王源（江南機(jī)電設(shè)計(jì)研究所，貴州貴陽(yáng)，550000）

關(guān)于虛擬儀器在測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究

王源
（江南機(jī)電設(shè)計(jì)研究所，貴州貴陽(yáng)，550000）

本文通過(guò)在實(shí)際的測(cè)控系統(tǒng)有效應(yīng)用虛擬儀器，借助功能多采集數(shù)據(jù)卡與調(diào)理信號(hào)電路構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，選取LabWindows/CVI這一專業(yè)性測(cè)控工具當(dāng)成平臺(tái)，以便可以采集、處理、分析數(shù)據(jù)。通過(guò)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，能夠讓整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)不但經(jīng)濟(jì)性比較強(qiáng)、操作特別方便，而且還能夠比較容易改進(jìn)與擴(kuò)展功能，另外比較基于傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)。

測(cè)控系統(tǒng)；虛擬儀器；軟件開(kāi)發(fā)；應(yīng)用

0 引言

虛擬儀器是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展的通過(guò)全新理念進(jìn)行設(shè)計(jì)與發(fā)展的儀器，虛擬儀器技術(shù)則是通過(guò)比較高性能模塊化硬件的利用，進(jìn)行靈活高效軟件的有效結(jié)合完成各種自動(dòng)測(cè)試、儀器設(shè)計(jì)、應(yīng)用自動(dòng)化、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)分析。軟件高效靈活可以有助于創(chuàng)建完全自定義用戶界面，基本思想則是儀器設(shè)計(jì)后者測(cè)試系統(tǒng)當(dāng)中最大限度的將硬件通過(guò)軟件替代，這也就是所指的軟件屬于儀器，那么虛擬儀器則是處于通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)當(dāng)中，按照用戶需求實(shí)施定義與設(shè)計(jì)儀器測(cè)試功能，從本質(zhì)上來(lái)看，通過(guò)最新計(jì)算機(jī)技術(shù)的最大限度利用做好傳統(tǒng)儀器的實(shí)現(xiàn)與擴(kuò)展的功能，這樣的測(cè)試儀器軟件化硬件功能，導(dǎo)致深刻變化在測(cè)試儀器，那么虛擬儀器就代表現(xiàn)階段測(cè)試儀器發(fā)展的一個(gè)方向。

1 虛擬儀器特點(diǎn)與構(gòu)成

1.1 虛擬儀器特點(diǎn)

虛擬儀器對(duì)比以往傳統(tǒng)儀器，那么就能夠發(fā)現(xiàn)存在可操作性好、強(qiáng)大功能、開(kāi)放、性價(jià)比高、易用靈活、高效等特點(diǎn)。

1.2 虛擬儀器構(gòu)成

構(gòu)建虛擬儀器主要考慮的是設(shè)計(jì)硬件電路、開(kāi)放和設(shè)計(jì)軟件。按照現(xiàn)階段完成測(cè)試設(shè)計(jì)，往往設(shè)計(jì)硬件電路搭建選擇現(xiàn)在存的各種不同功能板卡和信號(hào)調(diào)理板。根據(jù)對(duì)選取的板卡功能進(jìn)行分析，主要的有數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換，輸出和控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換信號(hào)與采集高速數(shù)據(jù)。通過(guò)信號(hào)調(diào)理版的有效結(jié)合組件一種或者多種功能板卡，可以構(gòu)成所有虛擬儀器。比如通過(guò)高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與采集板卡就能夠構(gòu)成一臺(tái)頻譜分析儀、數(shù)字化儀、示波器，通過(guò)數(shù)字量信號(hào)輸入出板卡與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的使用就可以構(gòu)成一臺(tái)控制器或者信號(hào)源、函數(shù)發(fā)生器。

2 實(shí)際測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用虛擬儀器分析

2.1 航空機(jī)電子測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用虛擬儀器分析

由于在航空機(jī)載成件當(dāng)中，測(cè)控系統(tǒng)發(fā)揮著特別關(guān)鍵作用，將測(cè)控系統(tǒng)精度與測(cè)試能力的提高和完善，往往存在著特別重要的意義在分析整個(gè)飛機(jī)性能。在這里我們完成的主要是測(cè)試立足于虛擬儀器的各種類型開(kāi)關(guān)盒測(cè)控系統(tǒng)與繼電器盒。通過(guò)數(shù)字采集板與工控機(jī)另外在LabWindows/CVI開(kāi)發(fā)平臺(tái)的使用，以便能夠給輸出存儲(chǔ)與分析采集整個(gè)測(cè)試電壓、各個(gè)類型繼電器盒延時(shí)時(shí)間與邏輯狀態(tài)。

一方面是測(cè)試系統(tǒng)組成。根據(jù)對(duì)整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行分析，那么就能夠了解到其中才組成部分為若干信號(hào)調(diào)理板與工控機(jī)、六塊PCLD_78224通道光電隔離數(shù)字量輸入板、兩塊PCI_175464路數(shù)字量輸入板、美國(guó)NI公司的LabWindows/CVI8.0、一塊PCL_818L16通道A/D轉(zhuǎn)換板、兩塊PCLD_785B24通道繼電器輸出板、一塊PCI_175148路數(shù)字量輸入/輸出板。

