采用虛擬儀器技術加快測控系統發展

白懷軍

山西兆豐鋁業有限責任公司氧化鋁分公司，山西陽泉 045000

所謂虛擬儀器就是伴著計算機技術、電子儀器、現代測量技術的發展而產生的一種新儀器，它基于計算機的基礎加上專門的設計硬件與軟件，不僅擁有和傳統儀器的操作面板還具有傳統儀器所不具備的特殊功能。虛擬儀器是利用一種新型的觀念設計和發展的儀器，它主要是依靠高性能的模塊化硬件以及比較高效靈活的軟件來完成自動測試、儀器設計、歷程制約、自動化以及數據淺析的應用。它依賴于計算機平臺，根據用戶的要求來自行設定功能，并且充分利用計算機上最新的技術完成和發展傳統儀器的功能，它把儀器的硬件軟件化，因此虛擬儀器標志著當前測試儀器的其中一個發展方向。

1 虛擬儀器的組成和特征

1）虛擬儀器的組成。虛擬儀器的組成主要是對以硬件電路設計、軟件設計兩方面的進行考慮。就目前我們所需要完成的測試設備而言，硬件電路的設計通常都是要選擇各種現有的具有不同功能的板卡和信號調理板來建立。只要將擁有一種或者多種功能的板卡與信號調理板結合在一起組件起來這就能組成不同的虛擬儀器；

2）虛擬儀器的特征。虛擬儀器的概念突破了傳統儀器的概念，它是計算機和儀器儀表相互結合的產物。和傳統儀器相比較，虛擬儀器具有高效的靈活性，計算機用戶可以根據自身的需求來改編軟件達到重新定義功能的目的。對于虛擬儀器而言，硬件和軟件都具有模塊化、開放化、可循環利用以及互換性等特征。虛擬儀器的核心是軟件，并且用戶可以根據需要來定義儀器功能。

2 在實際測控系統中虛擬儀器的應用

1）在航空機載電子測控系統中虛擬儀器的應用。對于航空機載成件來說測控系統具有非常重要的作用，它不僅可以提升與完善測控系統的精度，同時還可以對整個飛機性能進行測試和淺析。主要是對各種虛擬儀器的各款繼電器盒、開關盒的測試系統進行測試。同時利用數字采集板和開控機在Lab Windows/CVI 開發平臺上完成對整個測試的電壓收集、同時存儲和分析各型繼電器盒的邏輯狀況和延續時間的輸出。

（1）虛擬儀器的測控平臺在測試系統中的運用時主要利用的幾個關鍵技術。為了提升軟件測試的用時采用系統時鐘的方法。在測試的過程中想要獲得更多的繼電器時間有兩種方法，一是利用定時器或計數器板來完成專門的計數，另一種方法就是利用系統時鐘來完成計數。因為所測試的時間要求誤差在20%，而所需測試的時間又為秒級，所以采取系統時鐘的方法來計數是完全可以完成的，這種方法不僅可以節約實施的成本還可以選擇沒有多配置一個槽的計算機，這樣就可以節約空間；（2）把數據庫管理技術運用到測控系統中來。基于Lab Windows/CVI 開發平臺可以很方便的利用NI 公司研發的SQL工具包，使得大批量的測試數據能夠以數據庫的形式來完成形式查詢和存儲。同時在測試系統中通過對產品進行設置名稱、時間、檢驗者等文字來進行保存，進而完成一份完整的履歷記錄，工作人員完全可以通過查詢時間完成對產品的調出，這就避免了很多管理上的不便之處，而且大大的提高了工作效率；（3）在打印表格時可以調整ActiveX 自動化變成技術來完成。ActiveX 自動化是一個可以將一個運用程序和其他運用程序相結合來共同策略的。所以可以通過Lab Windows/CVI 提供它的控件對表格直接進行調用，同時運用控件提供的函數對表格進行操作，用數據讀取測試數據，然后轉換填表，最后自動產生產品的履歷表并且進行打印。

2）虛擬儀器的和一般儀器的控制臺進行對比。虛擬儀器采用的Lab Windows/CVI 開發的工具可以使不同的信號同時使用在一個程序中，這樣就實現了信息采集和保存的便利性。和虛擬儀器的測控平臺相比較，繼電器盒測試系統過去運用的VisualC++開發的測試平臺與之有很大的差異。第一使用Lab Windows/CVI 開發的測試平臺系統比使用VisualC++開發的測試平臺系統更加簡單方便。因為Lab Windows/CVI 開的測試平臺具有其交互式的特點，所以對設計出非常實用的直觀且功能較強的測試程序的人員來說是非常容易的。用Lab Windows/CVI 開發出的虛擬儀器的測試平臺不僅可以節約開發的時間就愛可以增強測試軟件的性能。由于通過Lab Windows/CVI 開發出的虛擬儀器的測試平臺軟件代碼編制擁有模塊化的特點，所以可以運用一種全新的制約算法只是需要轉換與之相應的算法模塊就可以了，這樣還可以縮短開發時間同時提升了編程效率。

3 結論

軟件開發通過專業的測控工具Lab Windows/CVI 開發平臺，利用提前選擇的具有多功能的數據采集卡以及信號調理電路構成了自動測試系統，最終實現了數據的采集、淺析及處理。這樣不僅可以使整個的測控系統即經濟且便于操作，而且還非常有利于改善與功能擴展。Lab Windows/CVI 虛擬儀器技術在測控領域的應用非常廣泛而且具有非常好的前景，這是非常只得我們進行進一步的研究、探討以及推廣的。

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