引言
　　現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展主要是看計算機技術(shù)的進(jìn)步，計算機技術(shù)的不斷革新在很大程度上能牽動各行業(yè)的技術(shù)得以更新。隨著科學(xué)技術(shù)的的發(fā)展，尤其是科學(xué)技術(shù)當(dāng)中的信息科學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)我國工業(yè)的發(fā)展日新月異。工業(yè)領(lǐng)域中的機械工程測試的能力、技術(shù)也不斷得到更新。在測試分析的領(lǐng)域當(dāng)中，傳統(tǒng)的利用模擬信號來進(jìn)行信息處理的方式已逐漸被數(shù)字信號處理方式所替代，現(xiàn)使用最為廣泛的信息處理方式就是數(shù)字信號處理方法[1]。但是市場上數(shù)字化、智能化的測試儀器或是系統(tǒng)復(fù)雜多樣，雖然其方便了測試工作，但其儀器之間的連接非常復(fù)雜使得測試工作的效率大大降低，并且存在很多硬件及軟件的冗余現(xiàn)象。在這種背景下，虛擬儀器就被發(fā)明了出來，使得測試技術(shù)又向前邁進(jìn)了一步。
　　1.機械工程測試技術(shù)的發(fā)展
　　現(xiàn)代工程測試技術(shù)是指人們利用專門的儀器設(shè)備，通過對研究對象進(jìn)行試驗、測量之后再進(jìn)行相關(guān)運算及分析等，從而獲得人們所需要的研究對象的相關(guān)信息，使得人們能夠能過對信息流的控制來實現(xiàn)對能量流及物質(zhì)流的控制的目的[2]�，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展帶動了機械工程測試技術(shù)的向前進(jìn)步，但同時也要求有更高的機械工程測試技術(shù)與之匹配，給機械工程測試技術(shù)也帶來了挑戰(zhàn)�，F(xiàn)代工程測試技術(shù)已逐漸從原來的單一學(xué)科慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)科之間的相互借鑒及滲透，使得現(xiàn)代工程測試技術(shù)能夠形成一個各學(xué)科內(nèi)容相互滲透的綜合性測試系統(tǒng)，傳統(tǒng)的測試技術(shù)的方法、方式等都能得到更新及提升，讓工程測試技術(shù)得到進(jìn)一步地發(fā)展。
　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)我國工業(yè)已實現(xiàn)機電一體化及工業(yè)自動化，并且隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，其一體化及自動化水平也越來越高，而工程測試系統(tǒng)是工業(yè)系統(tǒng)研發(fā)、應(yīng)用及教學(xué)過程當(dāng)中重要的組成部分，所以工程測試系統(tǒng)也要求越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)的工程測試系統(tǒng)其功能比較簡單，對于很多需要用上的軟件或是硬件資源都不能兼容或進(jìn)行共享，這不但加大了進(jìn)行測試所需要的成本，而且也限制了測試范圍，同時測試參數(shù)的精準(zhǔn)度也大大下降。在這種情況下，人們急需要一套能夠綜合各學(xué)科、功能多樣、系統(tǒng)完善及測量精準(zhǔn)的測試系統(tǒng)來滿足應(yīng)用新技術(shù)的需要，而虛擬儀器就是在這種需求下應(yīng)運而生的。
　　2.虛擬儀器的基本概念
　　虛擬儀器的引入，主要是隨著經(jīng)本文由論文聯(lián)盟收集整理濟(jì)及科技的發(fā)展，現(xiàn)代工程測試系統(tǒng)需要一種技術(shù)能實現(xiàn)系統(tǒng)更新方便，保證機動運轉(zhuǎn)的靈活性，能實現(xiàn)資源共享，系統(tǒng)功能強大，研發(fā)及應(yīng)用成本低廉且擁有自主版權(quán)等一系列功能的前提下而提出來的。應(yīng)用虛擬儀器的測試系統(tǒng)可以根據(jù)機械工程的具體測試需求，通過對系統(tǒng)模塊的自由調(diào)換組合、對系統(tǒng)資源的重新配置，并將現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)資源利用上，采取透明的方式來將機械工程測試技術(shù)的應(yīng)用效率提高。
