攝譜儀器技藝和它的踐行研討
虛擬儀器技術在非電量測量方面也有應用,但就目前而言,遠不如電、磁量測量方面應用廣泛。洪邁生等提出虛擬基準的概念,并將它成功應用于螺紋等幾何量的測量。O.Postolache等和萬向奎等分別用LabVIEW和MATLAB以及VC++6.0開發(fā)了溫度測量虛擬儀器。
從上述文獻可以看出,虛擬儀器技術在電、磁參量檢測方面獲得廣泛的應用,這不是偶然的,它也必將會在非電量測量方面獲得更廣泛的應用。虛擬儀器尤其適合代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中的硬件來完成數據采集、處理和結果顯示任務,它更適合對于大宗量、變化快的數據的采集和處理,但是它不可能取代所有的傳統(tǒng)儀器。
虛擬儀器在信號分析與處理方面的應用虛擬儀器在信號分析與處理中的應用,主要是代替常規(guī)的硬件信號分析和處理器,它不但能完成上述硬件同樣的功能,包括信號的頻譜分析、參數估計等,而且具有開發(fā)周期短和成本低的特點。
虛擬儀器技術在過程控制、設備運行狀態(tài)監(jiān)控和遠程控制等方面的應用1993年BarbaraK.和McQuiston將虛擬儀器用于引擎監(jiān)控,他們發(fā)現,采用虛擬儀器可以大大降低成本,而且整個系統(tǒng)得以簡化。Chung2PingYoung等用C++和Java開發(fā)了集控制、測量、通訊為一體的實時局域網虛擬儀器系統(tǒng),用于監(jiān)控由公共配電盤分出的多個分支電路的功率。ChangtingWang和RobertX.Gao利于LabVIEW開發(fā)了滾動軸承運行狀態(tài)集成監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是通過監(jiān)控軸承工作溫度、載荷和聲發(fā)射信號來監(jiān)控軸承的工作狀況。VanajaR和UdayakumarK利用HPVEE開發(fā)了用于電力變壓器故障診斷的虛擬儀器,其診斷方法是利用DWT對測量信號進行譜分析。OliverL.Wang運用虛擬儀器技術開發(fā)了管道液化石油氣監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)是利用BorlandDelphi開發(fā)監(jiān)控軟件,以VisualC++開發(fā)儀器驅動程序。
ErenH.等認為Internet環(huán)境下虛擬儀器的應用可分為4類:遠程監(jiān)控、協(xié)作、分布計算和連續(xù)遠程控制。他們還探討了利用連接于Internet網絡上的本地計算機對遠端系統(tǒng)實現實時連續(xù)反饋控制的可能性,討論了利用Internet網絡實現遠程控制可能出現的問題,如網絡延遲產生控制系統(tǒng)不穩(wěn)定性問題。
虛擬儀器的發(fā)展趨勢網絡化網絡化虛擬儀器是虛擬儀器技術和網絡技術相結合的產物;谔摂M儀器的網絡化測控系統(tǒng)是分布式測控系統(tǒng),它利用網絡將分散的各種測控設備相連接,利用網絡完成數據采集、處理、傳輸,以實現信息、資源共享,協(xié)同工作,從而完成復雜的測控任務,因而具備以下功能:(1)支持遠程測控;(2)支持分布式應網絡化虛擬儀器結構用;(3)支持異地域數據存;(4)支持異地服務請求與訪問。
向幾何參量和機械參量等難點領域拓展應用虛擬儀器進行幾何量和機械參量測量的難度要高于電參量的測量,這是因為傳感器和被測工件需要按照測量基準保持嚴格的相對位置關系,這種虛擬儀器不同其它參量的測量,它一般需要專用的定位機構和傳動機構。例如,在開發(fā)類似三坐標測量機的虛擬儀器進行幾何輪廓參數的高精度測量時,專用的高精度傳感器、高精度的定位機構和傳動機構不可缺少。
結論綜合上述的分析,可以得出以下結論:(1)虛擬儀器優(yōu)于傳統(tǒng)的硬件儀器,表現在它們開發(fā)成本低、開放性、可重復使用以及人機界面友好等方面。虛擬儀器可以集成多種儀器,且使用簡便。虛擬儀器是硬件和軟件的有機結合,該儀器的測量精度主要取決于硬件性能,而其功能則主要由軟件決定。但是測量系統(tǒng)中,不是所有的環(huán)節(jié)都能“虛擬”,即軟件化。
(2)虛擬儀器技術和網絡技術、通訊技術相結合,出現了網絡化的虛擬儀器,它不但可以根據需要,將分布于不同區(qū)域的測試儀器組成一個完整的測試系統(tǒng),也可以使得儀器的檢測部分(傳感器)和信號處理部分分離,從而可以充分利用分布于不同區(qū)域的資源。(3)幾何參量和機械參量的測量是虛擬儀器發(fā)展的一個方向,也是虛擬儀器開發(fā)的難點之一。
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