三维可视化技术的飞速发展及目前教学设备及方法存在弊端的现实，使虚拟实验室的建立成为推动教育模式信息化的有效方法，已逐步成为最近几年国内外实验课程教学研究和应用的热点，如何构建虚拟实验室成为虚拟教学领域的重要研究课题。本课题首先对现代实验教学模式和虚拟实验室技术在国内外各领域的应用案例及发展趋势进行全面比较分析，在全面认识虚拟实验室系统的优势及开发与研究意义的基础上，通过构建传感器三维可视化系统来改善传统教学内容抽象，模式单一，效果差的不足。在充分研究各实验模块系统原理和虚拟现实关键技术的基础上，系统地对其应用场合及功能进行需求分析，基于所得结论，提出搭建思路和系统设计方案，并完成系统搭建工具的选型和实验内容的取材；然后利用3dsmax建模工具完成对压电式单向测力传感器、玻璃破碎报警器、压电式周界报警器和矿用挡车器等实验设备模型的创建，同时通过K帧、动力学、表达式控制器法和调用动作库等方法完成各实验模块动画的制作，最后综合利用PhotoShop CS3、Adobe Premiere CS3和GoldWave视频音频合成工具、Microsoft Visual Studio2005开发平台和OpenSceneGraph2.8.3三维渲染引擎，自主设计开发了一个适用于传感器实验课堂教学和学生自主学习的虚拟实验室。经过研究和探索，该系统具有一套较好的交互界面，实现了实验场景漫游、实验设备选取和信息实时显示、模型动画起停控制、片头动画播放、实验过程视频仿真、音频解读以及界面静态交互功能和粒子特效设计。经测试得知，该系统性能稳定，操作方便，提高了学生学习效率，并减轻了教师的教学负担。