虛擬儀器技術(shù)在汽車檢測中的應(yīng)用

曾昭宏

【摘 要】 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。

【關(guān)鍵詞】 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，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，它是以計算機(jī)作為儀器統(tǒng)一的硬件平臺，充分利用計算機(jī)的運算、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

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)揮計算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時，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，此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越快的計算機(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(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化，用軟件實現(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)儀器只能用硬件實現(xiàn)的功能，同時， 由于虛擬儀器操作的各個環(huán)節(jié)都實現(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，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，SCXI的可升級性（增強(qiáng)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(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，該系統(tǒng)通過CAN接口與被測儀表進(jìn)行通信，從而實現(xiàn)汽車狀態(tài)信息的實時反饋。運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，實現(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，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。

參考文獻(xiàn)：

[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，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）.