虚拟仪器及其在机械测试中的应用
虚拟仪器在检测技术教学中的应用
局， 然后在 Ｄａｒ ｉ ａ ｇ ｍ窗 口将这些控件 、 工具按设计 的虚拟仪器所 需要 的逻辑关 系 ， 用连线 工具连接起 来 即
可 。
２ 虚拟仪器与传统仪器的比较
与传统仪器相比， 虚拟仪器最大的特点是其功能由软件定义 ， 可以由用户根据应用需 要进行调整 ， 用户
选择不同的应用软件就可以形成不同的虚拟仪器。而传统仪器的功能是由厂商事先定义好的 ， 其功能用户 无法变更。当虚拟仪器用户需要改 变仪器功能或需要构造新的仪器时 ， 可以由用户 自己改变应用软件来实
图 ２ 调幅原理图
信号调理中另外一个重要的调理环节是滤波 。当信号 中 昆 杂有干扰 噪声 时， 需要去掉噪声 ， 提高信 噪 比； 当我们只对信号中某一频段的内容感兴趣时 ， 可以通过滤波的方法去掉其它频段的内容 。如图 ３所示 ，
频率为 １Ｈ 的正弦信号叠加有白噪声信号 ， ０ｚ 通过滤波 的方法去掉 了频率高于 ２Ｈ 的 白噪声信号。这一过 ０ｚ 程 在滤 波前 后 的频谱 上也 能清 晰地看 到 。虚拟仪 器 明 了地将 滤波 的过程 表达 出来 。
关键 词 ： 虚拟仪 器 ； ａ Ｖ Ｅ ； 测技 术 Ｌｂ ＩＷ 检
中 图分类 号 ：Ｐ ９． Ｔ ３ １９
文 献标识 码 ： Ｂ
０ 引 言
检测技术是一门既需要具有较深的基础理论又要有较强的实践性的学科 ， 它综合应用高等数学 、 电子技 术 以及计算机知识 ， 解决工程测试中信号的获取 、 转换 、 录及处理分析等 问题 。理论 与实践相结合是这 门 记 课教学的必由之路 。将 虚拟仪器应用在教学实践中， 作为理论教学 的补充 ， 使学生在课余时间随时上机验证
维普资讯
第１ ６卷
第 Байду номын сангаас期
基于USB的虚拟仪器及其在液压测试系统中的应用
第２ ６卷第 ３ 期
Ｖｏ． ６ Ｎｏ３ １ ２ ．
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬ ＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩ ＳＥ
２０ 年 ３月 ０７
Ｍａ ．０ ７ ｒ２ ０
．
于 Ｕ Ｂ的虚拟 仪 器及 其 在 液 压 测试 Ｓ 系统 中的应 用
算机为平台， 由传感器、 信号调理电路、 数据采集卡
以及 相 应 的软 件 构 成 的具 有 数 据 采 集 、 制 、 据 控 数
处理等功能的测试系统。它充分利用 了 Ｐ Ｃ机 的资 Ｔ Ｌ Ｃ Ｍ Ｅ Ｅ Ｏ ７家 公 司共 同开 发 的一 种 计 算 机外 设 连 源及 插 件 卡功 能 ， 的发 展 在 很 大方 面 依 赖 于计 算 它 接 技 术 。它 的 目的是 为 了解 决 日益 增 多 的 Ｐ Ｃ外 设 机 的进 步 。在 液压 测 试 系统 中 ，往往 要 对 温 度 、 流 与 有 限 的 主 板 插 槽 和端 口之 间 的 矛 盾 而 制 定 的一 量、 速度 、 压力 、 液位 、 频率等参数或测试参数进行 种串行通信标准 。 自从 １９ ９５年以来 ， 由于其使用方 采集 ， 由于测量 的工作参数 多 ， 测试点分散 ， 通常采 便、 灵活 、 快速等优点得到 了广泛 的应用。 据估计到 用具有 Ｒ 一 ３ Ｓ ２ ２以及 ４２ ４ ５等 接 口的数 据采 集 卡 ２ 、８ ２０ ０ ９年 ， 有 Ｕ Ｂ接 口的 外设 有 ２ 亿 ，Ｕ Ｒ设备 具 Ｓ ｌ Ｓ 进行数据采集 。对于多点数据采集 ， 采用板卡使用 将 普 及到 各个 应用 领域 。 不方便 ： 安装麻烦 ， 信号在机箱 内易受 电磁干扰 ， 而 １１ ＵＳ 系统 的 组 成 ． Ｂ 且 计 算 机 内 的插 槽 数量 和地 址 、中 断资 源 都 有 限 ， Ｕ Ｂ总线是轮询方式工作 ， Ｓ 各种外设共享一条 不可 能挂接很 多的外部设备 【 ” 。而通用 串行总线 总线 。