关于虚拟仪器在测控系统的应用研究

王源（江南机电设计研究所，贵州贵阳，550000）

关于虚拟仪器在测控系统的应用研究

王源
（江南机电设计研究所，贵州贵阳，550000）

本文通过在实际的测控系统有效应用虚拟仪器，借助功能多采集数据卡与调理信号电路构成自动测试系统，选取LabWindows/CVI这一专业性测控工具当成平台，以便可以采集、处理、分析数据。通过系统的开发，能够让整个测控系统不但经济性比较强、操作特别方便，而且还能够比较容易改进与扩展功能，另外比较基于传统开发平台测控系统。

测控系统；虚拟仪器；软件开发；应用

0 引言

虚拟仪器是二十世纪九十年代发展的通过全新理念进行设计与发展的仪器，虚拟仪器技术则是通过比较高性能模块化硬件的利用，进行灵活高效软件的有效结合完成各种自动测试、仪器设计、应用自动化、过程控制、数据分析。软件高效灵活可以有助于创建完全自定义用户界面，基本思想则是仪器设计后者测试系统当中最大限度的将硬件通过软件替代，这也就是所指的软件属于仪器，那么虚拟仪器则是处于通用计算机平台当中，按照用户需求实施定义与设计仪器测试功能，从本质上来看，通过最新计算机技术的最大限度利用做好传统仪器的实现与扩展的功能，这样的测试仪器软件化硬件功能，导致深刻变化在测试仪器，那么虚拟仪器就代表现阶段测试仪器发展的一个方向。

1 虚拟仪器特点与构成

1.1 虚拟仪器特点

虚拟仪器对比以往传统仪器，那么就能够发现存在可操作性好、强大功能、开放、性价比高、易用灵活、高效等特点。

1.2 虚拟仪器构成

构建虚拟仪器主要考虑的是设计硬件电路、开放和设计软件。按照现阶段完成测试设计，往往设计硬件电路搭建选择现在存的各种不同功能板卡和信号调理板。根据对选取的板卡功能进行分析，主要的有数据A/D转换，输出和控制信号，转换信号与采集高速数据。通过信号调理版的有效结合组件一种或者多种功能板卡，可以构成所有虚拟仪器。比如通过高速实时数据处理与采集板卡就能够构成一台频谱分析仪、数字化仪、示波器，通过数字量信号输入出板卡与实时数据处理的使用就可以构成一台控制器或者信号源、函数发生器。

2 实际测控系统应用虚拟仪器分析

2.1 航空机电子测控系统应用虚拟仪器分析

由于在航空机载成件当中，测控系统发挥着特别关键作用，将测控系统精度与测试能力的提高和完善，往往存在着特别重要的意义在分析整个飞机性能。在这里我们完成的主要是测试立足于虚拟仪器的各种类型开关盒测控系统与继电器盒。通过数字采集板与工控机另外在LabWindows/CVI开发平台的使用，以便能够给输出存储与分析采集整个测试电压、各个类型继电器盒延时时间与逻辑状态。

一方面是测试系统组成。根据对整个测控系统进行分析，那么就能够了解到其中才组成部分为若干信号调理板与工控机、六块PCLD_78224通道光电隔离数字量输入板、两块PCI_175464路数字量输入板、美国NI公司的LabWindows/CVI8.0、一块PCL_818L16通道A/D转换板、两块PCLD_785B24通道继电器输出板、一块PCI_175148路数字量输入/输出板。

另一方面是基于虚拟仪器航空机载电子系统测控平台。基于虚拟仪器航空机载电子系统测控平台整体系统则是选取LabWindows/CVI系统这种美国国家仪器公司所开发出来的虚拟仪器专用开发平台。而根据分析就能够了解到，CVI则是立足标准C语言增加仪器控制与工具函数库的虚拟仪器开发软件，所具备的丰富面板功能、集成化开发平台、丰富库函数、交互式编程方法导致拥有着跟能够为强大的自身功能，更为方便的应用，设计界面绝对可以虚拟真实实物，以便拥有着更为友好与直观的人机对话界面。

2.2 测控系统当中应用基于虚拟仪器测控平台的关键技术分析

一是借助系统时钟方法将软件测试的时间提高。测试环节当中要想得到延时继电器时间，主要采取两种方法，第一种方法就是选取计数的是专门定时器/计数器板，另外的一种方法就是技

4 动态称故障及排查

4.1 车辆异常

从计重收费系统角度进行分析，如果在称重过程中，车辆若在运行过程中存在异常情况，将会影响最终称量的准确性。在进行动态称量过程中，如果车辆行驶异常，车辆对地面的压力大小将会发生改变。例如，车辆在行驶过程中，如果发生瞬间起伏行驶，车辆形成的压力也将会有所变化，此时计重系统感应到的重力也会有所改变，因此，实际称重过程中，经常会因为掌握不当，而导致最终的计重数据存在较大误差，从而导致实际收费与标准收费不符，无法体现收费的公平性。

4.2 排查处理

从目前我国多数高速公路采用的计重收费系统的具体情况来看，多数采用的都为动态称重方式，这称重方式，一方面方便对收费站口车辆的合理管理，另一方面也降低了收费站工作人员在实际操作过程中所面来的困难。针对车辆在异常状态下行驶，导致计重收费系统出现故障，在具体处理过程中，要对集中系统和车辆双方面进行检查。第一，要排查车辆是否存在故障，检查的重点要集中在车辆的发动机上，通常通过发动机的响声、转速等内容进行判断，一旦发现故障，要及时调修。第二，检查计重称台中的零件是否遭受到了磨损，进行校准后，再进行一次称量。

5 车辆分离故障及排查处理

5.1 车辆分离故障

车辆分离故障也是集中收费系统中比较常见的一种故障。当车辆同通过称重区时，系统对车辆分离时，发生错误，将一辆车分离成两辆车，或将两辆车作为一辆车处理，这都会影响收费。对该类型故障形成的原因进行分析，可以发现，其是因为光幕遭受污染、被遮挡或线圈存在故障。

5.2 排除处理

处理车辆分离故障如下：对车辆进行合并或拆分，从而对车辆进行重新计重检测，如果情况必要，可以在系统中加设分离检测环节，在车辆完全分离之后，再进行计重收费，确保收费的合理性。

6 结束语

计重收费系统在高速公路中的应用越来越广泛，在具体应用中，需要不断加强对设备的维护与保养。通过科学的方式，发现系统运行中存在的问题，采取合理的措施对问题进行解决，从而确保计重收费系统的合理性。

[1]曾慧.试论高速公路计重收费系统稳定性和准确性[J].黑龙江科技信息,2016,17:151.

[2]高世君.高速公路电子不停车收费系统中计重收费的应用[J].交通标准化,2013,12:116-118.

[3]赵祖明,谷建斌. ETC计重收费系统总体设计的研究[J].衡器,2013,06:35-39.

[4]吴华. ETC环境下计重收费系统总体设计探讨[J].中国交通信息化,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