虚拟测试系统
基于虚拟仪器的汽车减振器实验台测试系统设计
基于虚拟仪器的汽车减振器实验台测试系统设计摘要减振器是汽车悬架系统的重要组成之一，高性能的减振器对于设计阶段就能够预测减振器的整体性能并作为性能改进的依据，无疑本文对此展开研究，并以常用的某型车用双筒液压减振器为研究对象对其结构进行分析，结合虚拟仪器图形化编辑语言labview软件建立了用于汽车减振器测试系统的虚拟测试系统模型，进行以下几方面探究：1. 模拟现场阻尼力信号，位移信号，设计出带噪音的正弦波形发生器和余弦波发生器。
2. 利用虚拟仪器强大的信号处理功能，实现对模拟信号的拟合，微分，滤波等处理，观察示功特性曲线与速度特性曲线。
3. 对阻尼力信号进行频谱分析4. 对阻尼力信号进行监测,完成对减震器是否合格的判断。
5. 完成测试结果的的读取和打印。
关键词：减振器，阻尼特性，位移特性，速度特性，示功特性,虚拟仪器Virtual instrument based on the experimental vehicleshock absorber test system designAbstractVehicle suspension shock absorber system is an important component of one of the shock absorber for high-performance design stage to predict the overall performance of shock absorber and as a basis for improved performance, no doubt a study this paper and used Vehicle used a double-hydraulic shock absorber for the study to analyze its structure, combined with virtual instruments labview graphical editing software language established test system for automotive shock absorber system model of the virtual test for the following aspects Inquiry:1. Analog signal at the scene damping force and displacement signals, the design of the sinusoidal waveform with the noise generator and a cosine-wave generator.2. The use of virtual machines powerful signal processing functions, the realization of the fitting of the analog signal, differential, filtering, processing, observation indicator and speed characteristic curve characteristic curve.3.Damping force of the signal spectrum analysis4. Signal of the damping force to monitor completion of the shock absorber to determine whether the qualified5. To complete the reading test results and print.Key words: shock absorber, damping characteristics, displacement characteristics, speed characteristics, indicator properties, virtual instrument目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (3)1.1研究的目的和意义 (3)1.2汽车减振器概述 (1)1.2.1减振器在汽车中的作用 (2)1.2.2减振器的类型 (3)1.2.3汽车减振器的工作原理 (5)1.2.4汽车减振器的阻尼特性与速度特性 (6)2基于虚拟仪器实现汽车减振器测试系统的设计思想 (5)2.1.