　　虛擬儀器當(dāng)中有硬件及軟件，硬件是用來實現(xiàn)信號的輸入及輸出，而軟件則是用來體現(xiàn)整個系統(tǒng)在運行時的關(guān)鍵技術(shù)及功能[3]。虛擬儀器可在利用同一個硬件系統(tǒng)的前提下，通過利用不同的軟件來提供不同的測量儀器所需要的功能。虛擬儀器不但實現(xiàn)了測試功能的軟件化，而且其面板控制也都是通過軟件來完成的，商標(biāo)注冊，簡單來說虛擬儀器的最重要核心就是軟件系統(tǒng)，通過軟件可對各種儀器進(jìn)行定義，可以說軟件系統(tǒng)就是虛擬儀器本身。
　　虛擬儀器中所帶的測量儀器主要是用來采集數(shù)據(jù)，同時還肩負(fù)著測試及分析數(shù)據(jù)、輸出顯示結(jié)果等功能。其中數(shù)據(jù)的分析及其結(jié)果輸出都是通過軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)的，所以如果能在外部提供一套完整的用于采集數(shù)據(jù)的硬件，就可利用計算機來組成一套測量儀器。我們把這種利用計算機來構(gòu)成的數(shù)字化測量儀器叫做“虛擬儀器”[4]。
　　在實際的操作當(dāng)中，我們可以根據(jù)具體的測試需要將所用到的模塊化的硬件接口卡插入計算機的總線槽內(nèi)，這樣可同時將儀器的測試功能以及用來模擬畫面的面板控制都轉(zhuǎn)變成軟件模塊，然后將計算機硬件上的資源進(jìn)行充分地共享，這樣就能在計算機的幫助及協(xié)調(diào)下來將機械工程的測試、計算、數(shù)據(jù)處理及分析、數(shù)據(jù)存儲及取用、數(shù)據(jù)顯示及回放一步到位地完成，而且還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的打印同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，這樣就將傳統(tǒng)儀器中所存在的問題都解決了，從而慢慢替代了傳統(tǒng)的以硬件為主的測試系統(tǒng)。虛擬儀器的應(yīng)用排在了傳統(tǒng)測試技術(shù)的原有結(jié)構(gòu)、測試模式及有關(guān)測試概念，使得機械工程測試技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，同時也體現(xiàn)了現(xiàn)代測試技術(shù)正朝智能化及軟件化發(fā)展。虛擬儀器的應(yīng)用將對產(chǎn)品的研發(fā)、提高生產(chǎn)效率以及教學(xué)過程當(dāng)中的實驗都產(chǎn)生世大的影響。
　　3.虛擬儀器的組成及特點
　　虛擬儀器主要是由硬件及軟件共同組成，其具體組成結(jié)構(gòu)可見圖1。下面就從這兩方面作具體分析。
　　圖1 虛擬儀器具體組成結(jié)構(gòu)
　　3.1硬件部分
　　由圖1中我們可知，虛擬儀器主要是通過利用計算機來將傳統(tǒng)測試儀器的測試功能進(jìn)行軟件化，也就是我們所說的將測試功能進(jìn)行軟件化的設(shè)計；同時要根據(jù)具體的測試需要將所用到的模塊化的硬件接口卡插入計算機的總線槽內(nèi)，還要通過利用傳感器和測量電路來將測試對象與模塊接口卡進(jìn)行連接，這樣一套完整的利用虛擬儀器來組成的測試系統(tǒng)就完成了。
　　另外我們還可通過利用不同的集成測試方法來把傳統(tǒng)儀器所擁有的不同測試功能及面板控件等都集中在同一個軟件平臺上，這樣我們就可以利用一臺計算機而實現(xiàn)各種不同的工程測試功能，這不僅發(fā)揮了虛擬儀器的優(yōu)勢而且體現(xiàn)了利用虛擬儀器的測試效率。具體的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)可見圖2。

本文編號：1052