电子电工模拟仿真实验技术探析

万书红

（中国石油大学（华东），山东 青岛 266555）

在传统的电子电工实验中，相关人员对实验材料不熟悉或者是自身实验能力较差，都会导致实验结果不理想，但是随着经济与科技的高速发展，模拟仿真实验技术，不仅可以使实验变得更加具有直观性和立体感，也能够简单化实验中的抽象知识点，降低了实验设备使用过程中存在的安全隐患，提高了电子电工实验的操作性和便利性。本文将分析电子电工模拟仿真实验技术的含义、应用优势和模拟仿真实验技术在电子电工实验中的实践策略。

1 电子电工模拟仿真实验技术的含义

电子电工模拟仿真实验技术被称为EWB（Electromics Work Bench），也可以被称为虚拟电子实验室。在电子电工领域中模拟仿真实验技术可以将实验参与者的所有设计理念应用其中，既保障了用户界面的简洁性和安全性，也确保了设备的完善程度。相关调查数据显示，模拟仿真实验技术中有14 种分析工具，8 000 多个元器模型，几乎覆盖了所有电子电工设备和仪器。可以基本满足电子电工实验过程中需要使用到的各种设备和仪器。

在实验过程中运用模拟仿真实验技术，实验参与者可通过计算机进行电力的设计检测和控制分析工作，确定实验设计是否符合相关要求。而且在实验过后，也可以通过实验技术对实验内容进行检测分析，确定实验项目的可行性，进而有效减少对实验设备的消耗。

因为模拟仿真实验技术中采用的仪器元器件与实际形态的仪器和元器件具有较高的相似程度，因此可以像使用实物一样展开实验，具有较强的真实感和操作性，还可以根据条件的变化改变参数以及电路情况，让实验参与者尽快掌握软件提供的仪器使用方法以及实验过程，这种实验方法更加稳定有效，是一种安全便捷且成本较低的实验模式。

2 模拟仿真实验技术的优点

2.1 实验操作简单

运用模拟仿真实验技术进行电子电工实验，使用的设备、仪器都不会受到外界环境的影响，而且还具有较高的可操作性，这样不仅提高了实验的可行性，也提高了实验的效率。采用仿真实验技术可以对整个实验过程进行仿真处理和仿真显示，将实验概念转换为直接的实验现象，这种模拟实验过程相比起一般的理论性知识更加直观便利，而且运用计算机进行模拟实验，操作也更加简单，避免了复杂的仪器设备维修和维护，整个实验过程和实验质量完全不受影响，为电子电工实验提供了低成本高效率的实验方法。

2.2 实验安全性高

模拟仿真实验技术在整个实验过程中无需操作真实设备，但需要和真实设备一样的操作方法和流程，不需要进行原件安装、焊接等相关程序。在这种实验模式之下实验人员的安全性更高，可以保证实验顺利进行。在真实的实验工作过程中，运用电流电压等设备时，极易对实验人员的安全造成威胁，比如在连接电流时一旦连接位置不正确就会导致线路短路，诱发火灾等危险事件。另外实验人员若操作不规范，也有可能会影响到实验设备的性能和安全性，导致实验数据丢失，严重的还有可能会损害实验人员的人身安全，因此在模拟仿真实验技术的应用下采用计算机进行模拟实验，可以有效避免这些危险事件的出现，避免操作失误或操作不当引起的设备损害和实验人员人身安全问题。

2.3 降低实验成本

电子电工的实验成本一直以来都是令人关注的话题，因为电子电工仪器设备等设施，具有较高的维护费用和购买成本，在实验过程中还容易造成较大的损耗，因此如何能够降低实验成本，也成为了当下的热议话题。自从模拟仿真实验技术出现之后，采用模拟仿真实验技术在实验过程中可以使用元件库中的多个设备和仪器，而且还具备模仿真实环境的作用，可以由实验人员对实验设备和线路进行调控。采用这种实验方法，可以非常直观地了解整个实验过程，给实验人员提供足够的分析空间。而且仿真模拟实验除了与真实的实验设备不同之外，所有实验结果和实验过程都是一样的，所以在整个实验过程中实验人员可以获得真实的实验体验，这样不仅可以有效降低实验设备的购买成本，也可以减少实验物品的损坏和消耗。

