淺談機械工程測試技術中虛擬儀器的應用★

須 麒， 王 春

（鐘山職業技術學院， 江蘇 南京 210049）

引言

機械工程測試技術在現代社會背景下，從單一的學科轉變為多學科之間的相互借鑒，從而不斷豐富該技術的內在含義，因此，也提升該技術的綜合性及功能性。在使用機械工程測試技術的過程中，融入虛擬儀器技術，利用虛擬儀器可將計算機或網絡平臺與現實世界進行連接，從而獲取更為真實的數據信息，利用虛擬儀器系統還可進行資源共享，并大范圍提升企業生產效率所以，在機械工程測試技術中，利用虛擬儀器具有較強的應用優勢。機械工程測試技術中使用虛擬儀器還要注重加強技術、人才及管理方面內容，這樣才能切實提升虛擬儀器系統的利用率。

1 機械工程測試技術的發展

機械工程測試技術主要指人們利用專門的儀器設備對研究對象進行測量與分析，從而獲得相關信息，人們通過得出的信息控制能量流及物質流，進而推進相關工程持續開展。隨著現代科技的不斷發展，很多工程隊機械工程測試技術要求逐漸提高，從而推進我國機械工程測試技術也在不斷更新，在更新的過程中也存在很多阻礙與挑戰。基于此，現代科學技術逐漸從單一的學科轉變為多學科之間的相互借鑒與滲透，從而加強內容相互滲透的綜合性，因此，也打破傳統測試技術的方法方式，推動工程測試技術持續發展。

2 虛擬儀器概念

虛擬儀器主要通過虛擬儀器技術進行功能展示，而虛擬儀器技術是利用高性能的模塊化硬件，且結合高效靈活的軟件完成各種測試及測量。利用該技術對產品設計周期的各個環節進行干預，不僅提高了生產產品的質量，還大大縮短了市場投放時間，提高了產品生產效率及產品研發。目前，使用集成化虛擬儀器可以與現實世界進行連接，進而獲取較為實用的數據信息，還可以依靠網絡技術進行資源共享，進而在大范圍內可提高自身生產效率，虛擬儀器所提供的各種工具可滿足很多項目使用需求，且及功能可持續開發與創新[1]。

3 虛擬儀器的組成及其特點

3.1 硬件組成部分

虛擬儀器硬件組成部分，包括計算機硬件平臺及測控功能硬件。其中，計算機硬件平臺可以是便攜式計算機、嵌入式計算機、臺式計算機，或工作臺等類型的計算機平臺。計算機平臺主要管理虛擬儀器的軟件資源，同時也是虛擬儀器硬件基礎。計算機平臺本身具有一定的存儲能力及處理能力，同時，還可以集合網絡資源，從而推動虛擬語氣系統的快速發展。因測控功能硬件的不同，VI 五種標準化系統結構，分別為DAQ、GPIB、VXI、PXI，這五種標準化系統結構可對被測輸入的信號進行采集及放大，也可進行模/數轉換[2]。

3.2 軟件組成部分

虛擬儀器軟件部分便是其核心部分，只有通過軟件部分才能完成信號測試，而虛擬儀器測試系統的軟件主要分為以下四個部分內容，其一，儀器面板控制軟件，通過該軟件和加強用戶儀器之間的溝通，加之計算機強大的圖形化編程環境可提升虛擬儀器技術的可視性，同時，也可利用控制面板靈活選擇控制對象，對控制對象進行處理。其二，數據分析處理軟件，虛擬儀器開發軟件功能具有強大的函數庫，再結合計算機的計算能力，可不斷增強虛擬儀器的運算效率及數據分析處理能力，并節省開發時間。其三，儀器驅動軟件，虛擬儀器驅動程序是處理與特定儀器之間一種重要的通信軟件。儀器驅動器要與通信接口及開發環節相聯系，并且提供高級抽象的儀器印象。虛擬儀器驅動程序的核心是驅動程序函數/V1 集，利用驅動函數/V1 集將驅動程序分為兩層，其中一層為虛擬儀器基本操作，另一層為應用函數/V1 層。其四，通用I/O接口軟件，I/O 接口具有承上啟下的作用，其中自底向上的接口為VISA，并且該接口具有無關性特點[3]。

