虚拟仪器技术在汽车电子教学中的运用

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未来英才2014年第11期车辆工程领域中虚拟仪器技术的应用及发展前景□河南省安阳市中等职业技术学校胡甲乾摘要:虚拟仪器技术有效的融合了计算机技术和测量技术，通过计算机软件，将计算机强大的信息处理能力和仪器设备的硬件测量与控制能力紧密结合，并通过计算机软件实现对信息的把握、保存和处理，具有性能高、扩展性强、开发时间少、无缝集合等优势。关键词:车辆工程；虚拟仪器；应用虚拟仪器技术有效的融合了计算机技术和测量技术，通过计算机软件，将计算机强大的信息处理能力和仪器设备的硬件测量与控制能力紧密结合，并通过计算机软件实现对信息的把握、保存和处理，具有性能高、扩展性强、开发时间少、无缝集合等优势。近年来，虚拟仪器技术在汽车工程领域得到良好的应用，有效的提升了汽车设计、制造、使用和检测的水平，带动了汽车工程相关技术的进步与发展。一、虚拟仪器技术虚拟仪器技术就是通过软件将计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理，因此有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，容易构建，所以应用广泛，尤其在科研、开发、测量、检测、测控等领域。虚拟仪器功能强大的开发软件，可让用户迅速建立用于设计和产品测试的自动化测量系统，并能方便地实现系统在各种环境下重复使用，而且维护起来简便。而其集成式软件架构最大限度地减少了建造复杂测量系统所需时间和资金，同时这些软件架构针对大型系统的管理任务，提供了满足测试和控制要求的完全客户化的测试管理软件及从大型测量系统的服务器上收集与分析测试数据的软件工具。二、应用目前在车辆工程领域，虚拟仪器主要用于车辆设计、研究、生产控制、检测维修等，而且大都处于理论试验阶段，大范围的应用尚需时日[4～7]。深化虚拟仪器技术在车辆工程领域的应用，必将有助于提高车辆科研水平和生产效率。1、虚拟仪器在汽车仪表检测中的应用。在汽车仪表大批量生产的同时带来另一个问题，那就是生产成品的检验问题。仪表总成是现代汽车的信息中心，它的生产质量，关系到汽车行驶的安全性和整车的质量。由于汽车仪表的更新换代，新的产品不断出现而旧的仪表又没有退出使用，如何设计出一种能针对各种不同型号仪表的检测设备应用在汽车仪表检测中己经成为一项重要而且极富现实意义的课题。通过NI公司的软硬件产品对整个检测系统进行设计，根据仪表测试所需的各种模拟、数字、开关、K-Line、CAN等各种信号参数，采用NI的PXI系列板卡、中泰的PCM-536以及自制的可编程网络电阻和数据通讯转换卡组成系统的硬件电路部分。