2.4 培养实验人员的创新能力

在传统的实验环境当中，实验人员需要使用真实的设备和材料进行实验，由于资金空间等多方面的限制，导致实验人员无法将自己的想法付诸于实际，这在一定程度上限制了实验人员的创新能力发挥。然而采用模拟实验技术，实验人员可以把自己的想法以及所学习到的知识作为实验基础，通过自己想要进行的实验方式操作，不用担心造成仪器损坏或耗材消耗。这也在极大程度上给实验人员提供了更加广阔的实验空间和实验渠道。将具体化的实验过程和现象呈现给实验人员，让实验人员对自己的想法和思路有更加直观的感受和认识，进而有效培养实验人员的专业知识和创新能力。

3 模拟仿真实验技术的应用策略

3.1 做好准备工作，保证实验质量

在模拟实验过程中需要做好常规的准备工作，保障实验能够顺利进行，提高实验成功率。实验之前需要制定明确的实验管理制度，让每一位实验人员清楚自己的职责，虽然虚拟实验并不会给真实的设备造成影响，也不存在安全隐患，但是为了保证实验的质量，实验人员需要在实验前对虚拟设备仪器进行检测，保证实验设备的安全性及稳定性。相关管理人员也需要密切监管实验人员的实验准备工作，保证实验准备工作可以落到实处，避免因准备工作不足引起的实验失败。

实验人员需要在电子电工实验开始之前先进行理论分析，事先设计好实验参数，并利用仿真实验技术的基本性质、电路的特点进行分析再将其打印出来，为实验过程中的沟通交流提供便利。另外还需要保障各个原部件的参数都维持正常，在输入原部件之前，最好提前设计参数，也可以利用仿真技术分析电路中的静态和动态特征。

比如在实验之前需要仔细检查虚拟设备的线路连接问题、电路稳定问题。在做好实验准备工作之后，不仅可以提高实验人员的自身专业能力，也能够及时发现设备存在的问题，消除潜在实验隐患，减少实验失败率。在此过程中还需要密切观察实验设备的数据变化，比如读数、记录等，提高实验人员自身的观察能力和动手能力，让实验人员在模拟实验过程中也能够保持一个真实实验的严谨性和专业性，最终达到良好的实验目的和实验效果。

3.2 注重理论实践，掌握数据信息

在传统的电子电工实验过程中因为实验成本高、实验风险大，很多实验人员的理论知识无法付诸于实践，这也就在一定程度上限制了实验人员的创新能力和专业能力发挥。在模拟实验技术的支持下，实验人员可以采用低成本高安全性的实验方法，将自己本身的理论知识付诸于实践，在实践过程中既可以了解自己掌握的理论知识是否正确，也能够在实验过程中，对失败问题进行总结，不断改进提高自己的专业能力和专业技术。比如在模拟实验过程中，实验人员可以将模拟实验过程中的电路信息与现实中的电路信息进行对比，找出不同点并进行调整和维修。在专业的电子电工实验中，模拟仿真技术也可以帮助实验人员准确地了解电力分析技术，并在短时间内快速了解电路中的节点信息。

3.3 加强性能分析，提高实验效率

模拟仿真实验技术可以对数字以及混合电力等性能进行仿真分析，分析方法是通过元器件库的程序进行，当实验人员创建出一个实验线路图之后就可以按下电源开关，然后就可以取读电路中被测出的数据。如果电路中的数据与实验人员的预测结果不同，就可以输入一些数据进行对比，完成对比之后实验人员就能够获得一个比较理想的实验结果。

在模拟仿真实验技术的运用过程中，所有过程都是通过计算机创建的，并在计算机模拟实验中求得实验数值，整个实验并没有固定的模型、弹元器件，但是模型的精准度也决定了最后实验的结果。

