寧玉濤 黃曉璜 崔國(guó)民

摘 ?要： 流量計(jì)量是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)檢測(cè)和控制的重要環(huán)節(jié)，流量計(jì)使用前需要進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。以實(shí)驗(yàn)室流量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置作為參照和依托，運(yùn)用Visual Basic6.0為開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)一套流量標(biāo)定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。操作人員通過對(duì)話窗口，可以操作流量計(jì)的標(biāo)定過程，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)開發(fā)有利于學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和教師的課堂輔助教學(xué)，豐富了教學(xué)資源，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生普遍反映良好。

關(guān)鍵詞： Visual Basic6.0;流量計(jì);虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)： TP311.11 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.06.011

本文著錄格式：寧玉濤，黃曉璜，崔國(guó)民，等. 流量計(jì)標(biāo)定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)[J]. 軟件，2020，41（06）：5255

【Abstract】： Flowmeter is an important part of automatic detection and control in industrial and agricultural production process. The virtual simulation experiment project of flowmeter calibration is designed on the platform of Visual Basic6.0 with the reference of experimental flowmeter calibration devices. Through the dialog window， the operator can operate the calibration process of the flowmeter and obtain the experimental results. The results show that the development of virtual simulation experiment is beneficial to students' pre-class preview and teachers' auxiliary classroom teaching， which enriches teaching resources and improves students' interest in learning.

【Key words】： Visual Basic6.0; Flowmeter; Virtual simulation experiment

0 ?引言

虛擬仿真（Virtual Simulation）是利用一個(gè)系統(tǒng)模仿另一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)[1]。隨著虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的成熟，人們開始認(rèn)識(shí)到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不僅可以輔助高校 ? 的科研工作，而且在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也發(fā)揮了重要的作用。

近年來，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研發(fā)在國(guó)內(nèi)高校開展得非常普遍[2]。劉紅亮[3]基于Flex平臺(tái)開發(fā)了模擬實(shí)驗(yàn)、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)工作，劉標(biāo)等[4]基于Unity3D對(duì)搭建了電力仿真教學(xué)系統(tǒng)，提高了教學(xué)效果，張濟(jì)麟等[5]應(yīng)用VR及AR技術(shù)，基于Unity3D軟件，開發(fā)3D虛擬電工電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，喻盼[6]基于Java和Matlab設(shè)計(jì)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，張海燕等[7]為了提高教學(xué)效果，基于LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的顯示電路，白城銘[8]基于Flex設(shè)計(jì)與研發(fā)了教學(xué)仿真平臺(tái)等。這些虛擬仿真項(xiàng)目的開發(fā)與使用，發(fā)揮了虛擬仿真的增強(qiáng)課堂趣味性、豐富教學(xué)素材、提高教學(xué)效果的作用。

另還有一些研究者基于Visual Basic的開發(fā)工具，開發(fā)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。李軍等[9]基于VB設(shè)計(jì)了一套圖形生成程序，運(yùn)用于機(jī)床功率轉(zhuǎn)矩圖的設(shè)計(jì)。王帥等[11]基于VB編制了一套加熱爐熱平衡計(jì)算軟件。騰凱等[10]基于VB開發(fā)了一個(gè)數(shù)控虛擬仿真實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)。吳青鳳等[12]基于VB軟件設(shè)計(jì)開發(fā)了減速器拆裝虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在此背景下，為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，訓(xùn)練學(xué)生正確掌握實(shí)驗(yàn)操作步驟和原理，針對(duì)“動(dòng)力工程測(cè)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)”中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——孔板、電磁、轉(zhuǎn)子、渦輪流量計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，提出基于VB開發(fā)流量計(jì)標(biāo)定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生對(duì)容積法標(biāo)定流量原理的深入掌握，起到輔助教學(xué)的作用。

該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)主要是給試驗(yàn)者提供一個(gè)預(yù)習(xí)環(huán)境，使試驗(yàn)者通過鼠標(biāo)鍵盤的操作就可以進(jìn)行試驗(yàn)。雖然不能像親臨其境一樣，但在屏幕上看到的和實(shí)際試驗(yàn)裝置基本一致。通過仿真實(shí)驗(yàn)以后，再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，就可做到事半功倍的效果。

1 ?流量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)體水流量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)示意圖見圖1所示，由標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量容器，渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板、差壓變送器和電控儀表箱組成。裝置主體安裝在不銹鋼臺(tái)面上，兩條測(cè)量直管水平平置，留有充分的直管段來保證流型穩(wěn)定。各流量計(jì)用于讀取相應(yīng)管道內(nèi)的流量值。

在實(shí)驗(yàn)過程中，水通過水泵的驅(qū)動(dòng)，在系統(tǒng)里進(jìn)行循環(huán)。依次流過流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量容器，計(jì)算其流量大小，比較測(cè)量誤差，從而對(duì)待標(biāo)定流量計(jì)進(jìn)行誤差校準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)位有限，不能所有的學(xué)生都進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以解決這個(gè)問題。

2 ?虛擬仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

開發(fā)基于VB的流量標(biāo)定虛擬仿真軟件的目的是使該實(shí)驗(yàn)不再局限于實(shí)驗(yàn)臺(tái)，學(xué)生通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件可以完成實(shí)驗(yàn)。因此，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件有三個(gè)目標(biāo)：（1）盡可能貼合真實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置，讓學(xué)生有真實(shí)操作實(shí)驗(yàn)裝置的感受;（2）隨著實(shí)驗(yàn)操作步驟的進(jìn)行要出現(xiàn)合理的反饋，顯示出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果;（3）實(shí)驗(yàn)操作邏輯要符合實(shí)際。

實(shí)驗(yàn)者操作的特定步驟需要有實(shí)驗(yàn)提示信息文本的指導(dǎo)。直接定義字符變量“TSI.Text”，在完成特定實(shí)驗(yàn)操作即相應(yīng)變量被賦予特定值時(shí)，該字符變量會(huì)被賦予不同的提示信息。

例如，在單擊菜單欄中“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹焙蠹虞d的代碼如下所示：

Private Sub 實(shí)驗(yàn)?zāi)康腳Click（ByVal gender As System.Object，ByVal e As System.EventArgs）Handles實(shí)驗(yàn)?zāi)康?Click

Rt.Height =460

Rt.Width =650

Rt.Text=

Rt.LoadFile（Application.StartupPath+“＼實(shí)驗(yàn)?zāi)康?rtf"）

Rt.Left=0

Rt.Top =23

Rt.Visible = True

Me.Width =Rt.Width +7

Me.Height = Rt.Height +56

Me.Top=（ly.Computer.Screen.Bounds.Height-Me. Height）/5

Me.Left =（My.Computer.Screen.Bounds.Width-Me. Width）/2

If狀態(tài)=1Then

狀態(tài)=2

TSI.Text=“請(qǐng)依次打開電源、儀器、水泵開關(guān)”

End If

End Sub

3 ?結(jié)語

流量計(jì)標(biāo)定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目展示了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)操作界面，能模擬實(shí)體實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行操作過程，顯示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與運(yùn)行曲線。學(xué)生不僅可以在此軟件上預(yù)習(xí)，也可以復(fù)習(xí)。該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可作為開展實(shí)體實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，起到了教學(xué)輔助的作用。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)開發(fā)豐富了教學(xué)資源，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生普遍反映良好。

參考文獻(xiàn)

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