虚拟仪器概述及LabVIEW软件设计简介 (5)2.2减振器测试系统的结构原理图 (6)2.2.1汽车测试系统图 (6)2.2.2基于虚拟仪器测试系统软件设计结构图 (7)2.3试验台主机结构 (7)3基于虚拟仪器关于数字信号处理与分析方法 (8)3.1 数字信号处理与分析概述 (8)3.2 离散数字信号的频谱分析方法 (11)3.2.1数字式虚拟频谱分析原理流程图 (9)3.2.2 数字计算机研究傅里叶变换DFT理论 (9)3.2.3虚拟仪器DFT的FFT处理流程 (10)3.2.4 频谱分析中窗函数理论 (10)3.3离散数字信号的滤波分析 (11)3.3.1经典数字滤波器原理 (11)3.3.2 数字滤波器的概念 (11)3.3.3 经典数字滤波器的分类 (12)3.3.4 三种常用的最佳逼近特性滤波器 (142)4基于虚拟仪器的汽车减振器测试系统LABVIEW软件设计主体内容 (14)4.1基于Labview软件设计下，汽车减振器测试系统的实验演示流程 (14)4.1.1开始输入加噪的阻尼力信号与位移信号的实验结果演示 (14)4.1.2经过滤波处理后的信号实验结果演示 (186)4.2汽车减振器信号发生器子vi模块功能说明 (19)4.2.1信号发生器子vi各程序模块功能说明 (19)4.2.2信号发生器子vi程序运行原理说明 (20)4.3汽车减振器滤波器子vi模块功能说明及图形演示. (20)4.3.1滤波器子vi各程序模块功能说明 (20)4.3.2滤波器子vi实验图形演示. (22)4.4汽车减振器频谱分析子vi模块功能说明 (23)4.4.1频谱分析子vi各程序模块功能说明 (23)4.4.2频谱分析子vi程序运行原理说明 (25)4.5汽车减振器监测检验子vi模块功能说明 (25)4.5.1监测检验子vi程序各模块功能说明 (25)4.5.2监测检验子vi程序运行原理说明 (26)4.6汽车减振器数据的存读子vi模块功能说明及图形演示 (27)4.6.1存读子vi各程序模块功能说明 (27)4.6.2存读子vi在实验图形演示. (29)4．7汽车减振器主VI 程序设计总体说明及主面板演示图 (31)4.7.1汽车减振器主面板演示图 (31)4.7.2减振器主VI 程序设计总体说明及原理图 (32)5结论 (34)5.1论文研究的主要内容 (34)5.2论文研究的减振器测试系统设计的不足与展望 (34)参考文献 (37)致谢 (36)1 绪论1.1研究的目的和意义减振器是汽车悬架系统的一个重要组成部件，它的工作性能好坏直接关系到汽车操纵安全与乘坐舒适性，特别是液力减振器，其技术发展与理论研究早已引起人们的广泛关注。
基于CAN总线的LabVIEW发动机测试虚拟系统的设计
（ Ｉ应该 包含 前 面板 （ ｒｎ ａｅ） 程序 框 图 （ ｌｃ Ｖ） Ｆｏｔ ｎ１、 ｐ Ｂｏｋ ｄａｒｍ） ｉｇａ 以及 图标 和连 接 器 接 口（ｃｎａｄｃ１ 前 面 板 是 Ｌｂ ＩＷ 的 图形 用 ａｅ） ） ａＶＥ
户界面， 也就是 Ｖ 的虚拟仪器面板 。该界面与真实 Ｉ
的物 理仪 器 面板相 似 ， 上有 用户输 入 和输 出显示 两 其 大类 对象 ， 别 称 为 控 制 元 件 和 显 示 元 件 。２ 程 序 分 ）
信号接线 ， 解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之 间 的数 据 交 换 而 开 发 的 一 种 串 行 数 据 通 信 协 议 。
（ 中北大学 ， 太原 ００５ ） ３０ １
摘要 ： 文设计 了基于 Ｃ Ｎ总线 的检 测 系统 。 本 Ａ 阐述 了开放 式虚 拟仪 器平 台 Ｌ ｂ Ｅ 的特 点 ， 介绍 了在该 平 台上使 用 ａ ＶＩ Ｗ 并 Ｃ Ｎ数据采集卡进行数据采集 的连接库 的设计方 法。在此 基础上 开发 了一个 由计 算机控 制的数 据处理 系统 ， 对发动机 Ａ 并