在实际的实验案例中可以发现仿真实验软件可以更加直接地分析出实验结果，而且在电路调试方面也具有较高的便捷性，一般模拟软件创设出的模拟环境和实验设备都具有较高的真实度和可操作性，在整个实验过程中实验人员可通过仿真模拟实验获得实验结果，所以一般仿真实验的结果完全符合真实实验的要求，也可以通过仿真实验获得数据之后，再进行真实实验，以此来降低真实实验的失败率。

3.4 运用查询功能，培养实验人员观察力与创造力

模拟仿真实验技术可以解决电子电工实验过程中面临的诸多问题，不仅降低了实验成本，提高了实验安全性，还可以让实验人员以个人兴趣为主参与到实验当中。因为仿真实验技术的高仿真性和相似性，可以让实验人员更加真实地观察到整个实验过程。比如在一般的模拟实验过程中，实验人员需要先进行实验过程分析和设计，但是理论数据并不代表实际结果，所以采用模拟实验技术，可以让实验人员亲身经历整个实验过程，在实验过程中可以对实验人员的综合能力起到良好的培养作用。比如在进行实验过程设计和结果猜想时，实验人员只能通过自己所学习到的知识以及经验作为参考依据猜测实验结果。在此基础上运用模拟实验技术可以进行电路仿真并分析出电路的性能与特点，让实验人员去验证自己的猜想。更重要的是实验人员还可以借助物联网的优势创建元器件库模型，这样就可以让实验人员在设计完电路图之后，通过接通电源来了解电路中的各种参数为实际实验提供良好的数据支持和理论支持，提高真实实验的成功率，同时还可以通过各种数据信息的观测和对比，培养实验人员的观察力和创造力。

3.5 运用仿真实验，检测实验质量

在电子电工行业的持续性发展中，很多实验项目并不能顺利完成，因为设备、仪器以及各种材料的稀缺性导致实验工作受限，从而影响了实验人员的积极性和主动性。因此在电子电工行业当中采用模拟仿真实验技术，可以让实验人员在模拟环境下开展与真实实验环境相似的电子电工实验，不仅可以提高实验人员的实验能力和操作水平，也可以让实验人员运用仿真模拟实验，掌握各种设备的运行数据以及基本信息，直观看到整个设备的运行过程以及电流的工作状态。

采用这种实验技术，不仅为实验人员提供了更多实验机会，也为实验人员提供了更多仪器设备的选择，尽最大可能让实验人员去验证自己的想法和实验思路，解决了实验过程中因各种条件无法满足而造成的实验失败，保障实验成果。模拟仿真实验技术还可以运用人机对话模式，让每一个实验人员都可以投入到整个实验过程当中，并亲自动手设置相关参数。由于在整个实验过程中，不需要使用到真实的设备和仪器，所以实验人员完全可以在无限制的条件下进行多次试验，多次实验之后也可以将实验结果进行对比验证，促进实验人员掌握更加深入的电子电工知识。

所以运用模拟仿真实验技术，不仅可以有效降低实验成本和实验耗损，在实验过程中也可以用来判断实验人员的实验质量。只要实验人员本身具备较强的理论基础和专业经验，在模拟仿真实验过程中就可以运用各种实验设备进行高质量实验。而且在模拟仿真实验过程中，实验人员也可以对自己的实验质量进行判断分析，并通过不断地完善实验计划和实验操作流程，提高实验质量。

4 结束语

模拟仿真实验技术是一项全新的实用性技术，将其应用到电子电工实验当中可以充分发挥出模拟实验的优势，不仅可以有效减少实验过程中面临的阻碍和问题，也可以很好地降低实验成本，保障实验人员的个人安全。由于这项技术目前还处于一个发展阶段，随着互联网技术以及移动终端的不断发展，这项技术还会得到更大的突破，也会给未来的电子电工行业带来更大的影响。目前不管是在电子电工行业，还是在高校电子电工教学当中，运用模拟仿真实验技术，都可以有效提高原有的实验效率和实验水平，相关人员在实验过程中还需要对实验过程和实验操作进行不断地完善和改进，满足当下社会的发展需求，不断提高我国电子电工行业的专业性。