机器人实验室范例(3篇)
时间:2024-03-27
时间:2024-03-27
关键词:虚拟仪器;实验室;建设;管理
0引言
在信息时代,计算机技术与仪器技术相结合,形成了一种新概念仪器——虚拟仪器,它从根本上更新了仪器的概念,具有传统仪器无法比拟的优势。实验室反映时代的特征,时代的发展又推动实验室的发展,数字时代的到来使实验室走形变得虚拟化,促使其全方位的发生变化,呈现出虚拟仪器实验室。基于虚拟仪器的实验室,学生既可以在虚拟仪器上动手操作,又可自主设计实验,且不担心仪器的损坏,有利于培养学生的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。在采用虚拟仪器构建的实验室中,学生更易获得相关的知识,科学的指导和敏捷的反馈。虚拟仪器实验室的到来将改变传统的实践教学模式,虚拟实验室是未来实验室建设的发展方向,也带来前所未有的发展空间。人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高、易维护等等优点。
1基于虚拟仪器实验室的相关概念及优点
在配有虚拟仪器的实验室可谓虚拟仪器实验室。而虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的PC机仪器。它由通用个人计算机、模块化功能硬件和相关控制软件组成。借助于数据采集卡,将实验数据采集到计算机内,利用虚拟仪器进行分析、测量,操作者通过友好的图形用户界面和图形化编程语言来对仪器的运行进行控制,从而实现对被测量信息的采集、分析、判断、显示、存储以及最后数据生成。
优点:虚拟仪器是根据测量原理采用适当的信号分析和处理技术编制某种测量功能的软件来实现测试的仪器,与传统的实验教学相比,利用虚拟仪器教学更好地融合了理论与实践相结合,使学生的软硬件技能同步提高;虚拟仪器软硬件上模块化的设计使学生在学习的方式上更加灵活,也较容易掌握。
2虚拟仪器实验室的建设
2.1虚拟仪器实验室的组成
虚拟仪器实验室由硬件和软件部件组成。从使用上讲:操作者可十分精准且快速的完成对被测量数据信息的采集、分析、判断、显示、存储及数据生成,而不需耗费大量时间去手动调整和计算。从构成上讲:虚拟仪器是计算机,加上相应硬件和相关专用软件,实现既有普通仪器所具备的基本功能,又有普通仪器做不到的更多特殊功能的高档低价现代化仪器,其功能多样,测量准确且易于实现。
2.2虚拟仪器实验室的配置
以电子技术实验教学中的应用为例来配置电子类虚拟仪器实验室。该实验室不仅能实现普通仪器的全部功能且能实现在普通仪器上无法实现的一些特殊功能。
(1)普通计算机。
(2)虚拟仪器应用中的开发平台。该平台能提供图形化界面,使用图形化编程方式,提供大量的控件和仪器驱动程序,可直接使用。
(3)五合一虚拟仪器,虚拟电子仪器及其配套应用软件。该仪器可实现任意波形发生器、示波器、电压表、瞬态波形记录仪、频谱分析仪等五种仪器的功能。
(4)电子类实验室常用的万用表和直流稳压电源等等常用设备。
通过上面这些基本配置,教师可以将先进技术带入课堂,能对学生进行基础性的实验教学,也可进行设计性、综合性和开发性实验教学。老师和学生通过对各虚拟面板的操作即可完成所有的电子技术类实验。学生在动手操作过程中,也不会因一时误操作而损坏仪器,从而使学生大胆实验,大胆创新,也增强了学生自主学习的兴趣,促进学生动手能力和创新意识,还可减少实验数据测量中的造成人为误差,提高实际测量的精准度,增加单位时间内完成的实验项目,不但实验效率高且实验教学质量好。目前虚拟仪器的出现不但给仪器仪表和测试领域带来了深刻的变革,也给高职院校的工科类实验室建设注入了新活力。通过实践证明,进入虚拟仪器实验室教学比普通实验室教学效果要好很多。
2.3建设虚拟仪器实验室的优势
与传统的实验室相比,虚拟仪器实验室优势很多,现从教学方面来考虑只说以下两大优势:
(1)大量减少建设实验室的资金投入。
计算机技术迅速发展的今天,数字信号处理技术进步很快,实现各种信号处理功能的软件算法精度变得越来越高,速度也是越来越快,而采用虚拟仪器建设的实验室能在一台计算机上就可以实现诸如示波器、函数发生器、电压表、频谱分析仪等仪器的功能,在实际操作中用软件算法替代传统的电子线路、实现传统仪器的各种信号处理功能乃至更多的特殊功能,而传统仪器购置费用高,维护费用也高,还需要耗费大量的人力物力,建设虚拟仪器实验室可大大节约购买各种设备的费用,故减少了建设实验室的资金投入。
(2)良好的人机界面,可操作性强,教学效果好。