ｔｌ ｒａＮ ｔｏｋＣ Ｎ） 来 解 决 汽车 内部 的 复 杂硬 ｒ ｅ ｅ ｒ，Ａ 用 ｏＡ ｗ
性 、 干扰 能力 强等 特点 能得 到广泛 的应用 ¨ 。 抗 ｊ
１ 发 动机 测试虚 拟系统的结构设计
利用 Ｌｂ ＩＷ 编 写 的程 序 称 为 虚 拟 仪 器 ， 者 ａＶＥ 或
主 要信 号 的 采 集 、 理 。本 系统 实现 了 Ｃ Ｎ 网 络 的 数 据 采 集 、 据 处 理 和数 据存 储 ， 到 了预 期 的 效 果 。 处 Ａ 数 达
基于PXI虚拟仪器的机械工程测试系统设计
械工程 的测试 系统 越来 越 复 杂 ， 已成 为整 个机 械 它 设 备研 制 、 发 、 用 和 教学 过 程 中不 可或 缺 的 组 开 应
效 率 。 用虚 拟仪 器 进 行 测试 具 有 硬 件结 构 简单 、 使
Ｇｕ ａ 一ｚ ｕ ｏＹ ｈ
（ ｉｎＲ ｉ ａ ｏａｏ ａ ＆ Ｔ ｃｎ ａ Ｉｓｔｔ） Ｘｈ ａｗ ｙＶ ｃｔｎｌ ｅｈ ｉ ｔｕｅ ｌ ｉ ｃ ｎｉ ｌ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ａ ｏ ｍ ｆＰＸＩｖｒｕ ｌｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｈ ｓｐ ｐ ｒｕ ｅ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｃ ｕ ｓｔｏ ａ ｄ ｔ — ｓ ｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｈ ｌｔ ｒ ｏ ｉｔ ａ ｎ ｔｕ ｎ ，ｔｉ ａ ｅ ｓ ｓ ｃ ｍｐ ｔ ｒａ ｄ ｄａａ ａ ｑ ｉｉ ｎ ｃ ｒ ｏ ａ ｆ ｉ ｃ ｉｖ ｅ ｂ ｓｃ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｑ ａ ｔ ｙ ｔ ｓ ｎ ｌｓｓ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ ｏ ａ ｄｗａ ｅ ａ ｄ ｓ ｆ ｒ ． Ｔｈ ｏｅ ｈ ｅ ｅ ｔ ａ ｉ ｃ ａ ｉａ ｕ ｎ ｉ ｅ ｔａ ａｙ ｉ ｏ ｇ ｈ ｏ ｉ ａｉ ｆｈ ｒ ｈ ｔ ｈ ｏ ｒ ｎ ｏｔ ｅ ｗａ ｅ ｗｈ ｌ Ｓｙ ｔｍ ｓｄ ｓｇ ｅ ｎｄ ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｏ ｅ ｆ ｃｉｎ ｌｍｏ ｕｅ ．Ｔｈ ｒｔｓａ ｅ ｉ ｏ ｃ ｍｐ ｅｅ ｂ ｓｃ ｔ ｓ ｎ ｏ ｔｏ ｓｅ ｉ ｅ ｉ ｎ ｄ ａ ｓａ ｌｓ ｅ ｎ ｔ ｕｎ ｔ ａ ｄ ｌ ｓ ｈ ｏ ｅ ｆ ｓ ｔ ｇ ｓｔ ｏ ｌｔ ａ ｉ ｅ ｔａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ｆ ｎ ｔ ｎ ｍｏ ｕ ｅ ｕ ｃ ｏ ｄ ｌｓ，ａ ｔｃ ｎ ｆ ｆｌ ｐ ｏ ｒ ｍ ｎ ｇ ｍｅ ｔｔｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｍｅ ｕ ｅ ｉｏ ． ｉ ｎｄ ｉ ａ ｕｌ ｌ ｒ ｇ ａ ｍａ ａ ｅ ｎ ｈ ｏ ｇ ｈ ｎ ｄ ｔｒ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ： ｃ ａ ｉａ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｙ ｗｏ ｄ Ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌＰａ ａ ｔｒ ；Ｔｅ ｔｎ ｙ ｔ ｍ ；Ｐ ｒｕ ｌＩ ｓｒ ｍｅ ｔ ｓ ｇ Ｓ ｓｅ ｉ ＸＩＶｉ ａ ｎ ｔｕ ｎ ；Ｆｕ ｃ ｉｎ Ｍｏ ｕ ｅ ｔ ｎ ｔ ｄ ｌ ｏ
基于网络的分布式虚拟仪器测试系统
绍 了集 成 测 试 、 布 式 测 试 、 布 式 虚 拟 仪 器 的 概 念 。 提 出 一 种 结 合 分 布 式 测 试 与 集 成 测 试 的 优 点 分 分 于 一 身 的 测 试 系统 ， 系统 提 高 了测 试 的 效 率 ， 此 基 础 上 自 行 开 发 了分 布 式 虚 拟 示 波 器 ， 后 预 该 在 最 测 了基 于 网 络 信 息 化 的 虚 拟 仪 器 系统 的 发 展 方 向 。
