- 相關(guān)推薦
虛擬儀器技術(shù)在機械工程測試中的應用論文
隨著(zhù)機電產(chǎn)品一體化和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度的不斷提高，機械工程的測試系統越來(lái)越復雜。它已成為整個(gè)機械設備研制、開(kāi)發(fā)、應用和教學(xué)過(guò)程中不可或缺的組成部分。機械工程測試系統的基本任務(wù)是從測試對象獲取反映其變化規律的動(dòng)態(tài)信息，一個(gè)功能完善的機械工程測試系統由傳感器、信號轉換裝置、信號分析處理裝置和顯示與記錄等功能模塊組成，無(wú)疑，討論和設計機械工程測試系統及其構成要素，是十分有意義的。本文主要分析了虛擬儀器技術(shù)在機械工程測試中的應用狀況，望大家參考。
一、機械工程測試系統基本狀況分析
測試是測量與試驗的簡(jiǎn)稱(chēng)，測試中最基本的是測量。測量是利用各種裝置對可觀(guān)測量（或稱(chēng)被測參數）進(jìn)行定性和定量的過(guò)程。測試的基本任務(wù)是獲取信息。測試是發(fā)展和檢驗自然科學(xué)理論的實(shí)踐基礎。在工程技術(shù)領(lǐng)域，由于實(shí)際研究對象的復雜性，很多問(wèn)題難以進(jìn)行完善的理論分析、推導和計算，所以必須通過(guò)試驗來(lái)獲得研究對象的狀態(tài)，變化和特征等，這正是通過(guò)測試來(lái)實(shí)現的。測試技術(shù)正是研究有關(guān)測試方法、測試手段和測試理論的科學(xué)，它應用于不同的領(lǐng)域并在各個(gè)自然科學(xué)研究領(lǐng)域起著(zhù)重要作用。特別是現在機械工程測試技術(shù)引起了大型工業(yè)企業(yè)和高等院校極大的重視。
測試系統的第一個(gè)環(huán)節是信號的傳感，即是將被測量的量或被觀(guān)察的量通過(guò)一個(gè)被測量傳感器或敏感元件轉換成一個(gè)電的、液壓的、氣動(dòng)的或其他形式的物理量，被測的或被觀(guān)察的量與被轉換的輸出量之間根據可利用的物理定律應該具有一種明確的關(guān)系。傳感器就是用來(lái)完成這種轉換的裝置。
第二個(gè)環(huán)節為信號的轉換和調理。被測物理量經(jīng)傳感環(huán)節被轉換為電阻、電容、電感或者電壓、電流、電荷等電參量的變化，由于在測試過(guò)程中不可避免地遭受各種內、外干擾因素的影響，且為了用被測信號驅動(dòng)顯示、記錄和控制等儀器或進(jìn)一步將信號輸入計算機進(jìn)行數據處理。因此經(jīng)傳感后的信號尚需進(jìn)過(guò)調理、放大、濾波、運算分析等一系列加工處理，以抑制干擾噪聲、提高信噪比，便于進(jìn)一步傳輸和后續環(huán)節中的處理。
第三個(gè)環(huán)節是是對這些信號進(jìn)行分析處理以及顯示記錄，包括信號的時(shí)域分析、頻域分析、相關(guān)分析等。原始波形顯示、處理后波形顯示等。從而還可以分析出機械運轉的工況等。 機械工程測試系統有測量、監控、試驗分析機械設備運行過(guò)程中的參數功能，但前序步驟必經(jīng)信號的采集、分析才能得出。所以，本系統對于機械的后續分析作用意義重大。
二、虛擬儀器技術(shù)在機械工程測試系統中的應用現狀
科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，對現在的機械工程測試系統影響很大，特別是相對于傳統的測試系統來(lái)講。以前要用特定的儀器對信號進(jìn)行分析，但是利用虛擬儀器組建的機械工程測試系統卻不用專(zhuān)用的儀器，而是利用計算機作為連接虛擬儀器軟硬件的平臺，信號源通過(guò)調理后數據采集卡就可以獲取數據進(jìn)行分析處理�，F代計算機技術(shù)對機械工程測試技術(shù)和儀器的發(fā)展產(chǎn)生了革命性的影響。
