发动机测验仪器阅历了模仿仪器、数字化仪器和智能仪器三个阶段。模仿仪器的根本结构是由磁机械式的，选用模仿器材组成各种电路，精度低、速度慢、适应性差;而数字化仪器如数字转速表等，首要由数字电路来完结，在测验精度、速度和仪器寿数等方面都比模仿仪器有较大的进步。跟着数字信号处理技能及大规模集成电路的开展，呈现了以微机为中心的智能仪器，但由于其是以功用模仿的方法存在的，不管开发仍是运用，都缺少灵活性。20世纪80年代后期，微机功用是得到极大进步，而向测验剖析的通用软件开发渠道的成功运用，使得虚拟仪器应运而生。运用虚拟仪器技能，用户能够自定认义仪器的功用，创立32位编译程序，然后进步了惯例数据收集和测验等使命的作业速度。
W40型电涡流测功器是华南农业大学从德国进口的测功设备。该测验设备的数字化水平较低，操控台均选用机械式按钮，且经过近二十年的接连作业，设备已严峻老化，呈现显着的零点漂移，部分测验电路板已呈现毛病，经屡次修补仍不正常，严峻影响了测验作业的正常进行。为此，在保证数据收集的精度和实时性、改进数据处理功用、进步易操作性和整个测验设备数字化水平的原理下，充分运用虚拟仪器的优势，对原有设备进行了更新和扩大，形成了一个测控体系。
1 体系硬件规划
1.1 体系硬件组成
测验体系的硬件组成首要包含NI公司的PCI-6024E型DAQ卡和SCXI信号调度模块。SCXI信号调度模块包含机座模块SCXI-1000、热电偶模块组SCXI-1125和SCXI-1328、应力应变模块组SCXI-1520和SCXI-1314等。体系结构图如图1所示。
测功用即为德国SCHENCK公司的W40型电涡流测功器，可测发动机最大功率40kW。测耗仪是主动规划的，运用电子天平称量燃油消耗量，经过RS232C(25芯接插件)与PC机衔接。可烟度计和空气流量计均为第三方仪器，经过RS232C(9芯接插件)与PC机衔接。
1.2 各组成单元功用及工况点操控 1.2.1 DQA卡
NI公司的PCI-6024E型DAQ卡是依据PCI总线的12位多功用数据收集卡，最高采样速率为200kS/s，具有16个单端模仿输入(或8个差分模仿输入)，8个数字输入/输出，2个模仿输出，2个20MHz、24位计数器/守时器。
1.2.2 SCXI信号调度模块
NI公司的SCXI信号调度模块为DAQ卡供给一个完善的信号调度体系，有用高的灵活性和装备功用。
机座SCXI-1000是一个结构紧凑、低哭声的机箱，为调度模块供给电源、守时和触发等功用。
热电偶模块组SCXI-1125和SCXI-1328供给最高300Vrms的阻隔、1～2000的增益、4Hz或10kHz的可编程模仿滤波器、冷端补偿等功用，终端还有铝质温板避免温度从接线紧杆传递，进步了冷端补偿的精度。
应力应变模块组SCXI-1520和SCXI-1314供给1～1000的增益、10Hz～10kHz的可编程模仿滤波器、0～10V的直流鼓励电压以及主动调零、桥路补偿等功用，还能够调度一般的模仿电压。
1.2.3 测功器和油门操控器
W40型电涡流测功用有四种作业方法：M方法、n方法、n-const方法和M-n2方法。最常用的是M方法和n-const方法，对应调整的目标别离为测功器的扭矩和转速。当挑选external方法时，操控信号为0～10V。油门操控器由模仿电压操控的伺服电机构成，操控信号为0～10V。
1.2.4 工光点的操控
体系可依据设定的转速或扭矩经过DAQ卡输出操控电压给操控执行器和油门操控器，再经过丈量成果进行反应，即可完结实验工况点的操控，完结自定义的测验流程。其间，体系选用PID算法完结测功器的操控。
2 体系软件规划
2.1 编程思维
发动机实验需求在开端时经过怠速作业进行预热。预热结束的标志是冷却水温度到达额定值。预热后，当速度稳定在设定值时，开端作业主程序，进行数据显现、处理和记载。作业主程序时，一起还调用烟度计和空气流量计子程序，进行同步收集、记载。当水温超越设定的极限值时，体系输出数字信号，发动扬声器报警并停机。体系程序流程图如图2所示。
2.2 用户界面
这儿运用简略、易用、图形化的虚拟仪器软件LabVIEW编写操作界面。
主程序界面分为操控和显现两个区，完结对数据收集的操控和显现。显现部分包含扭矩、转速、温度、油耗等参量的显现，还包含超越极限亮灯显现、统计剖析显现、日期时刻显现等;操控部分包含各丈量仪操控开关、收集速率、存储数据时刻、PID参数值、极限值、初始值等的设置，如图3所示。
依据流程需求，编写了温度测验子程序和速度判别子程序，用于监控温度和速度状况。关于速度，用磁电和光电转速传感器一起丈量，程序中设采样频率为5000Hz，采样数为5000，每秒显现、记载一个点，每8个点取一次均匀，判别均匀值差错是否在设定范围内并且继续一分钟以上。
2.3 功用模块
软件按功用可分为扭矩计、转速计、温度计、油耗仪、空气流量计、烟度计等测验模块，每个模块可独立运用，别离测验各单个内容。信号收集完结后，能够进行数据保存(直接存入EXCEL)、图表打印以及网页发布等操作。监控参数呈现异常时，应报警并停机。
关于油耗丈量，首要要在电子天平的菜单中对与外设有关的参数进行设置，如波特率、奇偶校验和握手信号等，然后用LabVIEW读取数据完结串口通讯。厂商为烟度计和空气流量计供给了相应软件，可经过LabVIEW运用system exec.vi调用流量计和烟度计的数据收集软件，并与LabVIEW主程序同步存储。别的，环境条件如大气压、温度、露点温度、相对湿度等可经过互联网从广州五山气象卫星观测站取得，而室内条件也要瑜空盒气压表、干湿球湿度计等仪器进行辅佐丈量。