以此为基础，再利用NI的LabVIEW软件对整个测试系统进行设计，最终目标是研制一个小巧、灵活、可靠性高的便携式检测系统，在汽车仪表检测中它能够针对大部分的车型，模拟产生仪表所需的各种采集信号信息，并且通过CAN接口与被测仪表进行通信，从而实现汽车状态信息的实时反馈。通过NI公司的LabVIEW软件平台对整个测试系统进行设计，经过实践证明它不仅降低了生产成本，提高了检测效率，确保了产品的质量，而且一个完整的汽车智能数字仪表的检测系统，也适用于通用的汽车仪表检测系统。2、汽车的性能设计方面。在汽车性能设计中，虚拟仪器技术逐步代替了以往传统的设计方法或技术，应用现状与前景良好。传统的设计方法复杂而又浪费时间与精力，且无法实现功能设计和功能实验的共同进步。过去的设计方法通常是先做出系统，然后在实验层面上进行测试，然后再验证这个系统的功能，这种方法不仅消耗了大量的时间和精力，也难以改进系统设计，改进的结果且不能立即展示，而且测试系统价格高昂，使用不方便。运用虚拟仪器技术，设计人员可以快速对设计系统进行更改或改进，并及时了解设计的效果，有效的改善传统设计方法的不足。3、虚拟仪器在汽车的制动性和操纵稳定性中的应用。在传统的汽车的制动性和操纵稳定性测试过程中，主要采用五轮仪、非接触式车速仪以及方位陀螺仪、垂直陀螺仪等仪器。这些设备大多结构复杂、成本较高，有些参数的测量误差较大，没有综合测试的配套软件、数据处理不方便等，而利用虚拟仪器可以很方便的解决传统测试中的问题。此系统主要由接口电路、软件和虚拟仪器面板组成，其中硬件可实现与PC机的接口，即完成模数转换、数字量输人输出及记数器／定时器操作等功能。软件包括驱动接口和仪器功能程序。由以上测试原理构成的汽车综合测试系统，克服了有些硬件检测仪器需要使用模拟跟踪仪绘制曲线，靠人工判别辨认的缺点，实现了全数字化处理。4、车辆检测与维修。在车辆安全与维修检测中，一般都采用仪器设备与人工直观相结合的方式，检测结果因易受到人为因素的干扰而丧失准确性。运用虚拟仪器技术，可使配光检测系统和车辆尾气系统相结合，更新检测方式，实现对汽车及汽车相关部件的自动检测，并提高准确度，如用虚拟仪器研制的车灯配光检测系统和车辆尾气成分含量检测系统等。另一方面，虚拟仪器技术的应用对汽车的实验与测试方面也有重要的促进作用。在汽车实验和测试中，需要对各种信号进行测量和分析操作，由人工或机械方式完成这些任务难度大、时间长。虚拟仪器技术的出现，不仅使这些问题得到有效缓解，也为汽车测试与实验提供了更多的选择，为汽车测试中出现的问题提供了更加灵活有效的解决方案。目前，基于PC机的虚拟仪器技术正向高性能、多功能、集成化和网络化方向发展，虚拟仪器技术能促进车辆测试仪器的发展，有良好的应用前景。职业教育

