摘要：虛擬儀器技術(shù)是計算機技術(shù)和測量技術(shù)在儀器儀表領(lǐng)域相結(jié)合所形成的一種全新的儀器種類。它能夠完成傳統(tǒng)儀器不能完成的任務，本文以虛擬儀器的特點為基礎(chǔ)，介紹虛擬儀器技術(shù)在汽車測試中的應用。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器技術(shù);汽車測試;應用

引言

改革開放以來，隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)、儀器儀表技術(shù)的飛速發(fā)展，隨之出現(xiàn)了一些新的測量儀器與測量理論方法，這當中就包含虛擬儀器（virtualinstrument，VI）技術(shù)。虛擬儀器技術(shù)是計算機與現(xiàn)代儀器系統(tǒng)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)打破了人們對傳統(tǒng)儀器概念的理解，帶來了一種全新的理念，在很大程度上對測試、測量領(lǐng)域產(chǎn)生影響。近二十多年來，虛擬儀器因為其特殊的優(yōu)點被廣泛應用在電子、教育、機械、通信、汽車制造等各個方面。在汽車電子領(lǐng)域，常常要實施各種測量、測試實驗。如果使用傳統(tǒng)儀器進行臺架實驗，不但需要投入大量的物力、人力以及時間，并且效率不高，同時還會出現(xiàn)實驗結(jié)果與實際汽車工況不符合的情況。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，給這一狀況帶來了新的轉(zhuǎn)機。對虛擬儀器技術(shù)的研究和應用對汽車設(shè)計、制造、測試以及使用，對我國儀器儀表領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，都具有十分重要的意義。

一、虛擬儀器及其特點

傳統(tǒng)測量儀器主要由3個功能模塊組成：信號采集與控制單元、結(jié)果表達與輸出單元與信號分析與處理單元。因為這些功能模塊一般情況下都是以固化的軟件或者硬件的形式存在的，只能通過廠家來定義并制造儀器，所以，傳統(tǒng)的儀器靈活性差，設(shè)計復雜，仍然采用手動的操作模式，并未獨立使用，全部的測試過程只限于簡單的模仿人工測試的步驟，當需要測試的參數(shù)比較多或者現(xiàn)場情況比較復雜的時候，使用非常不方便。隨著軟件技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)與計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機在儀器與電子測量領(lǐng)域的應用越來越廣，同時不斷出現(xiàn)一些新的測試理論、方法與儀器，在這種狀況下，虛擬儀器應運而生，作為傳統(tǒng)儀器觀念的因此變革，成為儀器產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向。虛擬儀器由模塊化儀器硬件、計算機硬件資源與擁有過程通信、數(shù)據(jù)分析以及圖形化用戶界面的軟件組成的測控系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有以下特點：

1、功能越來越豐富、強大

虛擬儀器技術(shù)充分利用了計算機強大的數(shù)據(jù)傳輸、處理以及發(fā)布的能力，傳統(tǒng)儀器中的信號顯示、分析、存儲、打印以及其他操作都由計算機來進行，得到了一個簡單、靈活的測量測試系統(tǒng)。

2、具有較高的重復利用率和較快的開發(fā)速度

虛擬儀器的主體是軟件，把傳統(tǒng)儀器中的硬件部分替換掉，使得需要硬件完成的工作利用計算機的軟件來完成，不僅減小了開發(fā)的周期，而且在滿足市場需求、技術(shù)發(fā)展以及產(chǎn)品的可重復利用與更新?lián)Q代方面的優(yōu)勢非常明顯。

3、修改、設(shè)計更加方便

傳統(tǒng)儀器的修改與設(shè)計需要專業(yè)的人員來進行，但是對于虛擬儀器來說，用戶可以加入到設(shè)計中來，能夠進行自定義，而且可以在儀器的功能面板上方便地進行修改。

4、開發(fā)以及維護費用較低

虛擬儀器的開發(fā)、加工、更新等環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了軟件化，與傳統(tǒng)儀器相比有比較低的制造成本。同時，虛擬儀器的代碼有很高的復用率，在其生產(chǎn)、包裝、運輸中節(jié)約了人力、財力以及物力，并減少了維護的費用。

5、構(gòu)成復雜的測試系統(tǒng)比較容易

虛擬儀器能夠當作測試儀器獨立使用，也能夠利用高速計算機網(wǎng)絡構(gòu)成復雜的分布式測試系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控、測試以及故障診斷。

二、汽車檢測技術(shù)

汽車經(jīng)過一百多年的發(fā)展，已以其卓越的性能和廣泛的用途滲透到人類活動的各個領(lǐng)域，成為人們生活中不可缺少的一種交通工具。

伴隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機技術(shù)的進步，汽車檢測發(fā)展成為一門重要的學科，并在汽車制造、汽車使用、汽車維修等部門獲得廣泛的應用。汽車檢測技術(shù)是綜合利用各種現(xiàn)代化的檢測技術(shù)和先進的檢測設(shè)備，在汽車不解體或不完全解體的前提下，判斷出車輛技術(shù)狀況、查明故障部位和原因的一種技術(shù)手段，主要對汽車的動力性、經(jīng)濟性、操作穩(wěn)定性、安全性、可靠性等進行檢測分析，并提供公正的、科學的數(shù)據(jù)。

三、虛擬儀器技術(shù)在汽車工程中的應用

液力變矩器的性能對汽車的行駛安全性有著直接影響，能夠通過虛擬儀器系統(tǒng)，測量不同進口壓力與轉(zhuǎn)速下的液力變矩器的性能參數(shù)。

通過人機接口完成系統(tǒng)資源的配置與試驗設(shè)計以及測試數(shù)據(jù)的打印與回放。主控臺根據(jù)初始信息調(diào)用儀器驅(qū)動程序，負責系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)與通信工作，接收從I/O口回饋的試驗信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，發(fā)出控制信號使液力變矩器保持穩(wěn)定，并到達預定狀態(tài)，同時對該狀態(tài)進行性能測試。該系統(tǒng)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的測試儀，更加利于智能測試與診斷的開發(fā)以及系統(tǒng)功能的擴充。

在汽車道路測試過程中，主要采用的儀器有垂直陀螺儀、方位陀螺儀與非接觸式車速儀、五輪儀等。這些設(shè)備大多數(shù)成本比較高、結(jié)構(gòu)比較復雜，有些參數(shù)的測量誤差較大，沒有綜合測試的配套軟件、數(shù)據(jù)處理不方便等。

計算機與虛擬儀器的結(jié)合，具有極大的發(fā)展空間，基于PC機的虛擬儀器技術(shù)將向高性能、多功能、集成化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。因此，虛擬儀器技術(shù)在汽車工程中具有廣闊的發(fā)展前景，它必將為測試人員提供更加優(yōu)良的測試環(huán)境。

結(jié)語

虛擬儀器可使用相同的硬件采集系統(tǒng)，通過配用不同的測試軟件與傳感器實現(xiàn)完全不同的測試功能。虛擬儀器技術(shù)在汽車性能測試領(lǐng)域的應用，使得汽車檢測設(shè)備開發(fā)周期短，投資少，易于維護，通用性強，而且提高了性能測試的精度與智能化程度;該系統(tǒng)人機界面友好，操作方便，能夠有效提高工作效率。因為虛擬儀器技術(shù)的越來越完善，它必將在汽車性能測試領(lǐng)域中得到更為廣泛的應用。

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