0 引言
《传感器与检测技术》是自动化专业、电气工程及其自动化专业、控制工程专业、检测技术专业等诸多专业的一门必修课。随着各种新型传感器的不断出现，该门课程的理论教学内容需要与时俱进地进行更新，而与之匹配的实验教学则由于实验设备陈旧老化，运行修护成本过高，实验内容单调枯燥而无法适应新型传感器的教学要求。加之在全球疫情常态化的大背景下，线上教学越来越普及，这就要求相应的实验教学也要紧随其后。而虚拟仿真技术的飞速发展为线上的实验教学提供了必要的技术支持。与传统的实验教学相比，虚拟仿真实验具有更好的灵活性，有效地弥补了传统实验的不足之处，同时，突破了传统实验对于时间和空间的依赖，创新了教学模式，拓展了学生的思维，锻炼了学生的动脑能力，具有良好的可推广性。
1 实验教学设计
传感器的理论教学一般是按时工作原理进行讲解的，每一种类型的传感器要求学生掌握其工作原理、等效电路、测量电路及后续信号处理等内容。每种传感器都会对应着一个实验。由于实验学时有限，学生在课堂上无法完成所有类型传感器的实验操作。因此，本虚拟实验系统只创建了基础性的实验内容，其它的传感器实验要求学生在课后自己设计完成。
针对《传感器与检测技术》的特点和实验需求，虚拟实验平台选定labview和multisim作为设计工具，首先，利用虚拟仿真电路软件Multisim，根据传感器工作原理设计并分析传感器虚拟电路，并且分析传感器的基本特性，然后，基于labview根据电路仿真时获得的数据，设计并实现传感器技术虚拟实验平台。实验虚拟平台分为前面板设计和后面板设计，不同的传感器实验由相应的子系统来实现。
2 程序设计思路
虚拟实验平台共有两级界面，主要利用属性节点的设置来实现界面的跳转，进入主界面后可以选择子系统，按下对应按钮便可以跳转至目标系统，在主界面按下退出按钮则会关闭主程序，而在子程序中按下停止按钮，则只会关闭子程序。本实验平台目前设计了四个虚拟实验，其程序设计流程图如图1所示。
3 联合仿真实验设计
利用multisim软件对各个传感器建立等效电路，及后续的测量电路、放大电路、信号处理电路等，并对实验数据进行拟合处理，再运用联合仿真模块在labview中完成对子VI的设计，在子VI的输出显示模块上显示出相应的数据及曲线。四个子系统VI代表着四个不同的事件，所以主程序的逻辑采用事件结构，在事件结构嵌套至While循环中。用布尔控件来实现按钮操作，学生可根据需求按下目标按钮进入目标子系统。除了停止按钮外，总共布置了四个按钮，它们分别指向对应的测量系统。采用合适的属性节点运行对应子程序。而运行目标VI子程序，需要确定所要打开的VI程序所在路径。此路径信息作为“打开VI引用”函数的输入，而此函数的输出连接“VI执行状态”属性节点，以此表示控件对应VI的执行状态。该状态信息作为内嵌条件结构的判断依据，当满足该条件时，运行条件结构中的“运行VI”调用节点函数，进而采用“前面板窗口打开”属性节点打开控件所代表的子VI系统的前面板，最后关闭引用。Labview的主界面及各个子系统通过属性节点来设计。主界面如图2所示。
图1 程序设计流程图
图2 主界面
4 结语
基于multisim与labview的《传感器与检测技术》虚拟实验系统将Multisim作为仿真驱动将各个传感器用虚拟电路仿真出来，利用LabVIEW与Multisim的联合仿真模块实现设计软件之间的实时通讯，完成了传感器技术虚拟实验平台的开发，实现了传统传感器实验应用平台的基本功能，同时又解决了实验室设备老旧更新的问题，学生可以不受时间、空间的限制，随时进行实验教学。同时，软件又具有极强的可开发性，学生可以不断地探索开发新的实验，提高了学生的科学动脑能力和实验的积极性，课堂反馈效果很好，具有良好的发展前景。
参考文献
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