引言
　　現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展主要是看計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷革新在很大程度上能牽動(dòng)各行業(yè)的技術(shù)得以更新。隨著科學(xué)技術(shù)的的發(fā)展，尤其是科學(xué)技術(shù)當(dāng)中的信息科學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展日新月異。工業(yè)領(lǐng)域中的機(jī)械工程測(cè)試的能力、技術(shù)也不斷得到更新。在測(cè)試分析的領(lǐng)域當(dāng)中，傳統(tǒng)的利用模擬信號(hào)來(lái)進(jìn)行信息處理的方式已逐漸被數(shù)字信號(hào)處理方式所替代，現(xiàn)使用最為廣泛的信息處理方式就是數(shù)字信號(hào)處理方法[1]。但是市場(chǎng)上數(shù)字化、智能化的測(cè)試儀器或是系統(tǒng)復(fù)雜多樣，雖然其方便了測(cè)試工作，但其儀器之間的連接非常復(fù)雜使得測(cè)試工作的效率大大降低，并且存在很多硬件及軟件的冗余現(xiàn)象。在這種背景下，虛擬儀器就被發(fā)明了出來(lái)，使得測(cè)試技術(shù)又向前邁進(jìn)了一步。
　　1.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的發(fā)展
　　現(xiàn)代工程測(cè)試技術(shù)是指人們利用專門(mén)的儀器設(shè)備，通過(guò)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行試驗(yàn)、測(cè)量之后再進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算及分析等，從而獲得人們所需要的研究對(duì)象的相關(guān)信息，使得人們能夠能過(guò)對(duì)信息流的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)能量流及物質(zhì)流的控制的目的[2]�，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展帶動(dòng)了機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的向前進(jìn)步，但同時(shí)也要求有更高的機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)與之匹配，給機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。現(xiàn)代工程測(cè)試技術(shù)已逐漸從原來(lái)的單一學(xué)科慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)科之間的相互借鑒及滲透，使得現(xiàn)代工程測(cè)試技術(shù)能夠形成一個(gè)各學(xué)科內(nèi)容相互滲透的綜合性測(cè)試系統(tǒng)，傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)的方法、方式等都能得到更新及提升，讓工程測(cè)試技術(shù)得到進(jìn)一步地發(fā)展。
　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)我國(guó)工業(yè)已實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化及工業(yè)自動(dòng)化，并且隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，其一體化及自動(dòng)化水平也越來(lái)越高，而工程測(cè)試系統(tǒng)是工業(yè)系統(tǒng)研發(fā)、應(yīng)用及教學(xué)過(guò)程當(dāng)中重要的組成部分，所以工程測(cè)試系統(tǒng)也要求越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)的工程測(cè)試系統(tǒng)其功能比較簡(jiǎn)單，對(duì)于很多需要用上的軟件或是硬件資源都不能兼容或進(jìn)行共享，這不但加大了進(jìn)行測(cè)試所需要的成本，而且也限制了測(cè)試范圍，同時(shí)測(cè)試參數(shù)的精準(zhǔn)度也大大下降。在這種情況下，人們急需要一套能夠綜合各學(xué)科、功能多樣、系統(tǒng)完善及測(cè)量精準(zhǔn)的測(cè)試系統(tǒng)來(lái)滿足應(yīng)用新技術(shù)的需要，而虛擬儀器就是在這種需求下應(yīng)運(yùn)而生的。
　　2.虛擬儀器的基本概念
　　虛擬儀器的引入，主要是隨著經(jīng)本文由論文聯(lián)盟收集整理濟(jì)及科技的發(fā)展，現(xiàn)代工程測(cè)試系統(tǒng)需要一種技術(shù)能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)更新方便，保證機(jī)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性，能實(shí)現(xiàn)資源共享，系統(tǒng)功能強(qiáng)大，研發(fā)及應(yīng)用成本低廉且擁有自主版權(quán)等一系列功能的前提下而提出來(lái)的。應(yīng)用虛擬儀器的測(cè)試系統(tǒng)可以根據(jù)機(jī)械工程的具體測(cè)試需求，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模塊的自由調(diào)換組合、對(duì)系統(tǒng)資源的重新配置，并將現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)資源利用上，采取透明的方式來(lái)將機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用效率提高。
