1 导言
测验仪器作为科学技能开展中必不可少的组成部分,对科学水平的前进和开展起到了很大的推进作用。跟着科学技能的开展,特别是电子技能水平的不断前进,极大地推进了测验技能的前进。在这种布景下,八十年代末美国研制成功虚拟仪器(VisualInstruments,简称VI)。在国外,虚拟仪器技能在轿车和发动机职业得到了蓬勃开展。国外的许多大学特别是一些企业现已开宣布了许多相关产品,如 SanDiego State UNIversity(美国圣地亚哥大学)开宣布了用于混合动力轿车燃油耗费和排放的模仿和优化体系。在国内,虚拟仪器技能对许多人来说还比较生疏,还没有得到大面积的遍及,但现在逐步有许多公司和高校开端把虚拟技能运用到出产和科研中。国内有些大学现已把虚拟仪器技能,特别是LabVIEW和科研实验接合起来,在发动机实验监控、发动机振荡的剖析、汽油发动机综合测验等方面取得了必定的作用。
2虚拟仪器技能
所谓虚拟仪器便是运用现有的计算机,加上特别规划的仪器硬件和专用软件,构成既有一般仪器的基本功用,又有一般仪器所没有的具有特别功用的高级贱价的新式仪器。虚拟仪器替代了传统仪器,改动了传统仪器的运用办法,前进了仪器的功用和运用功率,大幅度地降低了仪器的价格。用户可运用相同的硬件体系,经过不同的软件编程就可以充分发挥自己的才干、想象力,按自己的志愿为所欲为地规划自己的仪器体系,完结功用彻底不同的各种丈量。可见,软件体系是虚拟仪器的中心,软件可以界说各种仪器,因而可以说“软件便是仪器”。在整个虚拟仪器中,计算机,也便是咱们常说的PC机,是虚拟仪器的魂灵。
虚拟仪器的硬件体系一般分为计算机硬件渠道和测控功用渠道。依照测控功用硬件的不同,虚拟仪器可分为GPIB、VXI、PXI和DAQ四种规范体系结构,用来进行信号收集、传输、操控。虚拟仪器体系的硬件构成如图1所示。
与传统的测验仪器比较,虚拟仪器不只具有面向对象运用程序的特色,并且具有实在仪器的外观、实用性和可操作性,其首要长处如下:(1)可以比较简单地完结检测功用;(2)人机交互界面明晰漂亮,并且简单结构;(3)体系有很大的灵活性,可以依据需求修正和从头界说功用,(4)开发周期短,本钱较低。
3虚拟仪器在轿车中的运用
3.1虚拟仪器在液力变矩器中的运用
液力变矩器的功用直接影响轿车的行进安全性,可以运用虚拟仪器技能,丈量不同转速和进口压力下的液力变矩器的功用参数(如图2)。经过人机接口完结实验规划和体系资源的装备以及测验数据的回放和打印。主控台担任体系间的通讯和协调作业,依据初始信息调用仪器驱动程序,接纳从I/0口回馈的实验信号,经数据处理后,宣布操控信号使液力变矩器抵达预订状况,并保持稳定,一同对该状况进行功用测验。该体系显着优于传统的测验仪,愈加利于体系功用的扩大和智能测验与确诊的开发。
3.2虚拟仪器在轿车的制动性和操作稳定性中的运用
在传统的轿车的制动性和操作稳定性测验过程中,首要选用五轮仪、非触摸式车速仪以及方位陀螺仪、笔直陀螺仪等仪器。这些设备大多结构杂乱、本钱较高,有些参数的丈量误差较大,没有综合测验的配套软件、数据处理不便利等,而运用虚拟仪器可以很便利的处理传统测验中的问题(如图3)。
此体系首要由接口电路、软件和虚拟仪器面板组成,其间硬件可完结与PC机的接口,即完结模数转化、数字量输人输出及记数器/定时器操作等功用。软件包含驱动接口和仪器功用程序。由以上测验原理构成的轿车综合测验体系,克服了有些硬件检测仪器需求运用模仿盯梢仪制作曲线,靠人工判别辨认的缺陷,完结了全数字化处理。
3.3虚拟仪器在车辆防抱制动体系中的运用
车辆防抱制动体系(ABS)是削减交通事故的有用部件。将虚拟仪器引人ABS中,不只能将传统仪器所包含的信号收集与操控、剖析处理和成果显现悉数在个人计算机中完结,并且用户能依据其本身的需求,经过修正软件便利地改动、增减仪器的功用和规划。该体系(如图3)不只能完结对输人数据收集、处理、剖析,也可以完结输出数据的剖析、成果显现,更重要的是能便利地改动防抱死操控形式,郎运用不同操控模块进行操控,以研讨多种形式的作用,削减了实验仪器的投人。
3.4虚拟仪器在车桥检测中的运用
轿车驱动桥整车路途实验虽然能如实地反映行进时的实际情况,但需求耗费很多的人力和物力,并且实验周期很长,操控也很困难。选用室内台架实验的办法对驱动桥总成进行功用实验,可以更早发现问题。根据虚拟仪器的HCQ-3.0实验体系(如图4)首要由路途模仿体系(首要包含滚筒和飞轮组)、液压加载体系、数据收集与操控体系、计算机监测与剖析体系、动力传动体系(首要包含发动机、离合器、变速器、传动轴)、车桥的夹固体系以及安全防护设备等组成。 HCQ-3.0检测软件对实验体系进行操控,与实验台一同共同完结对轿车驱动桥功用的检测及数据获取、处理、剖析、显现、保存,并进行检测档案管理。
4 结束语
国外虚拟仪器技能已广泛运用于各个范畴,在车辆检测、出产中也已运用多年,而在我国该项技能的运用相对较晚。因为虚拟仪器具有上述许多特色,可大大节约项目的资金投人,前进效益、功率,所以值得在轿车范畴大力推广。现在,根据PC机的虚拟仪器技能正向高功用、多功用、集成化和网络化方向开展,虚拟仪器技能能促进车辆测验仪器的开展,有杰出的运用远景。