何寧業(yè)

【摘 要】電子測(cè)量技術(shù)是一門實(shí)踐性、綜合性較強(qiáng)的課程。針對(duì)該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題，提出在課堂中引入Protues軟件進(jìn)行仿真演示，同時(shí)在教學(xué)中添加綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。這種方式豐富了實(shí)踐教學(xué)手段，使原本枯燥的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加形象生動(dòng)，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力。

【關(guān)鍵詞】電子測(cè)量技術(shù)；仿真；Proteus

中圖分類號(hào)： G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）11-0120-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.050

【Abstract】Electronic measurement technology is a practical and comprehensive course. In view of the present situation and existing problems of the experiment teaching in this course， the Protues software is introduced to the simulation demonstration in the classroom， and the comprehensive design experiment is added to the teaching. This method enriches the practice teaching means， makes the original boring experiment teaching more vivid， helps stimulate the students interest in learning， and strengthens the students comprehensive application ability.

【Key words】Electronic measurement technology； Simulation； Proteus

0 引言

科學(xué)的進(jìn)步，生產(chǎn)的發(fā)展都需要用測(cè)量技術(shù)進(jìn)行定量分析。電子測(cè)量技術(shù)作為測(cè)量學(xué)的重要分支，廣泛應(yīng)用于物理學(xué)、光學(xué)、機(jī)械學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域以及生產(chǎn)、交通、國防、農(nóng)業(yè)、環(huán)保乃至日常生活的各個(gè)方面[1]。電子測(cè)量技術(shù)課程作為電子信息工程等工科專業(yè)的必修課，也是一門技術(shù)基礎(chǔ)課。為了達(dá)到更好地教與學(xué)的效果，此課程配有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，便于學(xué)生將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，在實(shí)踐中獲取更多的電子測(cè)量學(xué)知識(shí)。

傳統(tǒng)的電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告上的測(cè)量要求，按部就班的完成測(cè)量工作。這種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)效果往往不太理想，原因主要是沒有很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，由于每個(gè)小組的測(cè)量對(duì)象，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也相差不大，不可避免的有部分學(xué)生渾水摸魚。為了改善這種情況，嘗試在電子測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中引入Proteus仿真軟件，通過在原來的實(shí)驗(yàn)課程中添加電路仿真設(shè)計(jì)，使得原來枯燥的實(shí)驗(yàn)課程變得更加生動(dòng)。

1 Proteus軟件簡介

Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司1989年開發(fā)的EDA工具軟件。Proteus提供了豐富的元器件庫和仿真儀表，具有完善的電路仿真和電路測(cè)試的功能，在電路設(shè)計(jì)的仿真驗(yàn)證中具有重要的作用。該軟件按其主要功能不同劃分為三個(gè)模塊：智能原理圖輸入系統(tǒng)ISIS；虛擬系統(tǒng)模型VSM ；高級(jí)布線編輯軟件ARES。

2 課堂輔助演示——函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

原電子測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中有一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是關(guān)于信號(hào)發(fā)生器的使用，要求利用信號(hào)發(fā)生器分別產(chǎn)生方波、三角波、正弦波三種不同的波形信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后將信號(hào)接入示波器顯示波形。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作比較簡單，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的步驟很快就能完成實(shí)驗(yàn)，但是實(shí)驗(yàn)效果一般。

可以對(duì)原實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提出一些改進(jìn)。除了掌握信號(hào)發(fā)生器的基本使用方法之外，添加對(duì)某函數(shù)信號(hào)發(fā)生器電路的搭建與測(cè)試，電路如圖1所示。如此一來能讓學(xué)生對(duì)信號(hào)發(fā)生器工作原理有更好地理解。同時(shí)在該項(xiàng)目的教學(xué)課堂中嘗試引入Proteus仿真軟件，對(duì)該函數(shù)信號(hào)發(fā)生器電路進(jìn)行仿真。并利用軟件自帶的虛擬示波器功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路產(chǎn)生的方波、三角波、正弦波三種不同波形進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。虛擬示波器顯示波形圖像如圖2所示。

3 綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——數(shù)字多用表的仿真設(shè)計(jì)

針對(duì)傳統(tǒng)電子測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀，可適當(dāng)添加綜合性設(shè)計(jì)項(xiàng)目。制定綜合性項(xiàng)目任務(wù)時(shí)，巧妙地將電子測(cè)量技術(shù)課程的理論知識(shí)貫穿其中。

例如，利用Proteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字多用表的設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目要求采用8位8路A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808和8051單片機(jī)設(shè)計(jì)一臺(tái)數(shù)字多用表，能進(jìn)行電壓、電流和電阻的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果LCD顯示屏顯示，通過按鍵進(jìn)行測(cè)量功能轉(zhuǎn)換。數(shù)字多用表仿真電路如圖3所示。最終將測(cè)量所得的參數(shù)值直觀地顯示在右上角的顯示屏上。通過數(shù)字多用表電路設(shè)計(jì)和仿真，有助于強(qiáng)化學(xué)生對(duì)電子測(cè)量技術(shù)相關(guān)理論知識(shí)和儀器儀表功能的理解，提高學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生電路設(shè)計(jì)能力及仿真軟件的應(yīng)用能力。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，在電子測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中引入Proteus軟件進(jìn)行仿真輔助，一方面，改善了原本枯燥的實(shí)驗(yàn)課堂，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主性，有效地提高了課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果；另一方面，有助于添加綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

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