3.3 虛擬儀器的特點

虛擬儀器特點可從兩點進行描述，從硬件部分進行分析，虛擬儀器主要通過計算機完成軟件測試技術，二者之間存在密切的聯系，計算機硬件平臺本就具有較強的計算能力，該平臺可承載的各種計算軟件，進而減少能源的浪費。另一個是軟件方面，隨著信息技術的快速發展，軟件技術在硬件技術的技術上提高計算機的功能運算效率，其中虛擬儀器機械工程測試系統已經實現了功能自定義，模塊模式可自由轉換，并且可滿足不同的測試需求，有效促進企業持續發展[4]。

3.4 多功能虛擬器的構成

對于傳統機械工程測試儀器來說，多功能虛擬儀器的構成，其運算效率更高，使用更加便捷，同時性價比也很高，很多企業均會使用多功能虛擬儀器進行機械工程測試，并且，隨著現代技術的快速發展，計算機硬件資源也在不斷更新，計算機操作平臺更加智能化，切口可靠性也不斷提高，進一步提升機械工程檢測技術的安全應用性。此外，多功能虛擬儀器相關系統軟件也預留了升級空間，可將最新的技術納入其中，進而完善多功能虛擬儀器的功能，既然滿足測試需求及虛擬儀器個性化特征。

4 機械工程測試技術中虛擬儀器的應用

4.1 加強技術開發

現代社會背景下，我國的機械工藝不斷提升，相關的機械工程也趨于復雜，但其功能完善性不斷提高，所以需要對應提高機械工程測試技術，滿足企業使用需求，且進一步保證工程建設質量[5]。基于此，很多技術性單位為滿足當下技術工程的使用需求，積極加強技術開發，并通過下述三點內容加強技術開發，提高虛擬儀器的利用率，技術單位向相關企業收集技術更新需求，聯合企業使用需求，對其進行定位功能更新，這樣可以直接提升機械工程測試技術的實際應用能力。其二，設置機械工程測試技術功能反饋系統，通過該系統可直接了解機械工程測試技術中存在的不足，技術研究單位可以根據機械工程測試技術的不足進行創新，并以簡潔操作方面等為前提，在進行技術創新。其三，定期開展軟件升級會議，共同討論技術發展方向，并且融入新時代創新理念，將最新的技術融入至機械工程測試技術中，確保該技術的先進性。

4.2 加強先進技術的引入

我國機械工程測試技術與其他發達國家的機械工程測試技術相比仍存在很多不足，所以可以積極借鑒其他發達國家的機械工程測試技術優勢，完善我國機械工程測試技術存在的不足。借鑒其他發達國家機械工程測試技術，首先需要加強技術引進，這樣才可獲取先進的技術，切實滿足我國諸多企業的使用需求及發展需求。而加強先進技術的引入，需要結合下述兩點內容，第一，企業首先具備一定的資金能力，切勿因一時的技術需求，導致企業內部資金鏈斷裂，進而影響整個企業的持續運行。第二，需要企業具備先進的科技意識，且意識到先進技術對其發展的重要性及影響，了解自身技術創新的短板及不足，通過引進先進的技術，提高技術的實際應用能力，進而提升虛擬儀器的使用率，為企業發展提供基礎保障。