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第 ９期
・ 计算 机 应用 ・
２ Байду номын сангаас１
基 于 网络 的分 布式 虚拟仪 器测试 系统
宋 莉， 贾振 元 。 张永 顺 。 丽莎 郭
（ 大连 理 工 大 学 机 械 工程 学院 ， 宁 大连 １ ６ ２ ） 辽 １ ０ ４ 摘要 ： 先 回顾 了近 几 年 虚拟仪 器 的 发展 过 程 ， 分 析 了各 阶 段 发 展 特 点 的 基础 上 ， 一 步介 首 在 进
无人机虚拟仪器测试系统设计应用研究
ｐｅｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｅ ｏ ｓ ａ ｏ ｔｏ ｌ ｇ—ｃ ｍｐ ｔ ｒｉ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｔ ｅ ｓ ｎｓ ｒ ｎｄ ｃ ｎ ｒ ｌｉ ｎ ｏ ｕ ｅ ｎ ＵＡＶ， ｉ ｈ ｉ ｏ ｎ ｙ ｐ ｏ ｉｅ ｔ ｏ ｅ — ｗｈ ｃ ｓ ｎ ｔｏ ｌ ｒ ｖｄ ｄ ｗｉ ｓ ｍｅ ｆａ ｈ ｔ ｒ ｓ，ｓ ｃ ｓ ｕ ｉｅ ｓ ｌ ａ ｔｍａｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｔｌｅ ｔ ｌｔ ｕｅ ｕ ｈ ａ ｎ ｖ ｒａ ， ｕ ｏ ｔｏ ｎ ｎ ｅｌｃｕａｉ ｙ，ｂ ｔａ ｓ ａ ｃ ｕ ａｅｙ ｃ ｌｅ ｔ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｓｏ ｅ ｕ ｌｏ ｃ ｎ ａ ｃ ｒ ｔｌ ｏｌｃ ， ｅｔ ｎ ｔｒ ｌ ｔ ｅ ｄ ｔ ｎ ｒ ａ ・ｉ ｎ ｈ ａａ ｉ ｅ ｌｔｍｅ ａ ｄ．Ｔ ｙ ｔ ｍ ｓ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｌ ｐｐｉ ｄ ｉ ｈｅ ｓ ｓｅ ｉ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌｙ ａ ｌｅ ｎ ａ ＵＡＶ． Ｋｅ ｒ ＵＡＶ Ｔｅ ｔｓ ｓｅ ｙ ｗｏ ｄｓ ｓ ｙ ｔ ｍ Ｖｉ ａ ｎ ｔｕ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｐ ｔ ｌＩ ｓｒ ｍｅ ｔｔ ｃ ｎ ｌｇ ＸＩ ｕ
５ 磁航 向传感器 ） 主要 测试 ： 电 电 源 电压 、 耗 电流 、 态字 检 供 消 状
２ 能够 完成无 人 机部 件测 试和 整机 测试 ； ） ３ 在不 改变 硬件 结 构 的情 况 下 ， 以通 过 修 改 ） 可 软件完 成 对多种 同类 型部 件 和不 同类 型部件 的测 试
虚拟仿真实验系统开发流程
虚拟仿真实验系统开发流程
虚拟仿真实验系统的开发流程包括以下几个主要步骤：
1. 需求分析，首先需要与用户充分沟通，了解他们对虚拟仿真
实验系统的需求和期望。
这个阶段需要明确系统的功能、性能、用
户界面设计以及技术要求等方面的要求。
2. 概念设计，在这个阶段，开发团队需要对系统进行整体的概
念设计，包括系统的整体架构、模块划分、数据流程等。
同时需要
确定所采用的技术和开发平台。
3. 详细设计，在概念设计确定后，需要进行系统的详细设计，
包括数据库设计、界面设计、模块设计等。
同时需要考虑系统的可
扩展性、可维护性等方面。
4. 编码实现，在详细设计完成后，开发团队开始进行编码实现
工作。
根据设计文档，开发人员编写代码，测试人员进行单元测试。
5. 系统集成，各个模块完成后，需要进行系统集成测试，确保
各个模块之间的协作正常，系统功能完备。
6. 系统测试，系统集成完成后，需要进行系统测试，包括功能测试、性能测试、压力测试等，确保系统的稳定性和可靠性。
7. 系统部署，系统测试通过后，可以进行系统部署，将系统部署到实际的运行环境中，准备进行用户验收测试。
8. 系统维护，系统部署后，需要进行系统的日常维护工作，包括故障排除、性能优化、功能升级等。