Ｕ Ｂ系统 主要 由主控 制 器 （ ｓ ｃｎｒｌｒ 、 Ｓ Ｈｏｔ ｏｔ ｌ ） ｏｅ （ ｎｖｒａ Ｓｒ ｌＢ ｓ简称 Ｕ Ｂ） 出现 ， 好 地 解 Ｕ ｉｅｓｌ ｅｉ ｕ ａ Ｓ 的 很 集 线 器 （ ｕ ） Ｕ Ｂ外 设 （ ｅｉｈｒｌ Ｎ ｄ ） 成 ， Ｈ ｂ和 Ｓ Ｐ ｒ ｅａ ｏｅ 组 ｐ ｓ 决了以上这些 冲突 ， 很容易实现低成本 、 高可靠性 、 其系统物理拓扑结构， 如图 ｌ 所示 。 多点分散 的测试系统 ， 它能满足现场工业测量控制 Ｕ Ｂ提供了设备 与主机 之间的通信协议 ， Ｓ 尽管 系统 的要求 ， 是一种具有广泛应用前景的仪器总线。 Ｕ Ｂ系 统 的 拓 扑 结 构 是 层 层 向 上 的 星 形 结 构 ， Ｓ 而 收 稿 日期 ：０ ６ ０ １ ２ ０ —１ — ８ Ｕ Ｂ设 备 与 主机 的连 接 是 ｌ ｌ的逻辑 连 接 ， 图 Ｓ 对 如 作 者简 介： 云俊 （９５ ） 男， 赵 １７一 ， 湖南邵 阳人 ， 在读硕 士 ， 主要 从 事
虚拟仪器在应变式称重教学实验中的应用
应变所引起的电阻相对变化 。
根据虎克定律 ,应力σ、应变ε = Δl/ l 和弹性模量 E 之间的关系为 σ = E ·ε ,则
ΔR
R
=
G ·ε =
G ·σ
E
(4)
在 (4) 式中对于铜材料来说 ,电阻丝的应变灵敏系数 G 为常数 。这样 ,只要测得电阻应变
片的电阻变化ΔR ,就可计算出应力值 ,也就是测得了与其对应的外力 F 。
[ 参考文献 ]
[1 ] 雷哲书 1 基于产品制造过程组织机械制图课程教学 [J ] 1 西北工业大学学报 (社科版) ,2002 , 22 (4) : 93 - 951
[ 2 ] 王先逵 1 计算机辅助制造[ M ]1 清华大学出版社 ,19981 [ 3 ] 朱 莉 1 改革实验教学 ,培养创新能力 —关于开设综合实验的总结[J ]1 实验技术与管理 , 2003 ,20
入值在量程范围内时 ,应变式称重系统能正常工作 ,并保证预定性能 。
当选定 X1 、X2 为应变式称重的两个输入点时 ,相应的输出值分别为 Y1 、Y2
Y1 = kX1 + b
(7)
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
=
2πr
d
r
d s
s
=
2πr d πr2
r
=
2
dr r
ΔS
S
=
2
Δr
r
由材料力学可知 ,电阻丝横向收缩和纵向伸长的关系用泊松比μ表示 ,即
Δr/ r Δl/ l
=-
μ
带入 (2) 式 ,得
基于LabVIEW的机械工程测试虚拟实验平台开发
ｂｎｈ （ 验 室 虚 拟 仪 器 工 程 平 台） 是 一 种 基 于 Ｇ语 言 ｅｃ 实 ， （ ｒｐ ｉｓ ｎ ｕ ｇ ， 形 化 编 程 语 言 ） 测 试 系 统 软 件 开 发 Ｇ ａ ｈｃ ｇ ａ ｅ 图 ａ Ｌ 的
革 实验 教学是 十分必要 的。 传统 的实验 是基于 实验 室的物理
应 用 范 围 。 利 用 局 域 网 或 Ｉ Ｔ ＲＮ Ｔ可 实 现 远 程 测 量 的 功 ＮＥ Ｅ 能 ， 成 一 个 远 程 虚 拟 仪 器 实 验 室 ， 但 昂贵 的硬 件 资 源 可 构 不 以共 享 ， 是 大 量 实 际 问题 的 解 决 成 了可 能日 也 。
３ 机 械 工 程 测 试 虚 拟 实 验 平 台 ．
１ 引 言 ．
以少 量 的 辅 助 设 备 （ 器 件 ）构 成 功 能 适 合 用 户 的 仪 器 。 或 ，
Ｌｂ Ｉ Ｗ 是 美国 国 家 仪器 公 司 （ ） 创 新软 件 产品 ， ａＶ Ｅ ＮＩ的
其 全 称 为 Ｌ ｂ ｒｔｒ ｒ ａ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｗｏ ｋ ａ ｏ ａｏｙ Ｖｉ ｕ ｌＩ ｓ ｕ ｎ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｒ — ｔ ｒ ｎ
