虚拟仪器技术在农机测试中的应用

商献斌

摘 要：针对虚拟仪器技术在农机测试当中的实际运用展开了深入、全面的探讨。通过对一套基于虚拟仪器测试系统的设计（测试系统软件依托于LabWindows/CVI）来收集农机测试传感器的输入信号、动态以及静态特性，获得了非常理想的测试结果。和以往的测试系统相比，此系统拥有更良好的人机界面，并且更方便使用。

关键词：虚拟仪器技术;农机测试;应用研究

中图分类号：S220文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.039

测试技术作为信息技术中的关键技术之一，其在工业及农业生产领域当中均具有十分广泛的应用。但是，以往的农机测试系统拥有诸多的缺陷，比如说开发周期长、精度不足、费用高、操作不便等，同时需要用户具备扎实的专业基础。相比之下，基于虚拟仪器的自动测试系统融合了大量学科理论，像仪表、计算机、电子工程等。该自动测试系统能够被用于农机生产、工作状态控制、故障诊断等，在现代农机测试与分析中拥有广泛的前景。为农机理论研究及产品研发提供科学数据、对产品质量及工作性能作出精确分析是农机测试的主要目标。

1 动态测试系统的架构

农机动态测试系统主要由软件及硬件两部分构成。其中，应变信号是通过传感器转化成为电流或者电压，由数据采集卡进行采集，最后再将所采集到的数据传输至计算机当中，应用于农机测试。虚拟仪器能够在频域及时域对各项数据作出实时的分析，同时能够完成曲线显示、数据保存、打印等另外一些功能。基于PCI总线，动态测试系统能够有效提升动态测试的速率及精确程度，并减少电缆与另外一些硬件设备的成本。除此之外，其系统也更加容易扩展。

2 软件设计

这一系统的软件设计借助美国国家仪器公司的LabWindows/CVI作为其软件研发平台。这一软件平台基于ANSIC语言，把强大的功能、C语言的灵活性和测试控制专用工具有机结合了起来。LabWindows/CVI提供了关于图形界面、数据收集、仪表管控等一系列强大的功能。本测试系统软件主要由静态测试以及动态测试两部分组成。另外，使用者也可以按照自身的实际需求确定界面的显示语种（中文或者英文）。

其中，静态测试包含了数据搜集、存储、装载、曲线显示与打印、线性度分析等。按钮操作十分方便，数据曲线能够进行实时的显示，如此一来便更有助于农机测试的进行。由定时器功能管控的PlotXY函数用于数据曲线的显示，这一曲线始终处于动态。而SetCtrVal函数则是用作控件的设置，有关的函数略。此外，FileSelectPopup函数用作文件路径与名称的选择。用于文本格式储存数据的函数为ArrayToFile。

另外，动态测试能够在图形窗口之中生成与显示模拟信号及响应信号，使用者可设置各类不同的参数，从而更好地完成农机测试。与此同时，我们还能够在频域、时域中展开对信号的分析操作。

GetCtrlVal函数用作获取到正弦曲线的各类参数，比如说幅度、频率等。LabWindows/CVI则提供了SineWave函数用以正弦波的直接产生。在此，用于有关研究数据拷贝的函数为Copy1D函数，PlotY函数用作数据曲线的绘制，DeleteGraphPlot函数用作曲线的清楚，有关的函数略。

3 虚拟仪器技术在农机测试中的相关应用

首先，虚拟仪器技术在农机测试方面的运用，可以在降低成本的同时大量节约研发的时间，因此具有很高的应用价值。考虑到农机测试相关作业的动态性与复杂性特点，若依靠原有设备对单个指标的测量再进行有关信息的分析处理，不但耗时耗力，结果的准确程度同样无法保障。在此情况下，借助对虚拟仪器技术的运用，便可对试验对象各指标在同一时间内作出测量剖析，提高结果的准确度及可靠性。

其次，虚拟仪器技术在农机测试中的应用取得了巨大的進展，国内已有研究者借助此技术平台对苹果的分选和免耕精密播种仪器检测系统等进行了研发。在这一系统中，主要借助了计算机、图像采集卡和数据采集板等装置。在实际应用中，实现了界面的可视化。虚拟仪器技术作为先进的测试技术，拥有强大的动态处理能力，并且能够实现特征采集的实时性，将其更广泛地运用到复杂的农机测试项目当中，必然具有良好的发展前景。

4 结语

综上所述，农机测试具有动态、复杂、影响要素繁多等特征，通过对农机领域虚拟仪器技术的研究与分析，我们能够看出虚拟仪器技术的最大优势在于使用人员可以自己定义仪器的界面与功能。与此同时，该系统更方便构建、修改灵活、便于同其它的计算机和网络结合。虚拟仪器技术在现代农机测试当中的广泛使用能够在很大程度上提升测试的有效性，并且可以在实现新型农机测试系统研发的同时更好地满足整个农机领域的发展需求。

参考文献：

[1]王国权.虚拟试验技术[M].北京：电子工业出版社，2014.

[2]冯翠英，刘荣琴，李世雄，等.虚拟仪器技术在农机测试中的应用[J].农业装备与车辆工程，2006（8）：47-49.

[3]刘君华.虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI[M].北京：电子工业出版社，2001.

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