总的来说，虚拟仿真实验系统的开发流程需要经过需求分析、概念设计、详细设计、编码实现、系统集成、系统测试、系统部署和系统维护等多个阶段。
在每个阶段都需要充分沟通，严格把控，确保系统的质量和功能完备。
基于LabVIEW的虚拟振动测试分析系统
Ｖ ｉｔ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｔ ｓ ｎｄ ａ ａ ｙ ｉ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ Ｌａ ｒ ｕ ｌｖ ｂｒ ｔｏ ｅ ｔａ ｎ ｌ ｓｓｓ ｓ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｂＶＩ ＥＷ
Ｚ ＨＡＯ Ｙｏ ｇｌ ｎ －－ － ｉ，ＹＡＮＧ Ｊａ ．ｈ ｎ ． ＨＡＮＧ ｕ ｈ ｎ ｉｎ ｃ ｅ ｇ Ｚ Ｙ ．ｏ ｇ （ ． ｃｏｌ ｆ ｃ ａｉ ｌ ｎ ｌｃ ｏｉ Ｅ ｇｎｅ ｎ ， ｉ ｊ ｏ ｔｃｎｃＵ ｉ ｒ ｔ， ｉｎｉ ３０ ６ ，Ｃ ｉａ ２ Ｓ ｈｏ ｏ １Ｓｈ ｏ ｏ ｈｎｃ ｄＥｅｔ ｎｃ ｎｉｅｒ ｇ Ｔａ ｉ Ｐ ｌ ｅｈｉ ｎ ｅｓｙ Ｔａｊ ０ １０ ｈｎ ； ． ｃｏｌ ｆ Ｍｅ ａａ ｒ ｉ ｎｎ ｙ ｖ ｉ ｎ
Ｓ ｉｎ ｅ ， ｅ ｅ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉ ｊ ０ １ ０ Ｃ ｉａ ｃｅ ｃ ｓ Ｈ ｂ ｉ ｎ ｅ ｔ ｏ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｔａ ｉ ３ ０ ３ ， ｈ ） ｖｓ ｙ Ｔ ｏ ｎｎ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｍｉ ｇ ａ ｈ ｅｅ ｔ ｆｗ ｉ ｈ ｔ ｅ ｔ ｄｔ ｎ ｉｒ ｉｎ ｔ ｓ ｍｅ ｈ ｄ ｅ ｄ ｖ ｒ ｕ ｎ ｏ ｌ ａｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｔ ｃ ｈ ｃ ｈ ｒ ｉ ｏ ａ ｖ ｂ ａ ｏ ｅ ｔ ｔ ｏ ｓ ｎ ｅ ａ ｉ ｓ ａ ｄ ｃ ｍｐｉ ｔ ｄ ｉｓｒ ｔ ｏ ａ ｉ ｌ ｔ ｏ ｃ ｕ ｎｓ
．
Ｋｅ ｒ ｓ ｖｂ ａｉｎ ｔ ｓ ；ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔ ｎ；ｓｇ ａ ａ ａｙ ｉ ；Ｌ ｂ Ｅ ；ｖｒｕ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｒ ｔ ｅ ｔ ａａ ａ ｑ ｉ ｉ ｏ ｉｏ ｉ ｌ ｎ ｓｓ ａ ＶＩ Ｗ ｎ ｌ ｉ ａ ｉｓｒ ｔｌ ｕ ｎ
振动 测试分 析是 现 代 机 械工 业 、 工程 中 的重 要 环
基于虚拟仪器技术的测试系统设计
２０ ０ ６年 ４月
舰 船 电 子 对 抗
ＳＨ Ｉ ＰＢ０ ＡＲ Ｄ ＥＬＥＣＴＲ ０Ｎ Ｉ Ｃ０ Ｕ Ｎ ＴＥＲＭ ＥＡ ＳＵ ＲＥ Ｃ
Ａｐｒ ２ ６ ． ００
Ｖｏ１ ２ ． ９ ＮＯ． ２
第 ２ ９卷第 ２期
基 于 虚 拟 仪 器 技 术 的测 试 系 统 设 计
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第 ２期
张戈等 ： 于虚 拟仪 器技 术 的测试 系统设 计 基
４ ５
采样 技 术 ， 这 会 明 显 地增 加 系 统 的硬 件 成 本 。 但
系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ， 信 噪 比允许 的情 况下 ， 可依 据 具体 的 在 则
传 感 器来 选 择适 当 的 ＶＸＩ Ｐ Ｉ 理 模 块 ， 或 Ｘ 调 直 接插入 ＶＸ 或 Ｐ Ｉ 箱形 成 Ｖｘ 或 Ｐ 测 试 Ｉ ｘ 机 Ｉ ｘＩ
系统 。
２ 瞬态 信 号 采 集 的 实现
２ １ 同步 采样 与连 续扫描 技 术的应 用 ． 多路 复用 器 在 通 道 之 间 的切 换 会 在 每 个 通 道 的采 样 点 之间 引起一 定 的时 间延迟 ， 瞬态信 而
