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二級注冊計量師考試專業實務案例分析

汽車專用儀器檢定系統研制

應用方案

使用NI 公司的LabVIEW 圖片控制工具包，IMAQ 可視化軟件，研制一臺以筆記本電腦為主體，插入相應的DAQ 數據采集卡，與形式多樣的各種傳感器組成融為一體的積木化汽車專用儀器設備檢定測試系統。

介紹

長期以來，汽車行業安全檢測線國家強制性檢定項目，以工程車為運載工具，攜帶大量的各種汽車專用檢定儀器，滿足對汽車制造業生產第一線儀器不同參數的計量檢定。

新近研制的該虛擬儀器檢定、測試系統，采用美國國家儀器公司的LabVIEW 虛擬儀器軟件包設計，具有頁面簡捷，易于操作等特點，硬件亦采用該公司配套的多功能數據采集卡，具有集成度高、性能超群、穩定性好等優點，傳感器選用各國名牌公司產品（如：力傳感器選用美國METTLER TOLEDO 公司產品，光電傳感器選用德國DATRON公司產品，位移傳感器選用德國HBM 公司產品，各傳感器精度控制在0.3‰之內），從而系統精良，數據處理可信度在同類產品中略高一籌。2012年注冊計量師考試

LabVIEW 軟件程序設計

（1） 高效快捷的設計

National Instruments 公司LabVIEW 圖片控制工具包中的“Search Example”（搜索范例）、“Solution Wizard”（解決方案向導） 欄目為用戶提供了一條周密祥盡的編程思路，同時又是一種方便快捷的使用途徑，許多范例舉一反三，在此基礎上略加改變，就可輕松地成為用戶所需的素材，所以可得到事半功倍的效果。例如，在“ FrequencyMeasurement”（頻率測量）自定義數據采集解決方案向導中，加入 “Wheel Diameter Input”（車輪直徑輸入）功能及頻率/車速換算公式，并在數據采集卡的CLKB1 端口接入德國DATRON公司光電傳感器產品，在被測車輪鋼圈側面粘貼反光紙，用來測量車輪的轉動速率，即可制作成一臺測量汽車瞬時車速的儀器。再作一些適當變換就能改編成一臺高度精良的車速檢定測試系統。

在編制虛擬儀器框圖程序時，亦可在“Open VI”（打開虛擬儀器）中查找“Examples”（范例）“Activity”（控件）等欄目內直接取用與用戶較近的現成VI子程序，在此基礎上再作適當修改。這樣一來可以立即引用成熟的框圖程序，少走編程過程中的彎路，加速整個開發周期所用的時間。例如，汽車制動踏板力、手剎車拉力檢定測試系統，采用“ Single-Point Strain Gauge Measurement” （單點應變量測量）范例，再作一些適當改編，選用美國METTLER TOLEDO 公司力傳感器產品，就能變換成一臺高度精良的汽車制動力檢定測試系統。

虛擬儀器與單片機開發儀器相比，硬件工作量明顯減輕，可節省大量選購電子元件過程，印刷電路板設計難度被簡化，安裝調試過程中使用的儀器大大地減少了，整個開發周期縮短許多倍。另外，儀器的可塑性很大，隨時隨地可按照實際情況增減功能，改進設計方案，其優越性是無比的；單片機開發的儀器使用若干年后，因為用戶提出新的要求，原來設計功能不能適應變化的環境而被淘汰；虛擬儀器應用若干年后，日積月累，隨時隨地可以不斷改進更新功能，因而越用越完善、越貼近用戶；尤其是當單片機開發單臺專用儀器時，開發專項新產品的設計者積累的感性認識被限制在當時的一定范籌內，從設計到變成儀器，受到時間跨度和經費支出的一定程度限制，其可靠性、穩定性常造成先天性不足，事后亦難以彌補解決。虛擬儀器的硬件、軟件是常年累月地由一套機構、一個群體的智慧，是成批量的產物，其成熟性，可靠性，穩定性是不容置疑的。而且，軟件中如有不滿足之處，事后彌補輕而易舉徒手之勞。它又是零編程設計、模塊化的集成，直觀性強，即使是非計算機專業對口人才，通過簡單培訓也能容易地進行修改。本應用方案在減少開發時間和降低成本方面的優勢看來，應用LabVIEW 優越性是確切的。

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