　　虛擬儀器當(dāng)中有硬件及軟件，硬件是用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入及輸出，而軟件則是用來(lái)體現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)及功能[3]。虛擬儀器可在利用同一個(gè)硬件系統(tǒng)的前提下，通過(guò)利用不同的軟件來(lái)提供不同的測(cè)量?jī)x器所需要的功能。虛擬儀器不但實(shí)現(xiàn)了測(cè)試功能的軟件化，而且其面板控制也都是通過(guò)軟件來(lái)完成的，商標(biāo)注冊(cè)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)虛擬儀器的最重要核心就是軟件系統(tǒng)，通過(guò)軟件可對(duì)各種儀器進(jìn)行定義，可以說(shuō)軟件系統(tǒng)就是虛擬儀器本身。
　　虛擬儀器中所帶的測(cè)量?jī)x器主要是用來(lái)采集數(shù)據(jù)，同時(shí)還肩負(fù)著測(cè)試及分析數(shù)據(jù)、輸出顯示結(jié)果等功能。其中數(shù)據(jù)的分析及其結(jié)果輸出都是通過(guò)軟件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以如果能在外部提供一套完整的用于采集數(shù)據(jù)的硬件，就可利用計(jì)算機(jī)來(lái)組成一套測(cè)量?jī)x器。我們把這種利用計(jì)算機(jī)來(lái)構(gòu)成的數(shù)字化測(cè)量?jī)x器叫做“虛擬儀器”[4]。
　　在實(shí)際的操作當(dāng)中，我們可以根據(jù)具體的測(cè)試需要將所用到的模塊化的硬件接口卡插入計(jì)算機(jī)的總線槽內(nèi)，這樣可同時(shí)將儀器的測(cè)試功能以及用來(lái)模擬畫(huà)面的面板控制都轉(zhuǎn)變成軟件模塊，然后將計(jì)算機(jī)硬件上的資源進(jìn)行充分地共享，這樣就能在計(jì)算機(jī)的幫助及協(xié)調(diào)下來(lái)將機(jī)械工程的測(cè)試、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理及分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及取用、數(shù)據(jù)顯示及回放一步到位地完成，而且還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的打印同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，這樣就將傳統(tǒng)儀器中所存在的問(wèn)題都解決了，從而慢慢替代了傳統(tǒng)的以硬件為主的測(cè)試系統(tǒng)。虛擬儀器的應(yīng)用排在了傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)的原有結(jié)構(gòu)、測(cè)試模式及有關(guān)測(cè)試概念，使得機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，同時(shí)也體現(xiàn)了現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)正朝智能化及軟件化發(fā)展。虛擬儀器的應(yīng)用將對(duì)產(chǎn)品的研發(fā)、提高生產(chǎn)效率以及教學(xué)過(guò)程當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)都產(chǎn)生世大的影響。
　　3.虛擬儀器的組成及特點(diǎn)
　　虛擬儀器主要是由硬件及軟件共同組成，其具體組成結(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖1。下面就從這兩方面作具體分析。
　　圖1 虛擬儀器具體組成結(jié)構(gòu)
　　3.1硬件部分
　　由圖1中我們可知，虛擬儀器主要是通過(guò)利用計(jì)算機(jī)來(lái)將傳統(tǒng)測(cè)試儀器的測(cè)試功能進(jìn)行軟件化，也就是我們所說(shuō)的將測(cè)試功能進(jìn)行軟件化的設(shè)計(jì)；同時(shí)要根據(jù)具體的測(cè)試需要將所用到的模塊化的硬件接口卡插入計(jì)算機(jī)的總線槽內(nèi)，還要通過(guò)利用傳感器和測(cè)量電路來(lái)將測(cè)試對(duì)象與模塊接口卡進(jìn)行連接，這樣一套完整的利用虛擬儀器來(lái)組成的測(cè)試系統(tǒng)就完成了。
　　另外我們還可通過(guò)利用不同的集成測(cè)試方法來(lái)把傳統(tǒng)儀器所擁有的不同測(cè)試功能及面板控件等都集中在同一個(gè)軟件平臺(tái)上，這樣我們就可以利用一臺(tái)計(jì)算機(jī)而實(shí)現(xiàn)各種不同的工程測(cè)試功能，這不僅發(fā)揮了虛擬儀器的優(yōu)勢(shì)而且體現(xiàn)了利用虛擬儀器的測(cè)試效率。具體的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖2。

本文編號(hào)：1052