号 测 量 的 重 要 目的 之 一 是 要 比 较 不 同 通 道 采 样
点 之 间 的数 据 关 系 ， 因此 ， 去 一直 认 为 连 续 扫 过 描 技术 不适 用 于瞬 态信 号 的采集 ， 应该 采用 同 步
由于传 统仪 器 的功能 单一 ， 常要 针对具 体 通
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ５—１ １—１ １
ＺＨ ＡＮＧ ， Ｇｅ ＺＨＯＵ ｉ ｇ ｇｕ ｎ Ｍ ｎ— ａｇ
（ ｉ ９ ９ ｌ ｏ ＬＡ， ｕ ｕ ａ ２ ０ ０， ｉ ａ Ｕｎ ｔ ２ ４ ｆＰ Ｈ ｌ ｄ ｏ １ ５ ０ Ｃｈ ｎ ）
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虚拟测试系统
三、GPIB总线
GPIB(General Purpose Interface Bus) 可 以 把 各种可 编程仪器与计算机紧密地联系起来。
GPIB的硬件规范和软件协议先后被纳入两个国际工业标 准：ANSI/IEEE488.1和ANSI/IEEE488.2。通过GPIB接口，可 以将若干台基本仪器和计算机搭成积木式的测试系统，在计 算机的控制下完成复杂的测量。
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虚拟测试系统
2、LabWindows／CVI 的特点
1）将数据采集、数据分析以及数据表达一体化，这样就不必为完成数据处理 不同阶段的任务而辗转于不同软件中。
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2020/12/5
虚拟测试系统
第九章 虚拟测试系统
9.1
虚拟仪器的基本概念
9.2
虚拟仪器的硬件
9.3
虚拟仪器的软件
9.4
虚拟仪器的应用
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虚拟测试系统
第九章 虚拟测试系统
现代汽车测试仪器仪表技术是计算机技术和多种基础 学科紧密结合的产物。随着微电子技术、计算机技术、软 件技术、网络技术的飞速发展，新的测试理论、测试方法、 测试领域以及新的仪器结构不断出现，在许多方面已经冲 破了传统仪器的概念，电子测量仪器的功能和作用发生了 质 的 变 化 。 在 此 背 景 下 ， 1986 年 美 国 国 家 仪 器 公 司 (National Instruments，NI)开发出了虚拟仪器。
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虚拟测试系统
VXI系统
以VXI标准总线仪器模块与计算机为仪器硬件平 台组成的虚拟仪器测试系统。
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虚拟测试系统
PXI系统
以PXI标准总线仪器模块与计算机为仪器硬件平 台组成的虚拟仪器测试系统。系统
以serial标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台 组成的虚拟仪器测试系统。
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一、文本式编程软件LabWindows／CVI
LabWindows／CVI是NI公司提供给用户的虚拟仪器软件之一， 它是用户开发数据采集、仪器控制及自动测试和过程监控的一个开 发平台。它采用标准的C语言格式，将功能强大、使用灵活的C语言 开发平台与用于数据采集、分析和表达的测控专业工具有机地结合 起来。LabWindows／CVI借助自动编码产生工具和易于使用的GUI开 发工具来提供一种交互环境，它包含有强大的仪器库、32位ANSIC 编译器、连接器、调试器、编辑器等。
API(Application Program Interface)是应用软件开发接口，实质是一组函 数集，通过它可以直接访问计算机的硬件设备。VISA是用于虚拟仪器系统标准的 API。VISA本身不具备编程功能，它是一个高层API，通过调用底层驱动程序来实 现对仪器的编程。其层次如下图所示。
