高景金 郭坤 王建淞 徐子賀 王垠皓

摘要：隨著機(jī)械產(chǎn)品的集成化和自動(dòng)化程度不斷提高，我們需要一個(gè)機(jī)器測(cè)試系統(tǒng)，本文分析了現(xiàn)代技術(shù)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，提出了一種虛擬儀器，介紹了虛擬食品的基本概念、組成和特性，介紹了虛擬食品的研究現(xiàn)狀，介紹了虛擬儀器在工程測(cè)試中的應(yīng)用，總結(jié)了虛擬儀器在工程試驗(yàn)中的應(yīng)用，展望了虛擬儀器的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器;機(jī)械工程測(cè)試;技術(shù)應(yīng)用

前言

現(xiàn)代電子信息處理技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展首先必然需要完全依賴于當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)電子信息處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)電子信息處理技術(shù)的不斷創(chuàng)新及其進(jìn)步必然可以對(duì)各個(gè)信息技術(shù)應(yīng)用行業(yè)的電子信息處理技術(shù)不斷更新及其發(fā)展進(jìn)步產(chǎn)生重大的和戰(zhàn)略性的影響，中國(guó)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日新月異。工業(yè)部門的技術(shù)可行性和技術(shù)也在不斷更新。

一、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代技術(shù)測(cè)試技術(shù)是指人們?cè)趯?duì)研究對(duì)象進(jìn)行檢查和測(cè)量后，通過適當(dāng)?shù)牟僮骱头治?，使用專門的儀器和設(shè)備獲取人類所需的研究對(duì)象的相關(guān)信息。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了技術(shù)測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步，但同時(shí)也需要更高的技術(shù)測(cè)試技術(shù)來滿足這一要求，這也給技術(shù)測(cè)試技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)促使測(cè)試中的技術(shù)已逐漸從原來的單個(gè)專門學(xué)科之間轉(zhuǎn)向不同專門學(xué)科之間的相互交流借鑒和綜合滲透，使得在現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)中的測(cè)試成為技術(shù)形成了相互入侵的綜合測(cè)試體系，更新和改進(jìn)了傳統(tǒng)的測(cè)試方法和手段，進(jìn)一步發(fā)展了技術(shù)測(cè)試技術(shù)。

二、虛擬儀器的基本概念

虛擬儀器的廣泛地被引入主要基于以下幾個(gè)基本假設(shè)：隨著大家國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)科學(xué)移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速進(jìn)步發(fā)展，現(xiàn)代移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的移動(dòng)測(cè)試資源管理系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展必然需要一種具有系統(tǒng)性的能夠同時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種移動(dòng)應(yīng)用管理功能的先進(jìn)管理技術(shù)，如舒適的移動(dòng)操作系統(tǒng)定期數(shù)據(jù)更新、移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)實(shí)時(shí)操作的移動(dòng)系統(tǒng)使用靈活性、資源自動(dòng)管理定位、系統(tǒng)各個(gè)應(yīng)用模塊的自由移動(dòng)信息資源交換和自動(dòng)信息組合、系統(tǒng)資源的自動(dòng)整合重新配置和以及系統(tǒng)現(xiàn)有各種通用標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)資源的自動(dòng)整合分配使用、高效的系統(tǒng)運(yùn)行、低研發(fā)成本和應(yīng)用成本、版權(quán)等。測(cè)試系統(tǒng)采用虛擬儀器技術(shù)，透明地提高了機(jī)器測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用效率。

虛擬儀器系統(tǒng)中的虛擬測(cè)量處理裝置主要可以用于測(cè)量數(shù)據(jù)采集。同時(shí)，它還可以具有通過測(cè)試和計(jì)算分析測(cè)量數(shù)據(jù)、發(fā)布和傳播顯示測(cè)量結(jié)果的多種功能。虛擬數(shù)據(jù)流的分析和計(jì)算輸出通過虛擬軟件處理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。因此，如果你能提供一個(gè)完整的外部數(shù)據(jù)收集，你可以用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一系列測(cè)量設(shè)備。我們稱這種由計(jì)算機(jī)組成的數(shù)字測(cè)量裝置為"虛擬儀器"。

在實(shí)踐中，我們通常可以根據(jù)具體的儀器測(cè)試管理要求將一個(gè)模塊化的儀器硬件總線接口卡同時(shí)插入模擬計(jì)算機(jī)的硬件總線接口插槽中，使模擬儀器的硬件測(cè)試管理功能和用于模擬儀器圖像的控制面板進(jìn)行控制同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換而成為一個(gè)軟件測(cè)試模塊，充分利用共享新的計(jì)算機(jī)硬件資源，測(cè)試、計(jì)算和一步分析儀器數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)和一步訪問儀器數(shù)據(jù)，一步充分利用顯示和一步再現(xiàn)新的計(jì)算機(jī)硬件空間，同時(shí)通過打印和存儲(chǔ)管理儀器數(shù)據(jù)，解決了目前傳統(tǒng)化的儀器測(cè)試存在的質(zhì)量問題，慢慢逐步取代了目前傳統(tǒng)的基于虛擬硬件的機(jī)械測(cè)試儀器系統(tǒng)。