用 所 学 的 各 学 科 知 识 ， 在 普 通 计 算 机 上 构 建 一 个 个 人 实 验 室 ， 用 数据 采集 卡完 成 各种 物理 量 的测量 ， 成 机械 工程 利 完
主要课程Ｄ 】 。由于其 丰富 的实践性 ， 的一个重 要环节就 是机 它
械工 程测 试 实验。 实验教 学 的 目的不 仅是 对理 论 教学 的验 证 ， 重 要 的是 训 练 学 生 实 际 的 工 程 测 试 能 力 。 由 于 该 课 程 更 内容 宽广 ， 需实验仪器 较 多 ， 着 科学技 术 的飞速 发展 ， 所 随 测 试 仪 器 更 新 换 代 很 快 ，很 多 院 校 尤 其 一 般 的 普 通 本 科 院 校 ， 由于 实验经费有 限 ， 采用传统 的仪 器设 备需要购 买 多套不 若 同 类 型 的 设 备 ， 资 大 而 且 不 利 于 学 生 的动 手 实践 。 为 了改 投
虚拟技术在机械工程中应用现状与展望
虚 拟 技 术在 机 械 工 程 中应 用现 状 与展 望
王孚懋 曾齐 福 杨 龙
２ ６ ） ６５ ０ １ （ 山东科技大学机械 电子工程学院 ， 岛 青 摘
要 ： 文综述 了虚拟技术的分类与研究 内容 ， 本 着重探讨 了虚拟技术在机械工程的应用现状和发 虚拟技术 虚拟仪器 综述
ｈ ｐ ｌ ｔ ｎ ｐ ｅ ｅ ｔ ｓｔ ｔ ｎ ａ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｏ ｉ ｕ ｌ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｃ ａ ｃ ｅ ｇ ｉ ｅ ｒ ｇ ａ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｏ ｒ ｓ ｎ ｉ ａ ｏ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｖ ｒ ａｌ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｉａ ｎ ｅｎ ｅ ｎ ｅ ｃｉ ｕｉ ｎ ｔ ｙ ｈ ｎ ｌ ｉ ｒ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｒｓ ａｃ ｏ ｔｎ ｄ ｔ ｅ ｃａ ｓ ｃ ｔ ｎ ｏ ｉ ｕ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｅ ｓ ｍｍａ ｉｅ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ Ａｎ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｅ ｒｈ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｌ ｆ ａｉ ｆ ｒ ａ ｔ ｎ ｌｇ ｒ ｕ ｅ ｎ ｈ ｓｉ ｏ ｖ ｔｌ ｅ ｃ ｒｚ ｄ ｉ ｓ ａ ｅ ． ｄ ｈ
ＷＡ ｕ ａ，Ｚ Ｎ ｔ ，Ｙ Ｎ ｏ ｇ ＮＧＦ ｍ ｏ Ｅ ＧＱｆ Ａ ＧＬｎ ｕ （ｏ ｅｅ ｆ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｎｃ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｃ Ｕ ｇ ｈｎｃ ｄ ｅ ｒ ｉ Ｅ ｇ ｅｒ ， ｏＭｅ ａａ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｎ Ｓ ａｄ ｎ ｎｖｒｔ ｏ ｉ ｃ ｄ ｅｈ ｏ ｇ， ｉｇａ ６ ５ ０ ｈ ｏｇ ｉ ｓ ｙ ｆ ｃ ｎｅ ｃｎ ｂ ｙ Ｑｎ ｄｏ ６ ） ｎ Ｕ ｅ ｉ Ｓ ｅ ａ Ｔ ｎ ２ １
项目 组织起来同时工作 ， 而不是分开工作。它通过计
