8课时，实践操作占6课时，团队项目设计与展示占2课时。
教材参考《虚拟仪器原理与应用》一书，结合课程目标和教学大纲，确保内容的科学性和系统性。
教学内容安排和进度如下：第1-2课时：虚拟仪器概述第3-4课时：虚拟仪器原理与设计（一）第5-6课时：虚拟仪器原理与设计（二）第7-8课时：虚拟仪器应用实例第9-12课时：实践操作与项目设计（一）第13-15课时：实践操作与项目设计（二）第16课时：团队项目展示与总结三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动参与度和实践能力。
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《虚拟仪器原理与设计》课程教学大纲课程名称：虚拟仪器原理与设计英文名称：The Principle and Design of Virtual Instruments课程编码：51510556学时/学分：28/1.5课程性质：选修课适用专业：机械电子工程、机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程、材料成形与控制、车辆工程等。
先修课程：软件技术基础、计算机程序设计、机械工程测试技术一、课程的目的与任务虚拟仪器原理与设计是机电工程专业平台课程。
通过本课程的学习可以获得虚拟仪器原理、虚拟仪器构成、基于LabVIEW的虚拟仪器设计等方面的基础知识，为今后的工程应用和项目开发打下一个良好的基础。
通过本课程的学习应达到如下的基本要求：（1）掌握虚拟仪器的基本原理、虚拟仪器的体系结构、虚拟仪器的软硬件系统等基本知识。
（2）熟悉虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW的工作原理，掌握LabVIEW程序设计的基本原理与方法。
（3）掌握基于LabVIEW的信号分析与处理的基本方法和技能。
能够综合运用虚拟仪器和LabVIEW的相关知识，完成一项较为复杂和完善的虚拟仪器的设计任务。
二、教学内容及基本要求第一章虚拟仪器概述教学目的和要求：掌握虚拟仪器的构成、特点，虚拟仪器的软硬件系统。
了解虚拟仪器的开发环境及设计方法，以及虚拟仪器在测试、测量及自动化领域中的应用等。
教学难点和重点：虚拟仪器的构成，虚拟仪器的软硬件系统，虚拟仪器的开发环境及设计方法。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节虚拟仪器的基本概念、构成、分类及其特点第二节虚拟仪器的开发环境及设计方法第三节虚拟仪器在测试、测量和自动化领域中的应用复习与作业要求：掌握虚拟仪器的基本概念、构成、分类及其特点，了解虚拟仪器的开发环境及设计方法。
考核知识点：虚拟仪器的基本概念，虚拟仪器的构成、分类、特点及应用。
第二章LabVIEW基础教学目的和要求：了解LabVIEW的编程环境、使用方法，掌握LabVIEW的基本数据类型，了解LabVIEW的帮助系统和范例系统等。
教学难点和重点：LabVIEW的使用方法，LabVIEW的基本数据类型。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节启动LabVIEW第二节LabVIEW程序的基本构成2.2.1 前面板和程序框图2.2.2 菜单和工具条2.2.3 图标和连接器第三节LabVIEW的选板2.3.1 工具选板2.3.2 控件选板2.3.3 函数选板第四节LabVIEW的基本数据类型2.4.1 数值数据类型2.4.2 布尔数据类型第五节LabVIEW的帮助系统和范例系统复习与作业要求：能够通过LabVIEW的帮助系统和范例系统较为熟练的使用和操作LabVIEW。
考核知识点：LabVIEW程序的基本构成，LabVIEW控件选板和函数选板的操作及使用，LabVIEW的基本数据类型。
辅助教学活动：LabVIEW操作演示。
第三章VI的创建、编辑和调试教学目的和要求：掌握VI（虚拟仪器）的建立、编辑和调试的基本方法，能够独立完成一个简单VI的设计。
教学难点和重点：VI及子VI的创建方法、编辑和调试技术。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节VI的创建3.1.1 创建前面板3.1.2 创建程序框图第二节子VI3.2.1 创建和编辑图标3.2.2 定义连接器第三节VI的编辑3.3.1 创建对象3.3.2 选择和移动对象3.3.3 复制和删除对象3.3.4 对象的连线、排列等其它方面的编辑第四节VI的调试复习与作业要求：掌握VI及子VI的创建、编辑和调试的基本方法。
考核知识点：VI和子VI的创建、编辑的基本方法。
辅助教学活动：LabVIEW操作演示。
第四章程序结构教学目的和要求：了解LabVIEW程序结构的类型和特点，掌握LabVIEW常用程序结构的工作原理、应用场合和使用方法。
教学难点和重点：LabVIEW程序结构的工作原理和使用方法。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节循环结构4.1.1 While循环4.1.2 For循环第二节条件结构第三节顺序结构4.3.1 层叠式顺序结构4.3.2 平铺式顺序结构第四节事件结构复习与作业要求：了解LabVIEW程序结构的类型和特点，能够根据程序设计的要求熟练使用不同类型的结构进行编程。
考核知识点：LabVIEW常用程序结构的类型、特点和使用方法。
辅助教学活动：LabVIEW操作演示。
第五章数组、簇和波形教学目的和要求：了解复合数据类型的基本概念，掌握LabVIEW复合数据类型的创建和操作。
教学难点和重点：数组、簇和波形等LabVIEW复合数据类型的创建和操作。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节数组5.1.1 数组的创建5.1.2 数组操作函数第二节簇5.2.1 簇的创建5.2.2 簇的操作函数第三节波形5.3.1 波形的创建5.3.2 波形操作函数复习与作业要求：了解复合数据类型的基本概念，能够创建、操作和灵活运用数组、簇和波形等LabVIEW复合数据类型。
