虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用

商獻(xiàn)斌

摘 要：針對(duì)虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)機(jī)測(cè)試當(dāng)中的實(shí)際運(yùn)用展開了深入、全面的探討。通過對(duì)一套基于虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（測(cè)試系統(tǒng)軟件依托于LabWindows/CVI）來收集農(nóng)機(jī)測(cè)試傳感器的輸入信號(hào)、動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)特性，獲得了非常理想的測(cè)試結(jié)果。和以往的測(cè)試系統(tǒng)相比，此系統(tǒng)擁有更良好的人機(jī)界面，并且更方便使用。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器技術(shù);農(nóng)機(jī)測(cè)試;應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：S220文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.039

測(cè)試技術(shù)作為信息技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，其在工業(yè)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中均具有十分廣泛的應(yīng)用。但是，以往的農(nóng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)擁有諸多的缺陷，比如說開發(fā)周期長(zhǎng)、精度不足、費(fèi)用高、操作不便等，同時(shí)需要用戶具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。相比之下，基于虛擬儀器的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)融合了大量學(xué)科理論，像儀表、計(jì)算機(jī)、電子工程等。該自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)能夠被用于農(nóng)機(jī)生產(chǎn)、工作狀態(tài)控制、故障診斷等，在現(xiàn)代農(nóng)機(jī)測(cè)試與分析中擁有廣泛的前景。為農(nóng)機(jī)理論研究及產(chǎn)品研發(fā)提供科學(xué)數(shù)據(jù)、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及工作性能作出精確分析是農(nóng)機(jī)測(cè)試的主要目標(biāo)。

1 動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)

農(nóng)機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)主要由軟件及硬件兩部分構(gòu)成。其中，應(yīng)變信號(hào)是通過傳感器轉(zhuǎn)化成為電流或者電壓，由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，最后再將所采集到的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)當(dāng)中，應(yīng)用于農(nóng)機(jī)測(cè)試。虛擬儀器能夠在頻域及時(shí)域?qū)Ω黜?xiàng)數(shù)據(jù)作出實(shí)時(shí)的分析，同時(shí)能夠完成曲線顯示、數(shù)據(jù)保存、打印等另外一些功能。基于PCI總線，動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)能夠有效提升動(dòng)態(tài)測(cè)試的速率及精確程度，并減少電纜與另外一些硬件設(shè)備的成本。除此之外，其系統(tǒng)也更加容易擴(kuò)展。

2 軟件設(shè)計(jì)

這一系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)借助美國國家儀器公司的LabWindows/CVI作為其軟件研發(fā)平臺(tái)。這一軟件平臺(tái)基于ANSIC語言，把強(qiáng)大的功能、C語言的靈活性和測(cè)試控制專用工具有機(jī)結(jié)合了起來。LabWindows/CVI提供了關(guān)于圖形界面、數(shù)據(jù)收集、儀表管控等一系列強(qiáng)大的功能。本測(cè)試系統(tǒng)軟件主要由靜態(tài)測(cè)試以及動(dòng)態(tài)測(cè)試兩部分組成。另外，使用者也可以按照自身的實(shí)際需求確定界面的顯示語種（中文或者英文）。

其中，靜態(tài)測(cè)試包含了數(shù)據(jù)搜集、存儲(chǔ)、裝載、曲線顯示與打印、線性度分析等。按鈕操作十分方便，數(shù)據(jù)曲線能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示，如此一來便更有助于農(nóng)機(jī)測(cè)試的進(jìn)行。由定時(shí)器功能管控的PlotXY函數(shù)用于數(shù)據(jù)曲線的顯示，這一曲線始終處于動(dòng)態(tài)。而SetCtrVal函數(shù)則是用作控件的設(shè)置，有關(guān)的函數(shù)略。此外，F(xiàn)ileSelectPopup函數(shù)用作文件路徑與名稱的選擇。用于文本格式儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的函數(shù)為ArrayToFile。

另外，動(dòng)態(tài)測(cè)試能夠在圖形窗口之中生成與顯示模擬信號(hào)及響應(yīng)信號(hào)，使用者可設(shè)置各類不同的參數(shù)，從而更好地完成農(nóng)機(jī)測(cè)試。與此同時(shí)，我們還能夠在頻域、時(shí)域中展開對(duì)信號(hào)的分析操作。

GetCtrlVal函數(shù)用作獲取到正弦曲線的各類參數(shù)，比如說幅度、頻率等。LabWindows/CVI則提供了SineWave函數(shù)用以正弦波的直接產(chǎn)生。在此，用于有關(guān)研究數(shù)據(jù)拷貝的函數(shù)為Copy1D函數(shù)，PlotY函數(shù)用作數(shù)據(jù)曲線的繪制，DeleteGraphPlot函數(shù)用作曲線的清楚，有關(guān)的函數(shù)略。

3 虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)機(jī)測(cè)試中的相關(guān)應(yīng)用

首先，虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)機(jī)測(cè)試方面的運(yùn)用，可以在降低成本的同時(shí)大量節(jié)約研發(fā)的時(shí)間，因此具有很高的應(yīng)用價(jià)值。考慮到農(nóng)機(jī)測(cè)試相關(guān)作業(yè)的動(dòng)態(tài)性與復(fù)雜性特點(diǎn)，若依靠原有設(shè)備對(duì)單個(gè)指標(biāo)的測(cè)量再進(jìn)行有關(guān)信息的分析處理，不但耗時(shí)耗力，結(jié)果的準(zhǔn)確程度同樣無法保障。在此情況下，借助對(duì)虛擬儀器技術(shù)的運(yùn)用，便可對(duì)試驗(yàn)對(duì)象各指標(biāo)在同一時(shí)間內(nèi)作出測(cè)量剖析，提高結(jié)果的準(zhǔn)確度及可靠性。

其次，虛擬儀器技術(shù)在農(nóng)機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用取得了巨大的進(jìn)展，國內(nèi)已有研究者借助此技術(shù)平臺(tái)對(duì)蘋果的分選和免耕精密播種儀器檢測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行了研發(fā)。在這一系統(tǒng)中，主要借助了計(jì)算機(jī)、圖像采集卡和數(shù)據(jù)采集板等裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)了界面的可視化。虛擬儀器技術(shù)作為先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)，擁有強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)處理能力，并且能夠?qū)崿F(xiàn)特征采集的實(shí)時(shí)性，將其更廣泛地運(yùn)用到復(fù)雜的農(nóng)機(jī)測(cè)試項(xiàng)目當(dāng)中，必然具有良好的發(fā)展前景。

4 結(jié)語

綜上所述，農(nóng)機(jī)測(cè)試具有動(dòng)態(tài)、復(fù)雜、影響要素繁多等特征，通過對(duì)農(nóng)機(jī)領(lǐng)域虛擬儀器技術(shù)的研究與分析，我們能夠看出虛擬儀器技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于使用人員可以自己定義儀器的界面與功能。與此同時(shí)，該系統(tǒng)更方便構(gòu)建、修改靈活、便于同其它的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)合。虛擬儀器技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)機(jī)測(cè)試當(dāng)中的廣泛使用能夠在很大程度上提升測(cè)試的有效性，并且可以在實(shí)現(xiàn)新型農(nóng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)研發(fā)的同時(shí)更好地滿足整個(gè)農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展需求。

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