虛擬儀器技術(shù)在汽車檢測中的應(yīng)用

曾昭宏

(佛山市三水先達(dá)機(jī)動車檢測站有限公司,廣東佛山 528100)

虛擬儀器技術(shù)在汽車檢測中的應(yīng)用

曾昭宏

(佛山市三水先達(dá)機(jī)動車檢測站有限公司,廣東佛山 528100)

自上世紀(jì)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(yīng)用于各個檢測領(lǐng)域中,在汽車的檢測上更是占據(jù)了不可替代的重要作用。與傳統(tǒng)儀器相比,虛擬儀器的優(yōu)越性也是顯而易見的。本文首先對虛擬儀器的特點(diǎn)進(jìn)行了簡要的闡述,然后詳細(xì)的介紹了虛擬儀器技術(shù)在汽車測試中的應(yīng)用,供以參考。

虛擬儀器 汽車檢測應(yīng)用

所謂汽車檢測,是指為了確定汽車技術(shù)狀況或工作能力的檢查。 由于汽車在經(jīng)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(shù)性能下降的問題。因此,對汽車進(jìn)行定期的檢驗(yàn),是十分重要且必須的。其主要檢測內(nèi)容包括常規(guī)包養(yǎng)、機(jī)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(jì)算機(jī)作為儀器統(tǒng)一的硬件平臺,充分利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、存儲、回放、調(diào)用功能。而虛擬儀器技術(shù),是指利用高性能的模塊化硬件,結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。虛擬儀器完成的任務(wù)量和任務(wù)難度是傳統(tǒng)儀器所不能比擬的。目前虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)普遍被應(yīng)用于測試行業(yè),甚至自動化、石油鉆探和提煉、生產(chǎn)中的機(jī)器控制等領(lǐng)域。 尤其是在汽車測量測試領(lǐng)域,更是發(fā)揮著重要作用。

1 虛擬儀器的特點(diǎn)

1.1 拓展性強(qiáng)

虛擬技術(shù)發(fā)展于PC技術(shù),它可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力,有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí),它突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)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(qiáng)的特點(diǎn),此外,不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢[1]。

1.2 開發(fā)速度較快

傳統(tǒng)儀器中既有軟件部分也有硬件部分,測量工作需要經(jīng)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(tǒng)儀器中硬件部分需要完成得工作,使得開發(fā)周期得到了快速的提升,在技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品的更新和滿足市場需求方面也有著無可比擬的優(yōu)越性。另外,軟件的修改也較為方便,不單單只能靠專業(yè)的人員才能完成,該軟件系統(tǒng)也使得用戶可以較為輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案。

1.3 開發(fā)、維護(hù)的費(fèi)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(shí)現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化,用軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)分析處理、數(shù)據(jù)顯示等傳統(tǒng)儀器只能用硬件實(shí)現(xiàn)的功能,同時(shí), 由于虛擬儀器操作的各個環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了軟件化,其制造工藝和制造成本與傳統(tǒng)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(fù)用率,使得在虛擬儀器的制造,包裝和運(yùn)輸過程中節(jié)約了大量的人力物力,降低了維護(hù)成本[2]。

2 虛擬儀器在汽車中的應(yīng)用

2.1 虛擬儀器在汽車車內(nèi)測試系統(tǒng)中的應(yīng)用

汽車車內(nèi)檢測系統(tǒng)是較為普遍的一種汽車電子測試,它不僅能夠?qū)ζ噧?nèi)的各種傳感器信號進(jìn)行有效的記錄與科學(xué)的分析,同時(shí),對測試系統(tǒng)的便攜性、開發(fā)性以及可靠性也都存在著較高的要求。另外,它的應(yīng)用也充分顯示出了虛擬儀器在汽車檢驗(yàn)中的靈活性,為其取代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄儀器提供了強(qiáng)有力的支持。

該虛擬儀器在汽車車內(nèi)的測試系統(tǒng)在SCXI機(jī)箱內(nèi)嵌入了多種由信號種類決定模式的信號調(diào)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(shí),SCXI的可升級性(增強(qiáng)觸摸屏功能、運(yùn)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(yōu)越性,有著傳統(tǒng)儀器無法比擬的強(qiáng)大功能[3]。

2.2 虛擬儀器在汽車儀表檢測中的應(yīng)用

儀表總成作為現(xiàn)代汽車的信息核心與中心,它的質(zhì)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(chǎn)出的汽車儀表進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)是必不可少且十分重要的檢測內(nèi)容。而NI公司通過系統(tǒng)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(dāng)前大多數(shù)汽車的型號來進(jìn)行檢驗(yàn)的檢測系統(tǒng)。它由工控機(jī)、信號接線盒、數(shù)字I/O通道PXI-6528、數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換板卡以及自制的可編程網(wǎng)絡(luò)電阻等硬件系統(tǒng)組成。同時(shí),該系統(tǒng)通過CAN接口與被測儀表進(jìn)行通信,從而實(shí)現(xiàn)汽車狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)反饋。運(yùn)用這種儀器檢測系統(tǒng)不僅能夠大大降低生產(chǎn)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(yàn)系統(tǒng)中。

2.3 虛擬儀器在汽車的制動性和操作穩(wěn)定性中的應(yīng)用

定期的給車輛進(jìn)行年檢,能夠及時(shí)消除車輛的安全隱患,減少交通事故的發(fā)生。而制動性和操作穩(wěn)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(tǒng)的汽車的制動性和操縱穩(wěn)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(shè)備大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高,有些參數(shù)的測量誤差較大,沒有綜合測試的配套軟件、數(shù)據(jù)處理不方便等,而利用虛擬儀器可以很方便的解決傳統(tǒng)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(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的接口,即完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字量輸人輸出及記數(shù)器／定時(shí)器操作等功能。軟件包括驅(qū)動接口和儀器功能程序。由以上測試原理構(gòu)成的汽車綜合測試系統(tǒng),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(rèn)的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化處理。

3 結(jié)語

虛擬儀器將會隨著檢測技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不斷廣泛的應(yīng)用于各種建業(yè)專業(yè)領(lǐng)域中。同時(shí),在汽車檢測方面,它能迅速適應(yīng)不斷提高的汽車測試需求,有效促進(jìn)汽車測試技術(shù)的發(fā)展。因此,虛擬儀器在汽車測試領(lǐng)域的應(yīng)用前景也必定會更加的廣闊與深入。

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

[2]劉玉梅,蘇建,潘洪達(dá),翟乃斌,楊秀坤.虛擬儀器技術(shù)在汽車性能測試中的應(yīng)用[J].中國公路學(xué)報(bào),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(tǒng)的研究[J].車輛與動力技術(shù),2012(1).