考核知识点：数组、簇和波形等LabVIEW复合数据类型的创建和操作。
辅助教学活动：LabVIEW操作演示。
第六章波形的显示教学目的和要求：了解波形常见的显示方式，掌握波形显示控件的操作和使用方法，能够根据要求对波形图的属性进行定制。
教学难点和重点：波形显示控件的使用和属性的定制。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节波形图6.1.1 波形图的数据格式6.1.2 波形图属性的定制第二节波形图表第三节X-Y图复习与作业要求：了解波形常见的显示方式，能熟练的操作和使用波形显示控件。
考核知识点：波形显示控件的操作、使用和定制方法。
辅助教学活动：LabVIEW操作演示。
第七章字符串和文件I/O教学目的和要求：了解和掌握字符串控件的类型和字符串函数的操作和使用，了解和掌握数据文件的输入输出和文件I/O函数的操作和使用。
教学难点和重点：数据文件的输入输出和文件I/O函数的操作和使用。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节字符串7.1.1 字符串控件7.1.2 字符串函数第二节文件I/O7.2.1 LabVIEW文件数据格式7.2.2 文件I/O函数复习与作业要求：能熟练掌握字符串和数据文件的输入和输出的基本方法。
考核知识点：字符串和数据文件输入输出控件及函数的操作和使用方法。
辅助教学活动：LabVIEW操作演示。
第八章数据采集教学目的和要求：了解数据采集助手DAQ Assistant和数据采集驱动软件DAQmx相关VI的使用，学会和掌握数据采集任务的建立。
教学难点和重点：数据采集VI的使用和数据采集任务的建立。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节数据采集卡设备的配置和管理（数据采集设备配置管理软件MAX）第二节数据采集VI8.2.1 数据采集助手DAQ Assistant8.2.2 数据采集设备的编程和使用（数据采集驱动软件DAQmx）复习与作业要求：能够通过DAQ Assistant和DAQmx的相关VI建立数据采集任务。
考核知识点：DAQ Assistant和DAQmx相关VI的使用和数据采集任务的建立。
辅助教学活动：LabVIEW操作演示。
第九章基于LabVIEW的信号分析与处理教学目的和要求：了解和掌握信号发生、信号分析与处理函数的操作和使用，能熟练的将其应用到信号分析与处理实践中。
教学难点和重点：信号分析与处理函数的操作和使用。
教学方法和手段：课堂多媒体教学。
课时安排：2学时第一节LabVIEW中的信号分析与处理函数第二节信号发生与频域分析9.2.1 信号发生9.2.2 频域分析第三节数字滤波与时域分析9.3.1 数字滤波9.3.2 时域分析复习与作业要求：熟练掌握信号分析与处理函数的操作和使用。
考核知识点：信号发生，信号分析与处理函数的操作和使用。
辅助教学活动：LabVIEW操作演示。
实验：虚拟仪器设计实践教学目的和要求：熟悉和掌握虚拟仪器图形化开发环境LabVIEW的功能、操作和使用，能够综合运用虚拟仪器和LabVIEW的相关知识，完成一项较为复杂、完善的虚拟仪器的设计任务。
教学难点和重点：虚拟仪器各功能模块的设计、综合和调试。
教学方法和手段：上机实践。
课时安排：10学时三、课程教学的特色说明本课程的学习旨在拓宽本科生的知识面，提升应对工程项目中涉及到的系统设计、实施等相关能力，尤其是测试、测量及自动化领域中虚拟仪器设计项目的能力。
它对于机械类专业后续课程的学习和毕业专题研究，以及研究生培养也都起到重要的作用。
本课程的特点是理论与实践并重，除了理论知识的学习外，实验技能的培养是本科程的一大特点。
因此将本科程定位为：面向工程应用研究和工程实践，建立以能力培养为主、理论联系实际、强调学生实践能力提高的课程体系。
在教学内容方面以提高学生理论和实践水平为目标，在教学方式上以多媒体教学为主要手段，在实践环节上以基本技能和解决工程问题为核心，加强学生的实验技能及理论联系实际能力的培养。
四、考试大纲1．考试的目的与作用虚拟仪器原理与设计是机电工程专业平台课程。
本课程所研究的对象是测试、测量及自动化领域中虚拟仪器原理、构成，虚拟仪器设计及应用等基本概念和方法。
通过课程考试，一方面可以了解学生对这些知识的掌握情况，增进学生对本课程核心内容的认识，督促学生加深对课程内容的理解，提高学生的虚拟仪器设计和应用的能力和水平。
另一方面也是为学生学好后续课程、进一步深入学习、或进行专题研究打好基础。
2．考核内容与考核目标本课程考核的主要内容包括：虚拟仪器原理及构成，基于LabVIEW的信号采集、处理、分析及显示，数据文件的输入输出等。
通过本课程的学习应达到如下考核目标：（1）掌握虚拟仪器的基本原理、虚拟仪器的体系结构、虚拟仪器的软硬件系统等基本知识。
（2）熟悉虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW的工作原理，掌握LabVIEW程序设计的基本原理与方法。
（3）掌握基于LabVIEW的信号分析与处理的基本方法和技能。
能够综合运用虚拟仪器和LabVIEW的相关知识，完成一项较为复杂和完善的虚拟仪器的设计任务。
3．课程考试内容与教材的关系课程考试的内容不超出选用教材和参考书目的范围，保证80%以上的考试内容在选用教材讲授范围内，根据本专业实际情况补充讲授的内容也在考试内容之列，但不超出20%。
4．分章节的考核知识点第一章虚拟仪器概述虚拟仪器的基本概念，虚拟仪器的构成、分类、特点及应用。
第二章LabVIEW基础LabVIEW程序的基本构成，LabVIEW控件选板和函数选板的操作及使用，LabVIEW的基本数据类型。