2018.07随着现代化技术发展，虚拟仪器技术开始在汽车检测和控制领域应用。以网络为背景的虚拟仪器技术，将原本汽车检测现场虚拟仪器，利用网络改变为远程应用领域，使远程客户能够接收检测现场的数据和图像，更加具备临场感。此外，虚拟仪器技术也可以实时控制远程检测，将汽车测试和控制范围加以扩展，这也将成为未来汽车检测的主要发展趋势。对于车辆性能的检测，有时检测现场可能在偏远山区，环境十分恶劣，这时便发挥出远程虚拟仪器技术的优势，实现数据和图像的远程传输与控制。 1 汽车ECU仿真测试平台近年来，人们对汽车的需求量逐渐提升，汽车设计与测试技术也更加复杂。以往一辆汽车内只有4、5个ECU，但是现如今一辆汽车内的ECU已经多至数十个，这便增加了系统测试的难度[1]。例如，某企业为了更加高效地完成汽车检测，将虚拟仪器技术应用到汽车发动机ECU测试工作中。虚拟仪器技术是通过LabVIEW可视化图形对环境进行编程，针对测试对象完成测试虚拟面板编写，以绝对性优势进行汽车检测，保证汽车产品生产质量。虚拟仪器ECU仿真测试系统中主要包括PC机、发动机ECU、辅助测试电路、数据采集卡及模拟执行器等多个部分。相比传统仪器，这种以虚拟仪器技术为核心的发动机ECU测试，在汽车检测中应用有诸多优势：其一，用户同时连接多种软硬件，快速实现功能扩展，不管是利用CAN总线数据传输，还是增设测试数据统计与分析环节，均可以利用虚拟仪器技术实现；其二，利用软件编写虚拟仪器面板可以对参数信号进行调节，以便仿真环境的模拟，获得参数所有变化特性；其三，可以实现动态仿真测试，并且获得直观特性曲线，将所有数据以图表和文本的形式进行储存，为日后分析和统计提供方便。2 汽车道路实验虚拟测试系统汽车道路综合实验测试中涉及到大量数据，具体有方向盘转角、汽车速度、俯仰角、横摆角速度、侧倾角、横向加速度以及纵向加速度，这就对测试系统提出了严格的要求。例如，某企业以往汽车道路实验时，所使用的仪器设备比较复杂，且成本高，测量参数时存在较大的误差，影响测试结果，后期数据储存也十分不便[2]。实验时必须将其带回到实验室中才能进行处理，操作上非常繁琐。摘要：本文以LabVIEW汽车发动机ECU测试平台、汽车道路实验虚拟测试系统及ABS性能测试系统为例，分析了虚拟仪器技术在汽车检测中的应用，旨在发挥虚拟仪器技术优势，提高汽车性能与质量。关键词：虚拟仪器技术；汽车检测；远程控制中图分类号：U461 文献标示码： A（湖北工业职业技术学院 442000)张勇虚拟仪器技术在汽车检测中的应用案例所以为了提高汽车检测效率与准确性，应用了虚拟仪器技术。该技术通过数据采集卡、多种传感器以及PC机软件等构成的汽车道路综合实验虚拟测试系统，就可解决以上问题，且实验期间就可保存数据，实现动态在线监测，通过曲线、虚拟仪表曲线等更加直观地显示出来，再使用数字化技术进行处理。此外，企业内部测试人员通过PC机统计和分析测试数据，实时了解实验情况，针对实验测试项目进行优化，获得最为理想的效果。3 汽车ABS性能测试系统汽车防抱死制动系统对于汽车安全而言是非常重要的部分。现如今，ABS性能测试主要是以路试为主，实验路试所获得的数据更接近实际情况。然而对于人力和物力资源的需求量较大、成本高且消耗周期长。例如某企业通过计算机对汽车动力学模型进行仿真处理，利用开发软件Visual C++和Visual Basic等，或是可视化图形编程软件，进入LabVIEW进行虚拟测试平台界面，可针对不同天气情况以及路面环境进行模拟，多种制动算法重复验证，便可以获得和路试结果极为近似的数据。使用虚拟仪器技术对ABS制动性能进行测试，将附着系数相关参数进行改变，以此实现测试环境的模拟，有利于解决因为时间滞后导致的问题。若先应用虚拟测试系统进行汽车检测，获得满意的ABS性能结果后，再组织路试，最后投入生产，这样可以减少因为重复路试增加的开销，节省成本，保证汽车安全性。4 结束语将虚拟仪器技术运用于汽车检测中，一方面可以节省检测成本，另一方面则保证了汽车运行安全，为汽车投入使用奠定了基础，也为汽车检测人员创造了更加良好的工作环境。【参考文献】[1] 李晓雪,李淑侠.汽车检测技术课程实验虚拟仪器研究[J].价值工程,2013,(6):254-255. [2] 张重雄,周敏.基于虚拟仪器技术的汽车制动性能检测系统[J].电子测量技术,2008,(10):90-92.作者简介:张勇，硕士，副教授，研究方向为汽车检测与维修技术。185Copyright©博看网 . All Rights Reserved.