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GPIB仪器系统可以利用计算机增强和扩展传统仪器的功 能，组成大型柔性自动测试系统，技术易于升级，维护方便， 仪器功能和面板自定义，开发和使用容易。
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四、VISA总线
在早期的虚拟仪器中，I/O接口设备驱动控制软件的开发没有统一的规范。 不同类型或不同厂家生产的I/O接口设备都必须专门来设计其驱动程序。为了推动 虚拟仪器软件标准化的进程,VXIpIug&play联盟于1996年完成了对VISA规范的开发 工作,并将各个函数的原型以标准的形式发布。
虚拟仪器的硬件平台由计算机和I/O接口设备两部分组成。 I/O接口设备主要执行信号的输入采集、放大、模／数转换的 任务。
对于单台的虚拟仪器而言，系统所涉及的I/O接口设备是 数据采集卡；对于多台虚拟仪器组成仪器测量控制系统，所 涉及的I/O接口设备为总线，常用的总线类型有GPIB/GPIB 488.2总线、RS 232总线、VISA总线和VXI总线。
虚拟测试系统
五、VXI总线
VXI是一种高速计算机总线——VME(VMEbus Extension for Instrumention)在仪器领域的扩展。由于它的标准开放， 结构紧凑，具有数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重 复利用等优点，在近十年时间内，VXI规范不断完善和发展， 迅速在仪器测量和工业控制等领域应用开来，表现出很强的发 展潜力。1993年由多家公司组成VXIplug&play系统联盟，致力 于来自各厂商的VXI模块的规范化，为最终用户集成VXI系统提 供最大的便利。
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虚拟测试系统
3、虚拟仪器的特点
v 软件是虚拟仪器的核心 v 虚拟仪器的性价比高 v 仪器厂商与用户之间的距离小 v 虚拟仪器具有良好的人机界面 v 虚拟仪器具有和其它设备互联的能力 v 虚拟仪器的硬、软件具有开放性、模块化、可重复使用
及互换性
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虚拟测试系统
9.2 虚拟仪器的硬件
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虚拟测试系统
1、通用仪器硬件平台
1）计算机 一般为一台PC机或工作站，它是测试硬件平台的核心。
2）I/O接口设备 它主要完成被测输入信号的采集、放大、模／数转换。根据采用
的总线及其相应的I/O接口硬件设备（如利用PC机总线的数据采集卡板 （DAQ）、GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、串口总线仪器）等的不 同，虚拟仪器的构成方式有PC—DAQ系统、GPIB系统、VXI系统、PXI系 统、串口系统等5种类型。
PXI总线综合了计算机总线（VME和PCI）、插件（compact PCI）、软 件（Windows98和NT）以及仪器总线（GPIB和VXI）和开发工具等方面的特 点，具有坚实的硬件、软件基础。PXI总线把PCI计算机外设总线与专用仪 器总线结合在母板上。使机箱能够安装PCI微机和PXI仪器模块。机箱有11 个插槽，左边3槽接系统控制器或系统扩展器。右边7槽接仪器模块，中间 还有1个系统控制器插槽。模块尺寸有3U和6U两种。3U只有一个PCI接口， 而6U可有两个PCI接口。PXI总线的仪器专用总线有时钟、本地、触发、电 源等4种。机箱电源功率300 w，有良好通风和电磁屏蔽，可在苛刻的环境 运行。
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虚拟测试系统
9.3 虚拟仪器的软件
