虚拟仪器技术在汽车检测中的应用

曾昭宏

【摘 要】 自上世纪80年代虚拟仪器在美国成功研制出来以后，虚拟仪器便不断广泛应用于各个检测领域中，在汽车的检测上更是占据了不可替代的重要作用。与传统仪器相比，虚拟仪器的优越性也是显而易见的。本文首先对虚拟仪器的特点进行了简要的阐述，然后详细的介绍了虚拟仪器技术在汽车测试中的应用，供以参考。

【关键词】 虚拟仪器  汽车检测应用

所谓汽车检测，是指为了确定汽车技术状况或工作能力的检查。 由于汽车在经过长期使用后，其部分零件会逐渐受到各种损害，如磨损、腐蚀、变形、老化，等一系列问题，以至造成汽车技术性能下降的问题。因此，对汽车进行定期的检验，是十分重要且必须的。其主要检测内容包括常规包养、机滤、变速箱油、空滤、其他零部件、雨刷器、底盘、轮胎、防冻液、水箱、等。而虚拟仪器，它是以计算机作为仪器统一的硬件平台，充分利用计算机的运算、存储、回放、调用功能。而虚拟仪器技术，是指利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。虚拟仪器完成的任务量和任务难度是传统仪器所不能比拟的。目前虚拟仪器技术已经普遍被应用于测试行业，甚至自动化、石油钻探和提炼、生产中的机器控制等领域。 尤其是在汽车测量测试领域，更是发挥着重要作用。

1 虚拟仪器的特点

1.1 拓展性强

虚拟技术发展于PC技术，它可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能。同时，它突破了传统仪器在数据处理、显示、存储、打印曲线和图表等功能方面的限制，有效提升了仪器的功效。这使的其具备显著的高性能，拓展性强的特点，此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势[1]。

1.2 开发速度较快

传统仪器中既有软件部分也有硬件部分，测量工作需要经过软件和硬件的共同参与来完成。然而，在虚拟仪器中，软件作为主体部分完成了传统仪器中硬件部分需要完成得工作，使得开发周期得到了快速的提升，在技术发展、产品的更新和满足市场需求方面也有着无可比拟的优越性。另外，软件的修改也较为方便，不单单只能靠专业的人员才能完成，该软件系统也使得用户可以较为轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。

1.3 开发、维护的费用较低

软件是虚拟仪器的核心，在虚拟仪器中，“软件就是仪器”。具体来说，虚拟软件实现了部分仪器硬件的软件化，用软件实现了数据读取、数据分析处理、数据显示等传统仪器只能用硬件实现的功能，同时， 由于虚拟仪器操作的各个环节都实现了软件化，其制造工艺和制造成本与传统仪器大量的硬件成本相比也得到了大大的降低，再加上其较高的的代码复用率，使得在虚拟仪器的制造，包装和运输过程中节约了大量的人力物力，降低了维护成本[2]。

2 虚拟仪器在汽车中的应用

2.1 虚拟仪器在汽车车内测试系统中的应用

汽车车内检测系统是较为普遍的一种汽车电子测试，它不仅能够对汽车内的各种传感器信号进行有效的记录与科学的分析，同时，对测试系统的便携性、开发性以及可靠性也都存在着较高的要求。另外，它的应用也充分显示出了虚拟仪器在汽车检验中的灵活性，为其取代传统的数据记录仪器提供了强有力的支持。

该虚拟仪器在汽车车内的测试系统在SCXI机箱内嵌入了多种由信号种类决定模式的信号调理模块，并由LabVIEW程序来完成各种信号的采集和处理。与此同时，SCXI的可升级性（增强触摸屏功能、运动控制、语音合成、语言辨识、GPS接受和中控单元）和PIX的灵活性也为IVDAS带来了极大的优越性，有着传统仪器无法比拟的强大功能[3]。

2.2 虚拟仪器在汽车仪表检测中的应用

仪表总成作为现代汽车的信息核心与中心，它的质量的好坏将直接影响到汽车安全性的高低。因此，对大批量生产出的汽车仪表进行严格的质量检验是必不可少且十分重要的检测内容。而NI公司通过系统的研究与探索后，研制出了一个具有高度灵活性、便携性与可靠性的，能针对当前大多数汽车的型号来进行检验的检测系统。它由工控机、信号接线盒、数字I/O通道PXI-6528、数据通信转换板卡以及自制的可编程网络电阻等硬件系统组成。同时，该系统通过CAN接口与被测仪表进行通信，从而实现汽车状态信息的实时反馈。运用这种仪器检测系统不仅能够大大降低生产成本，有效提高了检测效率，而且还能适用于通用的汽车仪表检验系统中。

2.3 虚拟仪器在汽车的制动性和操作稳定性中的应用

定期的给车辆进行年检，能够及时消除车辆的安全隐患，减少交通事故的发生。而制动性和操作稳定性的检测作为汽车年检中的重要部分，对汽车的年检起着十分重要的作用。

而在传统的汽车的制动性和操纵稳定性测试过程中，主要采用五轮仪、非接触式车速仪以及方位陀螺仪、垂直陀螺仪等仪器。这些设备大多结构复杂、成本较高，有些参数的测量误差较大，没有综合测试的配套软件、数据处理不方便等，而利用虚拟仪器可以很方便的解决传统测试中的问题。其主要由接口电路、软件和虚拟仪器面板组成，其中硬件可实现与PC机的接口，即完成模数转换、数字量输人输出及记数器/定时器操作等功能。软件包括驱动接口和仪器功能程序。由以上测试原理构成的汽车综合测试系统，克服了有些硬件检测仪器需要使用模拟跟踪仪绘制曲线，靠人工判别辨认的缺点，实现了全数字化处理。

3 结语

虚拟仪器将会随着检测技术与计算机技术的发展不断广泛的应用于各种建业专业领域中。同时，在汽车检测方面，它能迅速适应不断提高的汽车测试需求，有效促进汽车测试技术的发展。因此，虚拟仪器在汽车测试领域的应用前景也必定会更加的广阔与深入。

参考文献：

[1]吴伟斌，洪添胜，李震，朱余清.基于虚拟仪器技术的汽油发动机ECU仿真测试系统[J].微计算机信息，2012（8）.

[2]刘玉梅，苏建，潘洪达，翟乃斌，杨秀坤.虚拟仪器技术在汽车性能测试中的应用[J].中国公路学报，2013（2）.

[3]曹华，林怡青，彭美春，刘小康，朱占胜.汽车ABS性能虚拟测试系统的研究[J].车辆与动力技术，2012（1）.