虚拟仪器技术在汽车电子教学中的运用

随着汽车电子技术的不断发展，汽车电子教学也在不断创新和改进。虚拟仪器技术作为现代教育技术的重要一环，也渐渐地在汽车电子教学中得到了广泛的运用。那么，虚拟仪器技术在汽车电子教学中的具体应用有哪些呢？本文将从以下几个方面进行探讨。

一、虚拟仿真系统在汽车电子实验中的应用

虚拟仿真系统是一种模拟现实物理场景的软件系统，能够为学生提供逼真的仿真场景，使学生能够体验多种汽车电子系统的运行及故障分析等，从而增强学生的学习兴趣和实践能力。

例如，在汽车电子实验中，学生可以通过虚拟仿真系统进行发动机电控系统的实验，从操作上了解硬件的结构和运行原理；在虚拟场景中，学生还可以进行各类特定的状态切换、信号流转、故障分析等操作，从而提升汽车电子维修能力。

与传统的黑板、幻灯片技术不同，虚拟演示系统更加直观、生动地展示了汽车电子课程中的各种理论知识，从而提高了学生的科学素养。

例如，在讲解汽车电子控制系统的工作原理时，通过虚拟演示系统展示各类工作模式的流程图、各种信号的传输流程等，让学生轻松理解汽车电子控制系统的工作原理和操作方法。在学习汽车电子系统原理时，也可以通过虚拟演示系统呈现各种信号传输的过程，从而帮助学生加深对汽车电子控制系统原理的认知。

虚拟实验室是一种模拟实际实验过程的软件平台，通过虚拟化的实验环境，让学生可以在不同的场景下进行不同的实验，从而提高学生的实践操作能力和分析问题的能力。

虚拟场景模拟是指通过虚拟化技术，将实际场景通过计算机实现虚拟化，再在此虚拟环境中进行各类操作。与传统汽车电子教学不同，虚拟场景模拟具有更高的可视性和可交互性。

例如，在汽车电子维修课程中，可以通过虚拟场景模拟技术实现汽车的故障检测及维修，学生可以在场景模拟中针对多种故障情况进行分析，从而提高故障排除的能力；在讲授汽车控制系统原理时，通过虚拟场景模拟系统将课程内容可视化呈现，增加了学生的视觉感受和学习兴趣。

虚拟仪器技术在汽车测试中的应用

作 者： 王东 学 号：631305080422

学院（系）： 交通运输

专业： 汽车服务工程

指导老师：吴胜利摘要 :虚拟仪器凭借着其在组成和改变仪器功能和技术性能方面具有的灵活性与经济性，正 被广泛应用于汽车测试系统中，如汽车道路试验，汽车发动机、传动系、尾气、经济性及

ABS系统等各项汽车试验。远程测控是虚拟仪器的重要发展方向，随着时间的发展，虚拟仪 器将会取代越来越多的传统仪器应用于汽车测试领域。 通过基于虚拟仪器的发动机台架试验 系统的研究和设计， 可以更清楚得掌握发动机台架的理论， 同时可以深入得学习虚拟仪器技 术，从中努力探究，开发出更为完善的汽车测试系统。

关键词虚拟仪器发动机台架 LabVIEW 设计

1 绪论

1.1 引言 虚拟仪器在组成和改变仪器功能和技术性能方面具有的灵活性与经济性， 使其特别适应当代

科学技术迅速发展和科学研究不断深化所提出的更高更新的测量课题和测量需求。 有测量才

有鉴别， 虚拟仪器将在科学技术的各个领域得以广泛应用。 虚拟仪器正被广泛应用于汽车测 试系统中，如汽车道路试验，汽车发动机、传动系、尾气、经济性及 ABS系统等各项汽车

试验 [1]。远程测控是虚拟仪器的重要发展方向随着时间的发展，虚拟仪器将会取代越来越 多的传统仪器应用于汽车测试领域。

1.2 课题研究的背景和意义

汽车测试是汽车制造、 开发、 维护过程中必不可少的重要内容， 它为几乎所有的汽车部件的 设计制造和修复工作提供直接依据。汽车测试的类型多种多样，形式也各不相同。

在使用传统方法进行汽车的各项试验中， 在对汽车或台架操作的的同时， 需要同时对温度表、 气压表、烟度计、空气流量计等多种仪表进行读取和记录，记录表格复杂， 容易出现操作和

记录误差，后期的数据处理和绘制图表过程复杂。因此，我们需要一种准确、高效的方法， 代替手工操作来进行数据读取、记录、运算的工作。虚拟仪器为我们提供了可能 [2] 。