本发明专利技术属于虚拟仿真技术领域，公开了一种半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统及方法，所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，包括注册系统、学生学习系统以及后台管理系统；注册系统，用于实现用户的身份注册功能，为用户提供用户名和密码；学生学习系统，包括学习资料模块、实验模块、结果提交模块、成绩获取模块和交流互动模块；后台管理系统，包括栏目管理模块、内容管理模块、数据统计模块、实验结果获取模块和交流互动模块。本发明专利技术以学生为主体，以能力培养的目标内容为中心，能够提高学生实验与实践的积极性，提升学生解决复杂化学实验以及微电子加工技术的实践能力，更好的为我国微电子领域输送科研型、创新型和工程型人才。程型人才。程型人才。
【技术实现步骤摘要】
一种半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统及方法
[0001]
[0002]本专利技术属于虚拟仿真
，尤其涉及一种半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统及方法。
[0003]
技术介绍
[0004]目前，气体传感器与我们的生活安全、生产安全和生命安全息息相关，它不仅可以对人类生活空间的环境气体进行安全检测，还可以对工业生产过程中排放的污染气体进行监控，从而及时有效地对人类生活的室内空间和大气空间进行空气质量检测。在上述的检测目标气体中，多为有毒有害、易燃易爆气体，对检测人员专业要求以及实验室安全要求高，无法实现学生的普遍化和认知化学习，如果检测人员稍有操作不慎，就会造成人身安全和财产损失。气体传感器的检测需要在专业的实验室，专业的操作员和科学的测试方法下完成。但现有气体传感器制备程序复杂，耗时久，学生无法在短时间内实现高效学习。同时，传统学习中，学生们对于理论知识有较好的掌握，但实践能力薄弱，需要进一部增强，且老师与学生的沟通大多局限于有限的课堂时间，老师难以对学生学习情况有全面了解。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：（1）现有检测目标气体多为有毒有害、易燃易爆气体，对检测人员专业要求以及实验室安全要求高，无法实现学生的普遍化和认知化学习，如果检测人员稍有操作不慎，就会造成人身安全和财产损失。
[0006]（2）现有气体传感器制备程序复杂，耗时久，学生无法在短时间内实现高效学习。
[0007]（3）传统学习中，学生们对于理论知识有较好的掌握，但实践能力薄弱，需要进一部增强，且老师与学生的沟通大多局限于有限的课堂时间，老师难以对学生学习情况有全面了解。
[0008]解决以上问题及缺陷的难度为：（1）设计这样的半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验，需要设计人员同时掌握软件设计技能及半导体氧化物气体传感器基本理论及操作。
[0009]（2）面向的应用地点为学校，应用人群为学生及老师，设计过程中需要考虑学校的硬件条件与系统。
[0010]解决以上问题及缺陷的意义为：以学生为中心的教学理念，以我校导航探测与制导实验教学中心平台为基础，创新实验教学方法，利用虚拟仿真实验技术和任务驱动探索式教学模式等辅助实验教学。实验项目采取虚实结合，借助3D游戏界面展现整个实验过程，引导学生在虚拟环境下完成实验的预习、探索问题的思考、化学实验的操作以及气体传感器的制备和测量。学生通过虚实结合的实验演练，建立起对实验直观认知，了解传感与检测技术，掌握气体传感器检测方
法，实施气敏材料测定等完整过程操作方法的训练，学会使用相关画图软件和数据处理软件的使用。完成半导体氧化物气体传感器实验的设计与实施。
[0011]
技术实现思路
[0012]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统及方法。
[0013]本专利技术是这样实现的，一种半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，包括注册系统、学生学习系统以及后台管理系统。
[0014]注册系统，用于实现用户的身份注册功能，为用户提供用户名和密码，人员通过注册系统注册属于自己的账号后跟根据需求进行学生学习系统和后台管理系统的登录；学生学习系统，包括学习资料模块、实验模块、结果提交模块、成绩获取模块和交流互动模块；后台管理系统，包括栏目管理模块、内容管理模块、数据统计模块、实验结果获取模块和交流互动模块，用于对学生学习模块进行相关修改，管理者根据需求增长和用户反馈对学生学习模块进行调整，包括学习资料和实验部分的文字图片数据展示。
[0015]进一步，注册系统中，用户通过选择注册功能，进入注册界面，填写完注册信息后，系统把用户的信息存入数据库中；通过注册系统向数据库中写入新记录语句、和从输入时的条件判断语句，运用结构化模块化设计。
[0016]进一步，学生学习系统中，所述学习资料模块，包括半导体氧化物气体传感器相关书籍、相关网站和相关视频展示，用于点击相关页面提示，进行下个页面，使学生了解气体传感器在各个领域的应用、目前进展及其工作机理，具备气体传感器相关理论与实验基础。
[0017]进一步，学生学习系统中，所述实验模块，包括敏感材料制备环节、气体传感器元件制作环节和气体传感器元件测试环节，还包括动画展示、用户输入数据以及后台数据处理，用于借助3D游戏界面展现整个实验过程，引导学生在虚拟环境下完成实验，使本科生在无需进入实验室的情况下，完成化学实验的操作以及气体传感器的制备和测量。
[0018]进一步，所述敏感材料制备环节，包括前驱物混合、水热反应、离心分离产物以及煅烧处理部分；所述气体传感器元件制作环节，包括研磨粉末、材料涂覆、焊接陶瓷馆以及老化传感器部分；所述气体传感器元件测试环节，包括气体注入测试装置、开启测试装置、测试数据保存以及排出气体部分。
