機械工程實驗室課程采用虛擬儀器計算機軟件
休斯敦萊斯大學(xué)機械工程學(xué)院， TX 77001
在萊斯大學(xué)，以計算機為基礎(chǔ)的虛擬儀器（ VI ）被應(yīng)用于包括兩個upperlevel的機械工程實驗室課程的6個實驗。學(xué)生在電腦的上的基于labview 軟件虛擬儀器界面進行實驗。該軟件進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲，并以圖表，并在某些情況下，它的控制系統(tǒng)參數(shù)。在一個案例中，實驗甚至可以自動運行。幾乎在所有實驗中， LabVIEW程序作由學(xué)生開發(fā)，并在大多數(shù)情況下，實驗設(shè)置由學(xué)生完成，為他們提供了高級設(shè)計項目的教育基礎(chǔ)。
使用這些計算機為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，能夠提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集，減少完成實驗室的時間，有更多機會讓學(xué)生觀察，并對實驗的基本原理進行討論及談?wù)勛约旱目捶?。學(xué)生都習(xí)慣使用這種虛擬實驗室 ，虛擬儀器系統(tǒng)已證明是可靠的，并利于機械工程系教學(xué)。 （1998年國家儀器。由機器人與自動化實驗室John Wiley ＆ Sons出版。10 ： 83-87 ， 1998）
Mechanical Engineering Lab Courses Using Virtual Instrument Computer Software

導(dǎo)言
在賴斯大學(xué)的機械工程系本科學(xué)生必須完成兩個實驗室課才能獲得學(xué)士學(xué)位。該實驗課程包括與熱力學(xué)，流體力學(xué)，傳熱學(xué)，發(fā)動機沖程，振動學(xué)相關(guān)的一些實驗。實驗的簡要說明列在附錄A。實驗通常是由三到五個學(xué)生組成小組完成。數(shù)據(jù)的采集和分析是有一個組總結(jié)在一個單一的正式報告上，其中包括小組成員單獨的討論結(jié)果。
幾年前，啟動了一個通過引進先進的技術(shù)設(shè)備和先進的數(shù)據(jù)采集及控制技術(shù)來設(shè)計新的測試儀器的項目，以便改善實驗課程教學(xué)。至目前為止，已對 15個試驗中的10個實驗進行了改進，更多的實驗正在規(guī)劃中。在部分實驗中，只有儀器或儀表進行了改變。然而，基于labview和國家儀器公司生產(chǎn)的SCXI信號調(diào)理硬件模塊的數(shù)據(jù)采集和控制技術(shù)已被應(yīng)用到6個實驗。
此次項目該進的想法來源和為該項目提供的條件來源于兩個高級設(shè)計項目課程。一個是4小時的必修課。第二個也是最常用的是另一種兩學(xué)期 ， 7小時，兩類課序的課程，第一學(xué)期是專門用于設(shè)計和第二學(xué)期是專門用于制著。在這兩項課程，學(xué)生也以不同規(guī)模小組形式工作。其中有五位學(xué)生組成的一個設(shè)計團隊?wèi)?yīng)該完成為3個相關(guān)實驗萊斯風(fēng)洞和虛擬儀器（VIs）設(shè)計。第二組有14名學(xué)生分成四個小組，設(shè)計和建造新的波發(fā)生器和beach for the wave tank，選定儀器儀表，并為關(guān)于boat roll的兩個實驗設(shè)計虛擬儀器。基于PC的第六實驗，是一個現(xiàn)代版的研究雷諾層流和湍流實驗。一個設(shè)計團隊在一個春天里完成實驗儀器的設(shè)計，由一個本科生制造它并在接下的夏天寫出虛擬儀器程序。

一個單一的Macintosh II是配有NuBus適配卡和數(shù)學(xué)處理器的計算機，其被用于所有六個基于PC的實驗，它配備了一塊NB-MIO-16X I / O板。數(shù)據(jù)采集和控制是由帶激勵的SCXI-1121型4通道隔離放大器完成，它應(yīng)用了一塊1320端子的模塊，以及一塊帶1302端子的伺服板。這些都是裝在一個SCXI-100型 4插槽機箱內(nèi)。PB-8H安裝架和合適的固態(tài)繼電器（ SSRs） ，也被應(yīng)用在控制過程中。當(dāng)前的系統(tǒng)應(yīng)用2.2.1版本的LabVIEW軟件。