在虚拟仪器技术中，软件是实现仪器功能的关键因素，能否方便快 捷地设计出界面友好、功能强大的虚拟仪器软件，直接关系到仪器功能 的实现和仪器的性能的好坏。使用传统的编程语言，如C语言、 VisualC++、VisualBasic等，虽然可以编出比较友好的用户界面，但数 据采集、按钮、指针、曲线显示等仪器所需的功能模块的编程非常烦琐， 不易开发。因此，现在大多采用专用的虚拟仪器设计软件来开发用户应 用程序，目前应用较多的有美国NI公司开发的LabWindows／CVI、 LabVIEW等虚拟仪器专用开发软件。这些软件中不仅包括诸如菜单、对话 框、按钮和图形这样的通用用户接口属性，而且还有像旋钮、开关、滑 动控制条、表头、可编程光标、纸带记录仿真窗和数字显示窗等虚拟仪 器应用接口属性。
开发虚拟仪器需用到合适的软件工具，目前的虚拟仪器软件开 发工具有如下两类：
① 文 本 式 编 程 语 言 ， 如 visuaI C++ 、 Visual BASIC 、 labWindows／CVI等；
② 图形化编程语言如LabvIEW、HPVEE等。 这些软件开发工具为用户设计虚拟仪器应用软件提供了最大限 度的方便条件与良好的开发环境。
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虚拟测试系统
一、 PC-DAQ方式
以PC机为基础的虚拟仪器中，通过插入数据采集卡获取 数据，在虚拟仪器中又称为PC-DAQ(Data Acquisition，数 据采集)卡式仪器。其功能是将现场数据采集到计算机，或将 计算机数据输出给受控对象。用数据采集卡配以计算机平台 和虚拟仪器软件，便可构成各种数据采集控制仪器系统，如 信号发生器、电路和器件测试仪等。目前，DAQ技术主要应 用于高采样速率及直接控制方面。
虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模 拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达检测结果，利用 计算机强大的软件功能实现数据的运算、分析和处理，利 用I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各 种测试功能的一种计算机仪器系统。“虚拟”主要包含以 下两方面的含义，即： v 虚拟仪器的面板 v 由软件编程来实现的虚拟仪器测量功能
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虚拟测试系统
1、虚拟仪器的面板
虚拟仪器面板上显示的各种“控件”与传统仪器面板上 的各种“器件”所完成的功能是相同的。如由各种开关、 按键、显示器等实现仪器电源的“通”、“断”，被测信 号“输入通道”、“输出通道”、“放大倍数”等参数设 置，测量结果的“数位显示”、“图形显示”等。用户不 必设计，只要选用代表该种软件程序的图形控件即可，通 过计算机的鼠标或键盘来对其进行操作。因此，设计虚拟 仪器面板的过程就是在面板设计窗口中摆放所需的控件， 然后编写相应的程序。大多数初学者可以利用虚拟仪器的 软件开发工具，如LabWindows/CVI，LabView等编程语言， 在短时间内轻松完成美观而又实用的虚拟仪器面板的设计。
虚拟仪器(Virtual Instrument，VI)是现代计算机技 术和仪器技术深层次结合的产物，是当今计算机辅助测试 (CAT)领域的一项重要技术。
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虚拟测试系统
9.1 虚拟仪器的基本概念
所谓虚拟仪器，是在通用计算机为核心的硬件平台上， 用户设计定义可视化虚拟面板，测试功能由计算机上的测 试软件和硬件来实现的仪器系统。使用者用鼠标或键盘操 作虚拟面板进行测量操作，就如同使用一台专用测量仪器。
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6、PXI总线
PXI总线是National Instruments公司1997年下半年推出的总线标 准，并作为开放式规范提供仪器业界使用，对模块式测量仪器有着重要的 影响。PXI总线与VXI总线有很多相似之处，同时又具有不少自己的特点。 VXI总线是VME计算机总线的仪器扩展，PXI总线是PCI计算机总线的仪器扩 展，它是PCI eXtention for Instrumentation（PCI仪器扩展）的简写。