測試系統的發(fā)展經(jīng)歷了模擬測試儀器、計算機測試系統（智能儀器）及虛擬儀器三個(gè)階段�，F代機械工程測試技術(shù)以計算機為中心，計算機的發(fā)展必然促進(jìn)測試技術(shù)和儀器的發(fā)展。在此背景下，虛擬儀器的產(chǎn)生也就水到渠成。
在虛擬儀器中，軟件是虛擬儀器系統的關(guān)鍵，目前國內外這種軟件主要有美國DSP公司的DADISP軟件，以實(shí)驗后數據處理分析和表示見(jiàn)長(cháng)美國NI公司的系列虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺（LabVIEW、LabWindows/CVI、Virtual Bench和Component Works）、美國QUATECH公司的DASLab軟件包和惠普公司的VEE軟件平臺都是可以搭建虛擬測試系統的軟件平臺，以圖形化編程和界面靈活見(jiàn)長(cháng)。華中理工大學(xué)的V198虛擬儀器系統和哈爾濱工業(yè)大學(xué)的儀器王以虛擬的單個(gè)儀器或儀器庫見(jiàn)長(cháng)。其中，美國NI公司的LabVIEW軟件功能最為完善，LabVIEW軟件以簡(jiǎn)單、直觀(guān)的圖形化編程方式、強大的圖形顯示和數據處理能力見(jiàn)長(cháng)，運行速度快、開(kāi)發(fā)周期短、界面靈活是其又一大優(yōu)勢，最能體現虛擬儀器的風(fēng)格，所以基于LabVIEW的虛擬儀器應用相當廣泛。
由于Pc的功能變得越來(lái)越強大，速度快，價(jià)格低，在標準PC上連接一個(gè)或多個(gè)儀器模塊構成測試儀器成為一種趨勢。這種儀器即為虛擬儀器。虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)平臺LabVIEW中，“所見(jiàn)即所得”的可視化技術(shù)是應用于測試領(lǐng)域的雛形。虛擬儀器注重測試人員在進(jìn)行工作中的感覺(jué)。用仿真的面板給人以真實(shí)儀器的感覺(jué)，用豐富的曲線(xiàn)圖像向測試人員傳遞信息，是虛擬現實(shí)技術(shù)在機械工程測試領(lǐng)域中的廣泛應用趨勢。
幾個(gè)測試站點(diǎn)連成一個(gè)大的測試網(wǎng)絡(luò )，互通數據和信息，聯(lián)合分析測試結果，實(shí)現數據和信息共享的網(wǎng)絡(luò )化測試是機械工程測試系統的一個(gè)發(fā)展趨勢。虛擬儀器技術(shù)是現代機械工程測試系統的發(fā)展趨勢，在豐富的虛擬儀器軟硬件產(chǎn)品支持下，尤其是在被譽(yù)為“科學(xué)家和工程師的語(yǔ)言”LabVIEW的支持下，組建一個(gè)機械工程測試系統正變得越來(lái)越容易。在技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，為了讓測試系統就有開(kāi)放性、兼容性和不斷更新的可能，利用虛擬儀器的概念組建測試系統不失為一種好的選擇。
在機械工程測試系統中，應用虛擬儀器編的越來(lái)越普遍，因為很多傳統的硬件設備在虛擬儀器中都可以用軟件代替，從而降低了大量的設備浪費，降低了成本，并且還可以直觀(guān)化的顯示其結果，將多種的傳統儀器合并到一套虛擬儀器測試系統中，有利于編程，也有利于增強測試系統的準確度。
三、結論
總之，虛擬儀器技術(shù)在全球范圍內的應用越來(lái)越普遍，在我國主要應用到了企業(yè)生產(chǎn)中。我們要對虛擬儀器技術(shù)加大研究力度，力爭促使該技術(shù)應用于更廣泛的領(lǐng)域，趕上世界水平，為我國的機械工程的發(fā)展做出貢獻。
【虛擬儀器技術(shù)在機械工程測試中的應用論文】相關(guān)文章：
虛擬儀器的電子技術(shù)演示實(shí)驗應用論文07-04
自動(dòng)化技術(shù)在機械工程中的應用論文07-02
電子技術(shù)中PLC應用論文07-04
教學(xué)中應用多媒體技術(shù)初探的論文07-02
信息工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課中虛擬儀器的運用論文07-03