对于利用计算机来管理仪器的虚拟仪器,根据实践项目的需要能重新定义各种常用设备,如需进行测量温度时虚拟仪器就是温度计,如需进行测量万用表实现的功能时,它可转变成万用表。在实际使用中不仅具有良好的人机界面,且操作性很强。学生在实验过程中可以随时对采集到的数据进行分析、处理、观察和分析实验结果,对操作不当之处能立马改正,同学们也愿意去动手动脑操作,从而提高了学生的实验兴趣,达到了实验教学的效果。
虚拟仪器实验室的开发具有众多优势,作为走在时代最前沿的教育工作者,应积极地把虚拟化技术运用到实验室开发中,把握时代脉搏,发挥虚拟仪器实验室在新时代教学和科研中的巨大作用。
3虚拟仪器实验室的管理
3.1定期对实验室进行维护和升级。
虚拟仪器是采用应用程序将PC机与相关硬件模块结合起来的一种新型的仪器系统,通过软、硬件的配合实现传统仪器的各种功能。它充分利用具有强大数据处理能力计算机系统,以特定的软件算法代替相应的电子线路。若市场出现新的教学仪器,而虚拟仪器当前不能实现其功能,则需操作者对现有仪器进行维护、扩展和升级,从而达到不需购置新设备却能满足教学所需。
3.2开放式管理,扩大教学规模。
虚拟仪器实验室完全能实行开放式的管理,学生通过业余可进虚拟仪器实验室进行实验操作,指导老师通过计算机监控学生的实验过程。这种开放室管理方式既能使实验室资源充分利用,也能满足学生求知欲望;既大量节省了的购置设备费,也缓解了实验室的不足问题,无形中提高了实验室的利用率,也扩大了实践教学规模。从学校资财投入方面、教师管理方面、实验室的利用方面和学生学习方面来说都是完全有利的。
3.3网络化的管理,用技术提升管理服务。
随着科技的发展,虚拟仪器可以通过计算机网络构成分布式测试系统,也能构建比较复杂的测试系统,还能进行过程监控及故障诊断。将虚拟仪器技术与Internet技术结合在远程教育中的运用,这种管理方式深受管理者和师生满意。
虚拟仪器技术结合多媒体、数字化校园网等计算机技术,实现现代化的教学手段。使用虚拟仪器技术进行实验教学能提高同学们实践动手的兴趣、勇于大胆创新能力、降低建设实验室成本且能达到很好的教学效果等颇多益处。伴着虚拟仪器的产生和发展,虚拟仪器实验室的使用价值不可估量。
参考文献:
[1]朱磊,朱佳丹.浅谈职业院校虚拟仪器实验室的建设[J].硅谷.2010,(154)
[2]秦树人,尹爱军,刘小峰.现代虚拟仪器[M].北京:机械工业出版社,2011.
[关键词]氧化铝厂化验室管理环保管理
中图分类号:TF821文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)06-0081-01
化验室管理的目的是为了确保人身的健康与安全,为了实验的顺利进行和取得准确可靠的实验数据。做好化验室管理,首先要建立必要、合理的规章制度,一个高效的化验室一定是一个制度健全的化验室,这样才能保证实施过程能够有条不紊。化验人员必须认真学习并遵守化验室技术规程和有关的消防、安全、保卫制度,了解可能发生的各种事故原因,并掌握预防和处理这些事故的方法。
一、健全化验室环境以及制度,实行安全化管理
化验室内应保持整洁、干净。严禁在化验室内吸烟、喧哗、打闹、吃零食、乱丢果皮纸屑、随地吐痰等,下班前由安全卫生值日人员进行安全检查。并进行值班登记;禁止使用化验用的器皿盛装食物或当茶具,一切化学药品严禁入口;严禁非试验使用化验室内的电炉等设备烧水、煮饭、取暖;一切与化验工作无关的物品不得带入化验室;化验中使用的仪器、试剂、用品,用完后要及时清理,并放回原处,保持化验室的整洁。
不得在化验室外的任何区域进行检验。工作时应穿工作服,长发要束起,进行有危险性的工作时要加戴防护用具。化验室应配备适当的、充足的灭火器材和急救药箱及喷淋设施,并应定期检查其有效性,发现问题及时整改,确保化验室的安全。不得随意拆装电器电闸或安装临时线路电源、改变电路,确因工作需要时,应与有关人员联系,由电工予以解决。化验室工作人员应随时留意周围的环境因素变化,如灰尘、电磁干扰、湿度、温度、电压、噪声、微生物菌种的变化,以免影响化验工作的质量,一旦发现周围有影响化验工作质量的因素存在,应及时采取解决措施。
二、健全化验室物品、仪器管理制度,实行科学化管理
做好低值易耗品、设备仪器的管理工作。低值易耗品使用频率高、流通性大,管理上要以心中有数、方便使用为原则,建立必要的账目。物品要分类存放、固定位置、用完后放回原处。腐蚀性的试剂和物品要密封保存,与精密仪器分开存放,保持室内的通风。两用物资需特别注意保管。仪器设备属于固定资产,要单独建立卡片管理制度,记录仪器有关的详细数据,建立专人管理责任制,建立使用、事故、检修记录制度,没有实践经验的人员禁止轻易操作。
做好精密、贵重仪器的管理工作。精密、贵重仪器的管理除了遵守管理的一般要求外,还要有特殊的管理要求。
1、对仪器进行系统管理。管好、用好、维护好仪器,确保仪器数量上的完整性和质量上的完好性;不断提高仪器的利用率和经济效益。