[0019]进一步，后台管理系统中，所述内容管理模块，用于对学生学习模块进行相关修改，管理者根据需求增长和用户反馈对学生学习模块进行调整，包括学习资料和实验部分的文字图片数据展示。
[0020]进一步，后台管理系统中，所述数据统计模块，用于进行登录情况和实验情况的统计，对登录人员的登录信息和学生的实验情况进行统计；使指导老师实时掌握学生的学习情况，做出评价和相应调整；其中，所述登录信息，包括账号、昵称、邮箱、登录次数以及最后登录时间。
[0021]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的半导体氧化物气体传感器虚拟仿真
实验系统的半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验方法，所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验方法包括以下步骤：步骤一，通过注册系统实现用户的身份注册功能，为用户提供用户名和密码，人员通过注册系统注册属于自己的账号后跟根据需求进行学生学习系统和后台管理系统的登录；步骤二，通过学生学习系统使学生了解气体传感器的相关学习资料，进行实验并将实验结果提交，并进行成绩获取和交流互动；步骤三，通过后台管理系统对学生学习模块进行相关修改，管理者根据需求增长和用户反馈对学生学习模块进行调整，包括学习资料和实验部分的文字图片数据展示。
[0022]进一步，所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验方法，还包括：学生在进行虚拟实验时，根据相应步骤提示完成操作；若正确完成相应操作，则进行下一步；若操作错误，则不会继续进行下一步，并有具体提示。
[0023]进一步，所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验方法，还包括：（1）设置干燥温度和时间，进行离心后的产物干燥中；其中，所述干燥温度设置范围为40~80℃，干燥时间设置范围为6~24h；若设置温度高于此温度，则提示温度过高；若低于此温度，则提示温度过低；若设置时间多于此时间，则提示时间过长；若设置时间少于此时间，则提示时间过短。
[0024]（2）设置煅烧温度和时间，进行进行煅烧反应中；其中，所述煅烧温度设置范围为300~800℃，煅烧时间设置范围为0.5~12h；若设置温度高于此温度，则提示温度过高；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，其特征在于，所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，包括注册系统、学生学习系统以及后台管理系统；注册系统，用于实现用户的身份注册功能，为用户提供用户名和密码，人员通过注册系统注册属于自己的账号后跟根据需求进行学生学习系统和后台管理系统的登录；学生学习系统，包括学习资料模块、实验模块、结果提交模块、成绩获取模块和交流互动模块；后台管理系统，包括栏目管理模块、内容管理模块、数据统计模块、实验结果获取模块和交流互动模块，用于对学生学习模块进行相关修改，管理者根据需求增长和用户反馈对学生学习模块进行调整，包括学习资料和实验部分的文字图片数据展示。2.如权利要求1所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，其特征在于，注册系统中，用户通过选择注册功能，进入注册界面，填写完注册信息后，系统把用户的信息存入数据库中；通过注册系统向数据库中写入新记录语句、和从输入时的条件判断语句，运用结构化模块化设计。3.如权利要求1所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，其特征在于，学生学习系统中，所述学习资料模块，包括半导体氧化物气体传感器相关书籍、相关网站和相关视频展示，用于点击相关页面提示，进行下个页面，使学生了解气体传感器在各个领域的应用、目前进展及其工作机理，具备气体传感器相关理论与实验基础。4.如权利要求1所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，其特征在于，学生学习系统中，所述实验模块，包括敏感材料制备环节、气体传感器元件制作环节和气体传感器元件测试环节，还包括动画展示、用户输入数据以及后台数据处理，用于借助3D游戏界面展现整个实验过程，引导学生在虚拟环境下完成实验，使本科生在无需进入实验室的情况下，完成化学实验的操作以及气体传感器的制备和测量。5.如权利要求4所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，其特征在于，所述敏感材料制备环节，包括前驱物混合、水热反应、离心分离产物以及煅烧处理部分；所述气体传感器元件制作环节，包括研磨粉末、材料涂覆、焊接陶瓷馆以及老化传感器部分；所述气体传感器元件测试环节，包括气体注入测试装置、开启测试装置、测试数据保存以及排出气体部分。6.如权利要求1所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，其特征在于，后台管理系统中，所述内容管理模块，用于对学生学习模块进行相关修改，管理者根据需求增长和用户反馈对学生学习模块进行调整，包括学习资料和实验部分的文字图片数据展示。7.如权利要求1所述半导体氧化物气体传感器虚拟仿真实验系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏飞，王莹麟，王天亮，党凡，许录平，孙景荣，张华，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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