算 机的虚拟环境完成建模 、 试验 、 个性设计 、 分析等 工作 ， 不用按传统方式费时 、 费钱 、 费资源 的开展实 际设计 、制造及试验工作 ，从而极大提高 了工作效 率， 避免了资源的浪费 ， 优化 了开发的结果 。 ２３虚 拟生 产技 术 ．
基于虚拟仪器的网络化机械装备检测实验系统
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ Ｐ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／．ｓ ． ０ — ６ ３２ １ ． ． ９ ｏ： ．９ ９ ｉｓｎ１ ２ ６ ７ ．０ １ ５０ １ ｉ ０ ０ ４
Ｎｅ ｗｏ ｋ ｄ Ｔｅ ｔ ｇ ａ ｄ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔＳ ｓ ｅ ｆＭ ａ ｈ ｎ ｒ ｓ ｄ ｏ ｒ ｕ ｌ ｎ ｔ ｕ ｅ ｔ ｔｏ ｔ ｒ ｅ ｓｉ ｎ ｐ ｒｍ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｃ ｉ ｅ ｙ Ｂａ ｅ ｎ Ｖｉ ｔ ａ ｓ ｒ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｎ Ｉ
第２ ４卷 第 ５期 ２１ ０ １年 ９月
机 电 产 品 开 笈 与刨 新
Ｄｅｅｏ ｍｅｔ＆ Ｉｎ ｖｔ ｎｏ ｃ ｉｅｙ＆ Ｅｅｔｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｖｌｐ ｎ ｎ ｏ ａｉ ｆＭａ ｈｎ ｒ ｏ ｌｃｒ ａ Ｐｏ ｕｔ ｉ
Ｖ１， ． ｏ ４ｏ ． Ｎ５ ２
Ｓｅ ．０１１ Ｄ． ２
０ 引 言
传统 机械 检测 实验 教 学 的方式 通 常是 教 师讲 解 实验 原 理 ．学 生 在 教 师 的指 导 下 对 实 验 器 材 和 仪 器 进 行 操
作 ．最 后 提 交 实 验 报 告 。 学 生 必 须 在 实 验 室 进 行 实 验 ，
面 问题 已基本 达 成 了方 向上 的共 识 ．即对 传 统模 式 下 的 实 验 室进 行 网络 化改 造 。本 文将 虚拟 仪器 技 术 、网络技 术 等应 用 于 机 械装 备 检 测 实 验 室 的 网 络 化 改 造 与改 建 中 ，已期建 成一 个高 效共 享 的机械 装备 检测 实 验系统 。
Ｚ Ｕｊ ，Ｇ ＮＧＰｉＰｎ Ｏ Ｏ ｅ— ｔ 。Ｌ ｏ Ｍ ａ Ｍｉ Ｉ ｎ Ｄ ＡＫｉ ￣ －
毕业设计308 基于虚拟仪器技术的应变测试仪的研发
5 基于虚拟仪器技术的应变测试仪的研发5.1 引言应变测量是机械工程中分析零件或结构受力状态、验证设计的正确性、确定整机在实际工作时负载情况和研究某些物理现象机理的重要手段之一，对发展设计理论、保证机械设备安全运行，以及实现自动检测和自动控制等都具有重要的作用。
以应变测量为基础的机械量测量的内容极其广泛，例如测量对象的受力、变形、应力、位移、扭矩，以及材料的力学性质等等。
传统的应变测量仪器以应变仪为主，它由测量电桥、放大器、相敏检波器、低通滤波器、稳压电源和振荡器等组成，如果要显示和记录数据，再配备指示仪表、示波器和记录仪等，构成这样一个测试系统需要多台设备，设备之间必须很好的匹配，设备的选型、调试和使用比较麻烦，而且设备功能单一、固定。
传统应变仪在测量的精度、稳定性和可靠性等方面都已经比较成熟，但仍然难以满足应变测量内容的多样性对应变测量仪器提出的各种不同的要求。
随着计算机的发展，虚拟仪器技术进入测试技术领域，使上述问题迎刃而解。
1986年美国NI（National Instrument）公司首先提出虚拟仪器（VI，Virtual Instrument ）的概念，随后虚拟仪器技术逐步形成了一个以计算机为基础，以软件为核心的完整的仪器体系。
