虛擬儀器技術在汽車檢測中的應用

曾昭宏

【摘 要】 自上世紀80年代虛擬儀器在美國成功研制出來以后，虛擬儀器便不斷廣泛應用于各個檢測領域中，在汽車的檢測上更是占據了不可替代的重要作用。與傳統儀器相比，虛擬儀器的優越性也是顯而易見的。本文首先對虛擬儀器的特點進行了簡要的闡述，然后詳細的介紹了虛擬儀器技術在汽車測試中的應用，供以參考。

【關鍵詞】 虛擬儀器 ?汽車檢測應用

所謂汽車檢測，是指為了確定汽車技術狀況或工作能力的檢查。 由于汽車在經過長期使用后，其部分零件會逐漸受到各種損害，如磨損、腐蝕、變形、老化，等一系列問題，以至造成汽車技術性能下降的問題。因此，對汽車進行定期的檢驗，是十分重要且必須的。其主要檢測內容包括常規包養、機濾、變速箱油、空濾、其他零部件、雨刷器、底盤、輪胎、防凍液、水箱、等。而虛擬儀器，它是以計算機作為儀器統一的硬件平臺，充分利用計算機的運算、存儲、回放、調用功能。而虛擬儀器技術，是指利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。虛擬儀器完成的任務量和任務難度是傳統儀器所不能比擬的。目前虛擬儀器技術已經普遍被應用于測試行業，甚至自動化、石油鉆探和提煉、生產中的機器控制等領域。 尤其是在汽車測量測試領域，更是發揮著重要作用。

1 虛擬儀器的特點

1.1 拓展性強

虛擬技術發展于PC技術，它可充分發揮計算機的能力，有強大的數據處理功能。同時，它突破了傳統儀器在數據處理、顯示、存儲、打印曲線和圖表等功能方面的限制，有效提升了儀器的功效。這使的其具備顯著的高性能，拓展性強的特點，此外，不斷發展的因特網和越來越快的計算機網絡使得虛擬儀器技術展現其更強大的優勢[1]。

1.2 開發速度較快

傳統儀器中既有軟件部分也有硬件部分，測量工作需要經過軟件和硬件的共同參與來完成。然而，在虛擬儀器中，軟件作為主體部分完成了傳統儀器中硬件部分需要完成得工作，使得開發周期得到了快速的提升，在技術發展、產品的更新和滿足市場需求方面也有著無可比擬的優越性。另外，軟件的修改也較為方便，不單單只能靠專業的人員才能完成，該軟件系統也使得用戶可以較為輕松地配置、創建、發布、維護和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案。

1.3 開發、維護的費用較低

軟件是虛擬儀器的核心，在虛擬儀器中，“軟件就是儀器”。具體來說，虛擬軟件實現了部分儀器硬件的軟件化，用軟件實現了數據讀取、數據分析處理、數據顯示等傳統儀器只能用硬件實現的功能，同時， 由于虛擬儀器操作的各個環節都實現了軟件化，其制造工藝和制造成本與傳統儀器大量的硬件成本相比也得到了大大的降低，再加上其較高的的代碼復用率，使得在虛擬儀器的制造，包裝和運輸過程中節約了大量的人力物力，降低了維護成本[2]。

2 虛擬儀器在汽車中的應用

2.1 虛擬儀器在汽車車內測試系統中的應用

汽車車內檢測系統是較為普遍的一種汽車電子測試，它不僅能夠對汽車內的各種傳感器信號進行有效的記錄與科學的分析，同時，對測試系統的便攜性、開發性以及可靠性也都存在著較高的要求。另外，它的應用也充分顯示出了虛擬儀器在汽車檢驗中的靈活性，為其取代傳統的數據記錄儀器提供了強有力的支持。

該虛擬儀器在汽車車內的測試系統在SCXI機箱內嵌入了多種由信號種類決定模式的信號調理模塊，并由LabVIEW程序來完成各種信號的采集和處理。與此同時，SCXI的可升級性（增強觸摸屏功能、運動控制、語音合成、語言辨識、GPS接受和中控單元）和PIX的靈活性也為IVDAS帶來了極大的優越性，有著傳統儀器無法比擬的強大功能[3]。

2.2 虛擬儀器在汽車儀表檢測中的應用

儀表總成作為現代汽車的信息核心與中心，它的質量的好壞將直接影響到汽車安全性的高低。因此，對大批量生產出的汽車儀表進行嚴格的質量檢驗是必不可少且十分重要的檢測內容。而NI公司通過系統的研究與探索后，研制出了一個具有高度靈活性、便攜性與可靠性的，能針對當前大多數汽車的型號來進行檢驗的檢測系統。它由工控機、信號接線盒、數字I/O通道PXI-6528、數據通信轉換板卡以及自制的可編程網絡電阻等硬件系統組成。同時，該系統通過CAN接口與被測儀表進行通信，從而實現汽車狀態信息的實時反饋。運用這種儀器檢測系統不僅能夠大大降低生產成本，有效提高了檢測效率，而且還能適用于通用的汽車儀表檢驗系統中。

2.3 虛擬儀器在汽車的制動性和操作穩定性中的應用

定期的給車輛進行年檢，能夠及時消除車輛的安全隱患，減少交通事故的發生。而制動性和操作穩定性的檢測作為汽車年檢中的重要部分，對汽車的年檢起著十分重要的作用。

而在傳統的汽車的制動性和操縱穩定性測試過程中，主要采用五輪儀、非接觸式車速儀以及方位陀螺儀、垂直陀螺儀等儀器。這些設備大多結構復雜、成本較高，有些參數的測量誤差較大，沒有綜合測試的配套軟件、數據處理不方便等，而利用虛擬儀器可以很方便的解決傳統測試中的問題。其主要由接口電路、軟件和虛擬儀器面板組成，其中硬件可實現與PC機的接口，即完成模數轉換、數字量輸人輸出及記數器/定時器操作等功能。軟件包括驅動接口和儀器功能程序。由以上測試原理構成的汽車綜合測試系統，克服了有些硬件檢測儀器需要使用模擬跟蹤儀繪制曲線，靠人工判別辨認的缺點，實現了全數字化處理。

3 結語

虛擬儀器將會隨著檢測技術與計算機技術的發展不斷廣泛的應用于各種建業專業領域中。同時，在汽車檢測方面，它能迅速適應不斷提高的汽車測試需求，有效促進汽車測試技術的發展。因此，虛擬儀器在汽車測試領域的應用前景也必定會更加的廣闊與深入。

參考文獻：

[1]吳偉斌，洪添勝，李震，朱余清.基于虛擬儀器技術的汽油發動機ECU仿真測試系統[J].微計算機信息，2012（8）.

[2]劉玉梅，蘇建，潘洪達，翟乃斌，楊秀坤.虛擬儀器技術在汽車性能測試中的應用[J].中國公路學報，2013（2）.

[3]曹華，林怡青，彭美春，劉小康，朱占勝.汽車ABS性能虛擬測試系統的研究[J].車輛與動力技術，2012（1）.