NI ELVIS教学平台入门 2011年版

### NI ELVIS教学平台入门 2011年版 #### 一、NI ELVIS教学平台简介 **NI ELVIS**（National Instruments Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite）教学平台是一款专为教育领域设计的教学工具，旨在帮助学生更好地理解和掌握电子工程、物理和其他相关领域的基础知识与技能。该平台结合了虚拟仪器技术与实体实验设备，通过直观的操作界面和丰富的教学资源，为学生提供了高效的学习体验。 #### 二、NIELVIS平台的起源与发展 ##### 起源 NIELVIS的概念最初源于美国加州州立大学圣伯纳迪诺分校物理学系教授Paul Dixon的一个想法。Dixon教授是虚拟仪器教学实验的先驱者之一，在他的推动下，NIELVIS平台逐渐成型。其最初的构想是为了利用**LabVIEW**软件和数据采集卡来满足大部分实验需求，并进一步集成常见的实验室仪器功能，如示波器、万用表、可变电压源等，以便于提供更为实际且灵活的实验环境。 ##### 发展历程 - **2003年**：NIELVIS II 教学平台首次推出。 - **2004-2006年**：不断进行升级和完善。 - **2007年**：发布了NIELVIS II+，显著提升了性能。 - **2008-2010年**：持续改进并增加新的功能模块。 #### 三、NIELVIS II 教学平台特点 **NIELVIS II**是该系列中的一款经典产品，它具有以下特点： - **USB连接**：支持即插即用操作，兼容USB 2.0标准。 - **多功能集成**：包括示波器、数字万用表、函数发生器等多种功能。 - **配套第三方实验板**：适用于不同学科的教学需求。 - **12种内置仪器**：涵盖了大多数基础实验所需的功能。 - **配套课程资料**：提供丰富的学习资源和支持。 ##### 硬件指标 - **示波器**： - 分辨率：16位 - 采样率：单通道1.25 MS/s，双通道500 kS/s - 带宽：1-1.5 MHz - 输入范围：±10 V - 耦合方式：AC/DC - 连接接口：BNC - **数字万用表**： - 精度：5½位 - 最大测量值：60 VDC，20 Vrms，2 ADC，2 Arms，100 MΩ - **函数发生器**： - 分辨率：10位 - 输出范围：±5 V - 频率范围：0.2 Hz 至 5 MHz 正弦波；0.2 Hz 至 1 MHz 三角波/方波 - 控制方式：软件或手动控制 - 连接接口：BNC或原型板 - **阻抗分析仪**： - 频率范围：0.2 Hz 至 35 kHz - 支持元件类型：NPN, PNP, 二极管 - **集成DAQ**： - AI采样率：1.25 MS/s 单通道，500 kS/s 双通道 - AO更新率：2.8 MS/s - DIO数量：24个 - PFI数量：15个 - CTR数量：2个 - **可变电源供电**： - 分辨率：10位 - 输出范围：0至+12 V，0至-12 V - 电流范围：500 mA - **原型板**： - 特点：可替换，支持自定义连接（Banana, BNC, D-Sub） #### 四、NIELVIS II+ 的升级 **NIELVIS II+**作为NIELVIS II的升级版，主要在以下方面进行了改进： - **采样率**：提高至100 MS/s - **带宽**：达到50 MHz（-3 dB） - **分辨率**：调整为8位 - **输入范围**：最大±20 V - **耦合方式**：增加了GND选项 - **噪声滤波器**：提供20 MHz可选配置 - **探头**：支持1x和10x #### 五、NIELVIS平台的应用场景 NIELVIS平台因其强大的功能和灵活性，在多个学科领域都有着广泛的应用： - **电气工程**：用于信号处理、通信系统、电力电子等方面的教学与研究。 - **物理**：支持光学实验、声学测量、电磁场分析等。 - **计算机科学**：可用于数字信号处理、嵌入式系统开发等课程。 - **机械工程**：涉及传感器技术、控制系统等。 #### 六、NIELVIS平台的教学价值 NIELVIS平台不仅提供了高质量的实验设备，更重要的是它为学生创造了一个将理论知识应用于实践的机会。通过动手操作，学生可以更深入地理解概念，并培养解决问题的能力。此外，NIELVIS还配备了一系列的教学资源，包括实验指导书、视频教程和实验室手册等，这些都极大地促进了学习效率和效果。 NIELVIS教学平台是一种集成了多种功能的先进教学工具，对于提升学生的实践能力和创新能力具有重要意义。无论是对初学者还是有一定经验的学生来说，它都是一个非常有价值的学习平台。