虚拟仪器并不完全等同于计算机辅助测试，它是一种新的工业标准，一种现代化的技术规范，一种建立在信号采集与分析理论基础之上，软硬件及其接口实现标准化，具有良好集成性与柔性的仪器体系。
采用这个体系，按照它的规则操作，我们就能充分发挥计算机在数据计算、传输、存储和显示等方面巨大优势，投入最少的财力和人力，通过最方便快捷的途径，得到最高的测量精度和稳定性。
基于虚拟仪器技术的应变测试仪是将虚拟仪器技术应用于应变应力测试领域的一次尝试，研发的主要目的是解决以下传统硬件化应变测试仪器无法或难以实现的几个问题：①多通道应力应变实时图形化显示；②应变采集数据的存储与回放；③任意时刻应力应变值测量；④多参量测量值超极限的自动报警；⑤波形与统计特征值的打印输出；⑥波形的放大与光标跟踪读数。
虚拟仪器在测试技术教学实验中的应用
据采 集 卡组成 了虚 拟仪 器 的基 本硬 件 系 统，在 Ｌｂ ＩＷ 环境下编写 了应用程序，通过 ＣＮ节点 ａＶＥ Ｉ 调用 Ｃ语言代码驱动数据采集卡 ，实现 了测试信 号的分析与处理 ，并且通过一个仿真实例来体现其
在测试 技术 实验 中的应 用 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓｐ ｐ ｒｉｔｏ ｕ ｅ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｉ ｕ ｌｉｓｒ ｍｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｆ ａ ｕ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｈ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｒｄ ｃ ｓｔ ｐ ｌ ｔ ｆ ｒ ａ ｎ ｔｕ ｎ ｎ ｔ ｘ ｉ ｎ ｈ ｃ ｏ ｖｔ ｓ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｓ ｒｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ．Ｔ ｅ ｏ ｍｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｓ ｓｅ ｏ ｒ ａ ｓｒ ｍｅ ｔｉ ｂ ｉ ｉ ｏ ａ ｄ ｒ ｙ ｔ ｍ ｆｖｔ ｌ ｉ ｔｕ ｎ ｓ ｕ ｌ ｗ ｔ ｃ ｍｍｏ ａａａ ｑ ｉ ｔ ｎ ｂ ａｄ ｉ ａ ＶＩ Ｗ ．Ｔ ｅ ｄ ｉ ｅ ｆ ｏ ｉ ｕ ｎ ｔ ｈ ｎ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｉ ｏ ｒ Ｌ ｂ Ｅ ｉｏ ｎ ｈ ｒ ｒｏ ｍｍｏ ａａ ｖ ｃ ｎ ｄ ｔ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｏ ｒ ａ ｅ ｎ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｗ ｔ ｏ ｅ Ｉ ｔ ｒ ｃ ｄ ｆＬ ｂ ＥＷ ．Ｔ ｅ ｗ ０ｅ ｐ ｏ ｒ ｍ ｏ ｅ ｉ ｒｖ ｄ ｄ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｂ ａ ｄ ｈ ｂ ｅ ｅ ｅｏ ｈ Ｃ ｄ ｎ ｅｆ ｅ Ｎｏ ｅ ｏ ａ ＶＩ ｉ ｓ ｅ ｉ ａ ｈ ｈ １ ｒｇ ａ ｃ ｄ ｓ ｐ ｏ ｉ ｅ ．