4.3 加強人才培養

想要加強機械工程測試技術的實際應用性，需要持續注重人才的培養，因為人才是技術開展的基礎，同時也是提高虛擬儀器使用率的重要方式。加強人才培養，首先需要注重先進人才的引入，積極向團隊內部引入新生力量，從而提升技術的創新能力，從而加強虛擬儀器的利用率，還可加強軟件功能的開發，進而提升企業內部整體的運行效率，且大大縮減企業能源的消耗。其次，定期開展技術培訓，確保每位技術人才那行值資深的基礎知識與實踐能力，技術人才只有在此條件下才可靈活應用相關的基礎知識，加強機械工程測試技術的使用，因此，也會提升虛擬儀器的應用能力[6]。再次，在機械工程測試技術中應用虛擬儀器目前是一種常見技術搭配，但隨著技術的不斷更新，使用虛擬儀器的過程中，需要專業技術人員了解并熟練操作虛擬儀器系統，所以需要技術人才不斷學習，確保可全面掌握最新技術的操作，從而提升虛擬儀器系統的運行能力，加快企業機械工程測試技術的測試效率。最后，企業可聘請相關專家對技術人員進行講座，而加強技術人員對先進技術的了解，雖然企業并未將最新技術引進，但技術人員在專家的引導下，提升自身創新意識，且可進行技術創新，進而達到人才培養的目的。這才是企業發展的基礎，同時也是虛擬儀器應用的基礎，所以，人才培養這一環節不容忽視。

4.4 更新基礎設備

在使用機械工程測試技術的過程中，想要提升虛擬儀器或虛擬系統的使用率，企業需要積極更新相關的基礎設備設施，很多相關的技術均需要先進的設備微操作平臺，這樣才可發揮出機械工程測試技術的實際應用效果，同時，還可體現出虛擬儀器系統的運算能力。虛擬儀器的應用可提高業內部的生產效率，并且，通過資源共享可幫助企業進行數據集合，進而提升企業資源整合效率，推動企業持續發展，由此可看出，更新基礎設備設施的重要性。虛擬儀器技術需要搭配虛擬儀器系統或相關軟件才可將其作用發揮出來，而搭配軟件需要具備計算機平臺，因現代信息技術的快速發展，很多計算機平臺也均不斷更新，其操作界面便捷高效，我一直采用陳舊的計算機平臺，該平臺其軟件安裝速度較為緩慢，也會直接影響軟件的計算效率，而更新后的計算機平臺，其運算模塊承載能力較強，進而提升虛擬儀器相關軟件的函數計算能力，從而提高機械工程測試技術的運行效率。

4.5 加強技術應用管理

機械工程測試技術聯合應用虛擬儀器技術的過程中，想要提升虛擬語氣的高效利用率，需要注重技術應用的管理，這樣才能提升相關技術的應用效果。基于此，加強技術應用管理也是提人虛擬儀器技術利用率的重要方式之一，而加強技術應用管理，可以通過下述幾點方式進行[7]。第一，加強技術制度應用規范的完善，虛擬儀器技術在應用的過程中，需要按照其操作規范進行機械工程測試，若一直使用一個單一的技術管理規范，則不能起到加強技術應用管理的效果，所以需要靈活設置技術應用管理規范，因企業會不定期更新虛擬軟件系統，所以，其管理規范也相應做出變動，并根據軟件的使用需求進行合理編排管理制度，進而確保技術的實際作用充分發揮出來。第二，設置獎懲制度，對于操作不規范的技術人員可進行懲罰，并要求其學習相關技術的基礎知識，同時，設置考核檢驗其實際操作能力。對于操作規范的技術人才，可將其列為技術人才標兵，讓其成為工作人員的學習榜樣，并針對這類人才進行相應獎勵，從而激勵其他工作人員努力成為技術人才標兵。第三，設置技術使用說明書，因很多技術為新引進的先進技術，所以，在使用虛擬儀器系統的過程中，會有一些生疏感，同時，實際操作能力也不佳，因此在技術人員操作過程中設置技術使用說明書，存在一定的必要性，技術使用說明書，其中需要包括虛擬儀器系統詳細操作步驟，及常見問題出現的符號以及解決辦法，這樣才可全方位提升技術人才對虛擬儀器系統的應用能力，并降低操作失誤現象，全面提升虛擬儀器系統的運行效率，提高企業產品生產效率，進而持續推動企業持續發展。

5 結語

在機械工程測試技術中使用虛擬儀器具有較強的應用優勢，因虛擬儀器可提高企業生產效率，并且可輔助企業進行產品研發，同時，虛擬儀器系統隨著現代技術的不斷發展，及相關軟件逐漸趨于智能化，大大縮減技術人員的勞動能力，技術人員通過便捷的操作系統對相關軟件進行控制，進而提升機械工程測試技術應用有效性。