虛擬儀器與虛擬試驗(yàn)技術(shù)簡(jiǎn)介

　　一。 虛擬儀器技術(shù)

　　1. 虛擬儀器技術(shù)簡(jiǎn)介

　　虛擬儀器（Virtual Instrument）是由美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instrument）于20世紀(jì)80年代首先提出的。他是基于計(jì)算機(jī)的軟硬件測(cè)試平臺(tái)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代儀器技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物。在一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)中，硬件是整個(gè)系統(tǒng)賴(lài)以工作的物理平臺(tái)，用來(lái)建立信號(hào)與計(jì)算機(jī)的連接通道，形成計(jì)算機(jī)的I/O接口。軟件是整個(gè)虛擬儀器硬件系統(tǒng)工作的靈魂，用戶(hù)通過(guò)由軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)生的接口界面才能與虛擬儀器硬件系統(tǒng)進(jìn)行交流，而虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集，分析，處理和顯示功能也只有通過(guò)軟件才能實(shí)現(xiàn)。虛擬儀器通過(guò)應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ糜?jì)算機(jī)與儀器硬件結(jié)合起來(lái)，以透明的方式把計(jì)算機(jī)資源和儀器硬件的測(cè)量，控制能力結(jié)合在一起，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理，表達(dá)并以友好的圖形界面顯示出來(lái)。虛擬儀器的出現(xiàn)被譽(yù)為儀器界革命性的新紀(jì)元。

　　2. 虛擬儀器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

　　由于應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)虛擬儀器與用戶(hù)的交流，它可以提供友好的用戶(hù)界面，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集與處理功能，它是實(shí)現(xiàn)虛擬儀器功能的關(guān)鍵因素。因此，能否方便的設(shè)計(jì)出界面友好，功能強(qiáng)大的虛擬儀器軟件，直接關(guān)系到儀器功能的實(shí)現(xiàn)和儀器的性能。目前虛擬儀器的開(kāi)發(fā)較多的使用由NI公司推出的Lab Windows CVI，LabVIEW等。它們采用最流行的圖形化編程環(huán)境，其中既包括菜單，表頭等通用用戶(hù)接口屬性，也包括了開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)條，數(shù)字顯示窗口等儀器應(yīng)用接口屬性。

　　虛擬儀器的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)步驟與一般軟件的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)步驟基本相同，只不過(guò)虛擬儀器設(shè)計(jì)時(shí)要考慮硬件部分。虛擬儀器設(shè)計(jì)方法主要包括以下三個(gè)部分：

　?。?） IO接口儀器驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì);

　?。?） 儀器面板的設(shè)計(jì);

　?。?） 儀器功能算法的設(shè)計(jì)。

　　3. 汽車(chē)工程中的虛擬儀器技術(shù)

　　伴隨汽車(chē)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，車(chē)用電氣設(shè)備越來(lái)越多，從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)系統(tǒng)控制，從行駛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制到安全保證系統(tǒng)及儀表報(bào)警系統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力，使汽車(chē)電氣系統(tǒng)形成一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)?，F(xiàn)代汽車(chē)已逐漸演變成為一個(gè)移動(dòng)的PC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。利用虛擬儀器技術(shù)，我們可以輕松的仿真各種車(chē)用電氣設(shè)備，開(kāi)發(fā)各種車(chē)用電控單元等。利用該技術(shù)，我們不必直接對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是在之前通過(guò)虛擬技術(shù)對(duì)硬件功能做原理性開(kāi)發(fā)。這樣，不僅可以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，也能降低開(kāi)發(fā)成本。另一方面，現(xiàn)代汽車(chē)電氣系統(tǒng)的日益復(fù)雜化，如果采用傳統(tǒng)的硬件測(cè)量設(shè)備，不僅僅使設(shè)備數(shù)量增加，加大檢驗(yàn)的工作量，而且各硬件設(shè)備靈活性不強(qiáng)、成本過(guò)高。利用虛擬儀器技術(shù)，我們可以將各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備集成到計(jì)算機(jī)中，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)讀取和信號(hào)分析處理，最后將結(jié)果顯示出來(lái)。這樣，可以大大減少檢測(cè)的工作量，降低成本，還能靈活的開(kāi)發(fā)適合自身車(chē)型的檢測(cè)功能集成。

　　二。 虛擬試驗(yàn)技術(shù)

　　1. 虛擬試驗(yàn)技術(shù)簡(jiǎn)介

　　科學(xué)試驗(yàn)和理論研究相結(jié)合是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。理論需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)和驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)需要理論的指導(dǎo)，兩者相互依賴(lài)，相輔相成。任何一種理論，只有在科學(xué)實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)后才能成立。工程技術(shù)中，任何一個(gè)成功的產(chǎn)品，都是設(shè)計(jì)和試驗(yàn)相結(jié)合的產(chǎn)物。設(shè)計(jì)過(guò)程就是試驗(yàn)過(guò)程，試驗(yàn)貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)工作的始終。任何設(shè)計(jì)思想，理論計(jì)算無(wú)不經(jīng)過(guò)試驗(yàn)的檢驗(yàn)。在許多復(fù)雜的工程技術(shù)問(wèn)題中，試驗(yàn)常常是解決問(wèn)題的有效方法。