2、仪器的采购各环节进行综合评价和审查。仪器的选购应遵循实用性、可靠性、节约性、环保性、耐用性、可修性、配套性等原则。
3、正确使用仪器,责任到人。加强对仪器使用人员的培训工作,仪器使用人员一定要了解仪器的原理、性能和特点,熟练操作使用技术,仪器的使用必须严格遵守使用说明书中操作规程进行。如果仪器出现故障在关键部位时,必须请专业维修人员进行维修,不得私自进行维修。
三、全面推行绿色化学、清洁实验,实行环保化管理
关键词:智能管理系统;高校实验室管理;应用
G647
管理实验室不仅是管理其中的仪器设备,还需要具有新型的管理理念和模式,以此来适应社会人才技能培育的新要求,这对实验室管理者提出了巨大挑战。
一、实验室智能管理系统的优势分析
1.有利于促进教学方法的改进。实验室智能管理系统在某些方面是针对项目驱动教学法而设计的。教师可以在教师客户端创设教学项目,通过无线射频技术传送到实验桌上的控制器,学生通过人机界面查阅教学项目和相关技术文档而节约时间,让学生有时间进行技能操作训练。学生在操作过程中遇到问题可按下提问按钮,教师即知道学生有请求,可通过远程通讯或面谈交流。
2.提升实验室内涵建设。从实验室内涵建设方面培养合格人才,为社会服务。实验室智能管理系统为理论与实际相结合提供了有利条件。学生能够加强理论知识的学习,根据学科内容、任务及学生特点正确恰当地联系实际,并且提高管理意识。这作为高技能人才职业素质是首要条件,提高管理能力是必要条件之一。教师应坚持教学和科研相结合,因材施教与统一要求相结合,教师的主导性与学生的主体性相结合的原则,将理论应用到实践教学中。
二、智能管理系统在高校实验室管理中的应用
1.智能实验室管理系统的硬件平台。硬件平台包括:校级平台节点(服务器)、若干院级平台节点(服务器)、若干个客户端,校级平台节点通过局域网与院级平台级节点连接,校内客户端通过局域网、校外客户端通过Internet网与智能管理系统连接,以此构成全校(涵盖全校若干个学院的实验中心)的实验室开放智能管理系统。其中校级实验平台节点服务器通过软件系统负责与校共享数据库间进行数据沟通,负责与院级平台级节点服务器进行数据沟通。校级平台节点服务器存放生成校级报表原始所需的数据,各学院的数据存放学院平台节点服务器。
2.智能实验室管理系统的管理软件系统。该管理软件平台包括以下功能模块:一是用户管理模块。主要功能为用户信息管理,用户权限管理和个人界面定制;数据设置模块,主要功能为实现校级平台服务器与学院级平台服务器、学校共享库之间的数据交换,通过学校信息化办公平台实现单点登录、统一认证,机构设置,数据字典;二是资源管理模块。主要功能为实验室信息管理,实验项目管理,实验队伍管理,实验仪器设备管理,实验室房间管理;三是实验室开放管理模块。主要功能为开放实验排队站位、预约审批,仪器预约审批,实验室预约审批,会议室预约审批,易损仪器赔偿,收费及资金管理、培训管理、用户信誉积分,实验室工作日志;四是物联管理模块。主要功能为该模块与实验室管理控制系统相配合,实现预约审批后预约者刷卡开门、为预约实验仪器配置电源、仪器O备运行使用、启动监控设备、语音提示实验者各类信息的功能。
3.信息控制技术的实验室管理控制系统。一是门禁控制模块。由电子锁和刷卡器组成。在实验室门上装有电子锁,实现授权刷卡开门、密码开门、分配座位、预习报警、与电源控制联动控制等功能;刷卡器安装在每个实验室门外,当实验预约者在预约时间内刷卡,院级平台节点服务器发出指令,实现开门功能;刷卡器也可安装在每个层楼实验室的通道两边,由学院级平台节点服务器判明实验预约者身份和预约房间信息后,发出指令打开相应的实验室房间。二是视频监控模块。由前端摄像机、硬盘录像机和管理服务器组成。实现远程监督、远程指导、在线听课、在线培训、实验回顾、与软件平动管理与监督一体化等功能。三是实验室语音提示和通讯模块。由语音提示器和通讯电话组成。当实验预约者刷卡开门时,语音提示器发出提示信息,提醒实验人员有关注意事项;当预约时间将满时,语音提示器发出提示信息,提醒实验人员作好结束实验的准备工作,或者继续办理申请延长实验时间的相关手续。通讯电话可以使实验室管理者与实验者进行远程通话。
国内高校对实验室智能控制的研究较少,随着一体化教学的推进,大量实验室投入使用,实验室智能管理系统的应用是必然趋势。教育主要是培养人才并为社会服务,智能实验室装置对实验产品的开发、培养职教师资、实现一体化智能管理均大有裨益。
参考文献:
[1]孙逊,宋雪林,杨玮.高校实验室管理改革[J].中国市场,2015(22).
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