Ｗ ｉ ｈ ｔ ｔ ｅ ｓ ｆ ｒ ｙ ｔｍ ｆｔ ｅｖ ｒ ａ ｎ ｔｕ ｎ ｒｔａ ｈ ｎ ｘ ｒ ｎ ｅ ｉｎ ｄ ｎ ｘ ｍｐ ｅ ｔｋ ｎ ｒ ｃｐ ｅｏ ｅｓ ｓｅ ｈ ｏ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｏ ｉ ｕ ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｏ ｃ ｉｇ ｅ ｐ ｉ ｗａ ｈ ｔｌ ｆ ｅ ｅ ｍｅ ｔ ｓｇ ｅ ，ａ ｄ ａ ｅ ａ ｌ ｅ ｐ ｉ ｉｌ ｆｔ ｙ ｔｍ ｄ ｎ ａ ｎ ｈ ｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｇ ｍｅ ｈ ｆ ｅｓ ｓｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｆｅ ｉ ｕ ｔａｅ ，Ｒｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ａ ｔｅ ｔａ ｈ ｎ ｆ ｃ ｓｈ ｇ ｔｕ ｔ ｒ ｍｐ ｅ ｎ ｎ ｔ ｏ ｏ ｔ ｙ ｔｍ ｃｉ ｌ ｌ ｓｒ ｔ ｎ ｈ ｉ ｄ ｈ ｕ ｏ ｉ ｌ ｄ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ｔ ｈ ｃ ｉ ｇ ｅ ｅ ｔｉ ｉ Ｍｙ ｓ ｈ ｅ ｅ ｉ ｅ ｔ ｅ ｈ ｉ ｕ ｎ ｔ ｍｅ ｔｉ ｖｄ ｎ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｖ ｒ ａ ｉ ｓ ｕ ｎ ｓ印 ｐ ｅ ｈ ｘ ｒ ｎ ｆ ａ ｕ ｉｇ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｔｌ ｒ Ｕ ｔ ｔｅｅ ｐ ｉ ｄ ｏ ｅ ｍｅ ｔｏ ｓ ｒ ｅ ｈ ｉ ． ｍｅ ｎ ｕ
虚拟仪器在测控技术与仪器专业教学中的应用
虚拟仪器在测控技术与仪器专业教学中的应用作者：刘娜来源：《电子世界》2012年第19期【摘要】本文在介绍虚拟仪器的概念及特点的基础上，指出测控专业应用虚拟仪器的必要性及其作用，并分析了虚拟在测控技术与仪器专业教学中的应用。
【关键词】虚拟仪器；测控技术；仪器；教学；应用相比传统仪器，虚拟仪器具有开放性、灵活性并可与计算机技术保持同步发展、能够实时升级、价格低、利用率高、维护成本低等优点，对教学尤其是实验教学有着传统仪器无法比拟的优势。
一、虚拟仪器简介20世纪80年代末期，美国成功研制出了虚拟仪器，其发展也标志着电子测量和自动检测仪器领域的革新。
虚拟仪器英文全称为Virtual Instrument，简称VI，指的是在计算机为核心的硬件平台上，通过用户定义、设计出的一种具有测试功能和虚拟版面的计算机仪器系统。
通过运用PC计算机的显示器的显示功能模拟传统仪器的控制面板，用其他方式代表输出的检测结果，从而完成各项检测功能的一种计算模拟仪器系统。
其中虚拟具体包括两层意思：第一层意思是指虚拟仪器的功能是由软件编程实现。
在硬件平台中，以计算机为核心组成的平台支持下，运用软件编程或软件的组合来实现虚拟仪器的功能，体现着计算机与测试技术深入的结合。
第二层意思是指虚拟仪器的面板是虚拟构成的。
与传统的虚拟仪器不同的是，其虚拟仪器的面板控件是实物和外形相似的图标，代表“放大”、“通”、“断”等等的图标相对应的软件程序。
使用者只要通过鼠标点击面板中的控件就能进行操作，而不是由“触摸”、“手动”来进行操作。
二、虚拟仪器应用于测控教学的必要性我国高等学校工科一般普遍开设例如《控制工程》、《工程测试技术》等专业基础课，这些课程综合和汲取了各学科的新发展、新成就，是一门综合性极强的学科，同时它对新发展的技术有较高的要求，敏锐度较高，这样以来对于学生的学习也就提出了一些新要求。
第一，学生应明确建立频谱的结构概念，掌握数字分析、频谱分析等相关概念与基本原理。
基于虚拟仪器技术的多种机械量测试系统
术更新快等 特点 ＿。基 于 以上原 因， 虚拟仪器 ｌ Ｊ 将
技 术应用 于机 械量 测 试 中 ， 发 一种 测 量 精 度 、 开 自
图 １ 系统 总体 结 构 框 图
动化 和分 析程 度 、 能价 格 比都 比较 高 的多种 机械 性 量测试 系统 是非常 有意 义的 。 本 文 以 基于 虚 拟 仪器技 术 的多种 机 械 量 测试