另一方面是基于虛擬儀器航空機(jī)載電子系統(tǒng)測(cè)控平臺(tái)。基于虛擬儀器航空機(jī)載電子系統(tǒng)測(cè)控平臺(tái)整體系統(tǒng)則是選取LabWindows/CVI系統(tǒng)這種美國(guó)國(guó)家儀器公司所開(kāi)發(fā)出來(lái)的虛擬儀器專用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。而根據(jù)分析就能夠了解到，CVI則是立足標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言增加儀器控制與工具函數(shù)庫(kù)的虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件，所具備的豐富面板功能、集成化開(kāi)發(fā)平臺(tái)、豐富庫(kù)函數(shù)、交互式編程方法導(dǎo)致?lián)碛兄軌驗(yàn)閺?qiáng)大的自身功能，更為方便的應(yīng)用，設(shè)計(jì)界面絕對(duì)可以虛擬真實(shí)實(shí)物，以便擁有著更為友好與直觀的人機(jī)對(duì)話界面。

2.2 測(cè)控系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用基于虛擬儀器測(cè)控平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)分析

一是借助系統(tǒng)時(shí)鐘方法將軟件測(cè)試的時(shí)間提高。測(cè)試環(huán)節(jié)當(dāng)中要想得到延時(shí)繼電器時(shí)間，主要采取兩種方法，第一種方法就是選取計(jì)數(shù)的是專門定時(shí)器/計(jì)數(shù)器板，另外的一種方法就是技

4 動(dòng)態(tài)稱故障及排查

4.1 車輛異常

從計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)角度進(jìn)行分析，如果在稱重過(guò)程中，車輛若在運(yùn)行過(guò)程中存在異常情況，將會(huì)影響最終稱量的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱量過(guò)程中，如果車輛行駛異常，車輛對(duì)地面的壓力大小將會(huì)發(fā)生改變。例如，車輛在行駛過(guò)程中，如果發(fā)生瞬間起伏行駛，車輛形成的壓力也將會(huì)有所變化，此時(shí)計(jì)重系統(tǒng)感應(yīng)到的重力也會(huì)有所改變，因此，實(shí)際稱重過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)檎莆詹划?dāng)，而導(dǎo)致最終的計(jì)重?cái)?shù)據(jù)存在較大誤差，從而導(dǎo)致實(shí)際收費(fèi)與標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)不符，無(wú)法體現(xiàn)收費(fèi)的公平性。

4.2 排查處理

從目前我國(guó)多數(shù)高速公路采用的計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的具體情況來(lái)看，多數(shù)采用的都為動(dòng)態(tài)稱重方式，這稱重方式，一方面方便對(duì)收費(fèi)站口車輛的合理管理，另一方面也降低了收費(fèi)站工作人員在實(shí)際操作過(guò)程中所面來(lái)的困難。針對(duì)車輛在異常狀態(tài)下行駛，導(dǎo)致計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在具體處理過(guò)程中，要對(duì)集中系統(tǒng)和車輛雙方面進(jìn)行檢查。第一，要排查車輛是否存在故障，檢查的重點(diǎn)要集中在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)上，通常通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的響聲、轉(zhuǎn)速等內(nèi)容進(jìn)行判斷，一旦發(fā)現(xiàn)故障，要及時(shí)調(diào)修。第二，檢查計(jì)重稱臺(tái)中的零件是否遭受到了磨損，進(jìn)行校準(zhǔn)后，再進(jìn)行一次稱量。

5 車輛分離故障及排查處理

5.1 車輛分離故障

車輛分離故障也是集中收費(fèi)系統(tǒng)中比較常見(jiàn)的一種故障。當(dāng)車輛同通過(guò)稱重區(qū)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)車輛分離時(shí)，發(fā)生錯(cuò)誤，將一輛車分離成兩輛車，或?qū)奢v車作為一輛車處理，這都會(huì)影響收費(fèi)。對(duì)該類型故障形成的原因進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，其是因?yàn)楣饽辉馐芪廴?、被遮擋或線圈存在故障。

5.2 排除處理

處理車輛分離故障如下：對(duì)車輛進(jìn)行合并或拆分，從而對(duì)車輛進(jìn)行重新計(jì)重檢測(cè)，如果情況必要，可以在系統(tǒng)中加設(shè)分離檢測(cè)環(huán)節(jié)，在車輛完全分離之后，再進(jìn)行計(jì)重收費(fèi)，確保收費(fèi)的合理性。

6 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)在高速公路中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在具體應(yīng)用中，需要不斷加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)。通過(guò)科學(xué)的方式，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，采取合理的措施對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決，從而確保計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的合理性。

[1]曾慧.試論高速公路計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性[J].黑龍江科技信息,2016,17:151.

[2]高世君.高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)中計(jì)重收費(fèi)的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2013,12:116-118.

[3]趙祖明,谷建斌. ETC計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的研究[J].衡器,2013,06:35-39.

[4]吳華. ETC環(huán)境下計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)交通信息化,2014,10:68-70.

Research on the application of virtual instrument in measurement and control system

Wang Yuan
(Guiyang Institute of mechanical and electrical design,Guiyang Guizhou,550000)

This article through the actual application in measurement and control system of virtual instrument, data acquisition card with multiple functions and signal conditioning circuit automatic test system, the selection of LabWindows/CVI professional tools as control platform, in order to acquisition, processing and analysis of data. Through the development of the system, can make the whole system not only relatively strong economic operation, particularly convenient, but also easy to improve and expand the function, also based on the traditional measurement and control system development platform.

Measurement and control system; virtual instrument; software development; application