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虚拟仪器在汽车振动测试中的应用

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  摘 要:汽车振动严重影响汽车使用寿命和乘坐舒适性,而传统的汽车振动测试仪器功能单一、后期升级与维护差。虚拟仪器技术是基于PC机的仪器和测量技术,本文结合虚拟仪器的在测试中的优点,提出汽车振动测试的新方法。同时分析了该测试方法的可行性。
  关键词:汽车振动;虚拟仪器;测试;新方法
  0 引言
  随着人们对汽车性能的要求越来越高,汽车性能测试已经成为汽车产品下线前的必要环节,特别是对汽车振动的测试,是保证汽车乘坐舒适性,提高汽车使用寿命的必要手段。而目前的汽车振动检测仪器功能单一、测量精度低。利用虚拟仪器的测量优势,结合当前先进的计算机技术,能够改进传统振动测试仪器的不足,提高测量精度,满足汽车生产企业对汽车振动测试的要求。
  1 传统汽车振动测试仪器的不足
  传统汽车振动测试仪器主要由三部分组成:振源信号的采集、信号的转换与分析、测试结果的显示。由于这些功能块基本上是以硬件或固化的软件形式构成,传统仪器完全由厂家定义和更新,因此已有的汽车振动测试仪器研发设计复杂,功能单一,缺乏灵活性,测试过程几乎仅限于简单的模仿人工测试的步骤。这些仪器在简单的测试环境中还可勉强使用,一旦测试环境复杂,测试参数比较多时,使用起来就会很不方便。
  概括来说,传统汽车振动测试仪器具有以下不足:仪器的功能完全由生产企业定义,与其它仪器的兼容性较差;仪器设计研发和后期维护的成本较高,销售价格高,更新的程序繁琐,周期比较长;仪器的硬件是核心,功能的扩展性差,界面的显示功能有限,测试过程只能部分自动化。
  2 虚拟仪器技术的优势
  虚拟仪器是计算机技术在仪器仪表领域的应用所形成的一种新型的仪器种类,它用软件来集成仪器所有的数据采集、测试控制、数据转换、结果显示界面等,使以硬件为核心的传统仪器能被计算机软件所代替。
  与传统测量仪器相比,虚拟仪器在测试领域中的优势如下:
  (1)充分利用计算机技术,将信号的采集、处理,结果的显示、储存、打印和其他功能由计算机来实现,使测试的数据传输,信号的分析,显示等功能实现更加简单、灵活。
  (2)仪器由用户自己定义,可以方便与外部设备、网络及其他应用通讯,满足多种测试需求。
  (3)由于虚拟仪器的开放性和模块化设计理念,使系统的开发周期短,重复利用率高,后期维护费用低。
  (4)虚拟仪器技术是基于当前最新的计算机技术和先进的数据采集技术实现测试功能的,技术更新快。
  通过比较可见,虚拟仪器在工程测试中,具有重用性强、开放性和可扩充性好、开发周期短的优点。能够更好的满足现代化的生产和设计开发需要。
  3 基于虚拟仪器的汽车振动测试
  虚拟仪器为完成自动测试领域中的实际任务,需要按照数据采集、仪器控制、过程监控和自动测试等功能模块,实现汽车振动测试。汽车振动测试系统主要由软件和硬件构成。
  基本硬件包括:加速度传感器、信号适调放大器、数据采集卡等。加速度传感器作为测试前端,能够感受物体运动并将物体的运动转换成模拟电信号;适调放大器把较弱的电荷信号转化成较强的电压信号,以便能被数据采集卡所识别采集;由于数据需要经过离散化和数字化才可以被计算机所识别,数据采集卡就是实现这一任务的转换单元。
  软件是虚拟仪器测试系统的核心部分,没有软件,也就无从谈起虚拟仪器。本测试系统选用LabVIEW作为软件开发平台,编写汽车振动测试系统程序。LabVIEW是美国国家仪器公司开发的一种基于图形化的开发语言,可用来进行数据采集和控制、数据分析和表达。
  4 结语
  虚拟仪器技术可以使用户自定义汽车振动测试的功能、结构等,并且构建简单,扩展容易,减少了测试系统的开发成本,在汽车振动测试的应用中,能够达到汽车厂商所期望的测试效果。
  参考文献:
  [1]王伯雄.测试技术基础[M].北京:清华大学出版社,2003.
  [2]陈伟.汽车振动测试分析系统的研究[D].天津:河北工业大学,2007.
  [3]赵海宾.汽车整车性能测试分析系统的研究与开发[D].河北工业大学,2003.
  基金项目:河北交通职业技术学院2014年度自然科学科研重点资助项目《汽车振动测试分析系统的研究》的研究成果之一。项目编号:ZR-201405
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