通 过对 虚拟 仪器 的软 件结 构进行 研究 ， 本系 统 采 用 模 块 化 方 法 设 计 开 发 了基 于 Ｌ ｂ Ｅ 开 发 ａＶＩＷ
Ｐ Ｃ机构成的虚拟仪器系统。系统总体设计框图如
图 １所示 。
收 稿 日期 ：０ ７—０ ２０ ７—０ ２
作者简介 ： 王华玲（ ９９一） 女， １７ ， 陕西宝鸡人 ， 淮阴工学院讲 师， 硕士 ， 主要从事智能检测与控制方面的研究工作 。
维普资讯
５ ０
２０ ０７年 １ 中 国制 造业信 息化 １月
第 ３卷 ６
第 ２ 期 １
基 于虚 拟仪 器 技 术 的 多种 机械 量测 试 系统
王华 玲 ， 李 曼， 卜云峰 ， 志伟 侯
２ ３０ ） ２ ０ ３ （ 阴工学 院 机械 工程 系 ， 苏 淮安 淮 江
精度 与诸 多因素有 关 ， 主要 与测量 仪器 的精 确程 但
度有关 ， 传统 的测 试仪 器精 度 都 比较低 ， 且存 在 而
不直 观 、 无记 录 、 为 因素 多 、 差大 、 能 实 现 自 人 误 不
动化测 量等缺 点 。 如果 要 购买 １台精 度 和 自动化 程度 较 高 的仪 器 ， 格 比较 昂 贵 ， 费 也 比较 大 。 价 花 虚拟 仪器 与 传统 的仪 器 相 比具 有更 好 的测 量精 度
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
虚拟仪器及其在机械测试中的应用
随着科技的发展，虚拟仪器在各个领域中的应用也越来越广泛。
虚拟仪器是指通过计算机软件模拟实现的仪器系统，它能够模拟传统的物理仪器，并且具有更高的灵活性和可扩展性。
在机械测试领域，虚拟仪器的应用已经取得了显著的成果，在提高测试效率和准确性方面发挥着重要作用。
虚拟仪器在机械测试中的应用主要体现在以下几个方面。
一、数据采集与分析
虚拟仪器能够实时采集机械测试过程中的各种数据，包括力、位移、应变等物理量。
通过传感器将这些数据输入计算机，虚拟仪器软件可以对数据进行实时分析和处理，从而得到更加准确的测试结果。
与传统仪器相比，虚拟仪器的数据采集速度更快、精度更高，能够捕捉到更多细节信息，为后续的数据分析提供更多的参考。
二、实验仿真与模拟
虚拟仪器可以通过建立相应的数学模型，对机械测试过程进行仿真和模拟。
在进行大型机械设备的测试时，由于设备的复杂性和高成本，往往难以进行实际的测试。
虚拟仪器的出现解决了这一问题，可以对机械设备进行虚拟测试，模拟出各种工况和故障情况，为实际测试提供参考和指导。
通过虚拟测试，可以大大降低测试成本，提高测试效率，并且能够更好地理解机械设备的工作原理和性能特
点。
三、自动化控制与远程操作
虚拟仪器可以与计算机网络进行连接，实现自动化控制和远程操作。
在机械测试过程中，通过虚拟仪器软件可以实现对测试设备的自动控制和调节，提高测试的稳定性和一致性。
同时，虚拟仪器还可以实现对远程测试设备的操作和监控，实现远程测试。
这对于需要在远程地点进行测试的情况非常有用，能够减少人员的出差和设备的运输成本，提高测试的灵活性和效率。
四、数据可视化与报告生成
虚拟仪器软件能够将测试数据进行可视化处理，并生成相应的测试报告。
通过虚拟仪器软件，可以将测试数据以图表、曲线等形式直观地展示出来，帮助测试人员更好地理解数据的变化趋势和规律。
同时，虚拟仪器软件还可以根据用户的需求，自动生成测试报告，包括测试结果、数据分析和结论等内容。
这样，不仅能够提高测试报告的准确性和可靠性，还能够节省编写报告的时间和精力。
虚拟仪器在机械测试中的应用具有重要的意义。
它能够通过数据采集与分析、实验仿真与模拟、自动化控制与远程操作以及数据可视化与报告生成等方面的功能，提高机械测试的效率和准确性。
虽然虚拟仪器在机械测试中的应用已经取得了很大的进展，但仍然存在一些挑战和问题，如数据的准确性和可靠性、软件的稳定性和可靠
性等。
因此，需要进一步加强虚拟仪器的研究和开发，不断提高其在机械测试中的应用水平，为机械领域的发展做出更大的贡献。