三、虛擬儀器的組成及特點(diǎn)

1、硬件部分

虛擬儀器主要功能是是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)各種傳統(tǒng)的儀器測(cè)試處理儀器，編寫各種測(cè)試儀器功能的具體軟件設(shè)計(jì);同時(shí)，根據(jù)具體的儀器測(cè)試功能要求，將一個(gè)模塊化的軟硬件測(cè)試接口卡全部插入一個(gè)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線接口插槽中，通過一個(gè)傳感器和一個(gè)測(cè)量控制電路將多個(gè)測(cè)試儀器對(duì)象連接安裝到一個(gè)模塊接口上的卡上，完成一個(gè)完整的單機(jī)虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)。

2、軟件部分

軟件功能部分測(cè)試是傳統(tǒng)虛擬化的測(cè)試管理系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，不同技術(shù)領(lǐng)域的測(cè)試程序員往往可以通過使用不同的非可編程測(cè)試語言軟件來自動(dòng)執(zhí)行不同的測(cè)試功能，如測(cè)試信息處理，還或者可以通過使用面板測(cè)試控件等來創(chuàng)建各種動(dòng)態(tài)測(cè)試按鈕、指示器或信息顯示窗口等使用可視化測(cè)試服務(wù)器的界面，軟件的功能虛擬化和面板控件對(duì)應(yīng)的是傳統(tǒng)虛擬測(cè)試管理系統(tǒng)軟件中的各種關(guān)鍵測(cè)試儀器，但由于這種虛擬自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)測(cè)試信息系統(tǒng)技術(shù)是完全人人可以自由選擇接受的，測(cè)試系統(tǒng)管理員和系統(tǒng)開發(fā)人員仍然可以通過自己手動(dòng)定義不同的虛擬測(cè)試信息系統(tǒng)管理軟件或者功能模塊組件來進(jìn)行自由選擇可以進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)處理和測(cè)試信息數(shù)據(jù)分析的各種技術(shù)方法，獲取不同的虛擬測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)或通過各種圖形圖示器來自動(dòng)進(jìn)行各種虛擬化的測(cè)試和數(shù)據(jù)分析，完成各項(xiàng)測(cè)試管理工作。

3、虛擬儀器的特點(diǎn)

虛擬儀器在工業(yè)機(jī)械質(zhì)量測(cè)試儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用，從根本上完全打破了目前傳統(tǒng)機(jī)械測(cè)試儀器設(shè)備的所有功能控制設(shè)置和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。目前傳統(tǒng)機(jī)械測(cè)試儀器設(shè)備的具體功能由設(shè)備制造商自己定義，測(cè)試對(duì)象是固定的。此外，儀器可以執(zhí)行的任務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單。而基于虛擬儀器的測(cè)試機(jī)器應(yīng)用測(cè)試軟件系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了硬件功能的高度適應(yīng)性。測(cè)試用戶則是可以自由使用不同的或可編程測(cè)試語言的并在不可能違反儀器使用程序規(guī)則的條件情況下自由轉(zhuǎn)換和直接自由組合不同的測(cè)試功能模塊，以充分滿足不同類型用戶的機(jī)器測(cè)試功能需求和用戶個(gè)性化測(cè)試需求。

4、虛擬儀器在機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)中的應(yīng)用

虛擬儀器的發(fā)展非常迅速。為了滿足不同的測(cè)試要求并分析測(cè)試結(jié)果，弗吉尼亞亞洲取得了一些成功。它開發(fā)了一種光學(xué)千分尺，利用虛擬技術(shù)測(cè)量MEMS中硅盤的強(qiáng)度，該技術(shù)可以在微米尺度上進(jìn)行區(qū)分。該系統(tǒng)主要通過數(shù)據(jù)采集卡傳輸模擬和數(shù)字信號(hào)來控制激光器。此外，晶體圖像通過圖像映射生成，X和Y坐標(biāo)由pc-step-4cx控制。最重要的是使用LabVIEW圖形編程語言進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、結(jié)果生成和控制。

結(jié)束語

在計(jì)算機(jī)平臺(tái)的幫助下，通過轉(zhuǎn)換軟硬件模塊或不同設(shè)置，軟件模塊可用于轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)資源和系統(tǒng)硬件測(cè)試功能，因此，利用虛擬儀器技術(shù)將成為未來機(jī)器技術(shù)發(fā)展的主流，并發(fā)揮最重要的測(cè)試功能。

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