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依据LabVIEW的便携式轿车外表检测仪的研发----硬件体系和软件

发布时间:2020-04-27 文章来源:本站  浏览次数:7492

3.2硬件体系的作用


  轿车外表检测体系的硬件体系首要包含工控机、PXI板卡、信号接线盒、数据通讯转化板卡、CAN卡、可编程网络电阻、供电电源以及被检测外表等首要部分。在此硬件渠道基础上,经过频率脉冲信号发作板卡发生不同频率的各种轿车外表所需求的脉冲信号,给车速表和路程表,由于这两个表的指针偏转或显现数字改变的大小是依据不同幅值不同频率的脉冲信号改变而改变的,在依据相应的频率对应着相应的车速和路程,当咱们测验时就可以依照规范的频率对应着车速和路程来判断外表的准确度怎么。


  整个测验体系硬件功用框图如图3-13所示。


测验体系硬件功用框图


  在硬件体系中咱们利用LabVIEW发生一待测外表可以承受的在量程规模内的信号给待测外表,一起咱们用同一信号给咱们LabVIEW中的虚拟外表,看它们的差异,假如在国家规范的误差规模内咱们就认为待测的外表是合格产品,假如大于国家规范误差规模的便是合格产品。


  要测各种外表咱们就要了解各个外表的在作业中发生的是数字信号仍是模拟信号,由以上研究咱们知道燃油表、水温表、机油压力表等都是电阻传感器,由此可见它们发生的一定是模拟信号,从它们的作业中都有模拟信号在出产进程中模拟信号都对应着表上的刻度,咱们就把这个模拟信号转化成咱们工控机和LabVIEW能承受的信号,在检测进程中咱们就把整个进程反过来,咱们用LabVIEW中虚拟信号发作器给咱们发生咱们需求的信号经过板卡转化和总线传输送给咱们的待测外表来驱动把被测外表来检测咱们的外表的准确度。其它的数字外表也是相同的检测办法,它们不同的是数字信号作业的外表在外表的检测进程中所用的转化板卡不同罢了。


  第四章软件部分

  4.1虚拟仪器(LabVIEW)简介

  4.1.1引子

  最初只存在机器言语,计算机的国际里一片黑暗。但是不久,汇编言语问世了,给计算机的国际投下了一缕曙光。后来,Fortran的呈现带来了光亮。

  LabVIEW图形化编程言语的呈现终于把人们尤其是工程师和科学家们从冗杂的编程作业中解放出来,使他们可以真正专心于自己所关注的事情。


  1、虚拟仪器的概念:

  虚拟仪器体系是由计算机、应用软件和仪器硬件三大要素构成的。计算机与仪器硬件又称为VI的通用仪器硬件渠道。软件技术是虚拟仪器的中心技术。常用的仪器用开发软件有LabVIEW、Labwindows/CVI、VEE等等,其间以LabVIEW应用最为广泛。


  2、什么是LabVIEW?

  LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbeneh)是一种用图标替代文本行创立应用程序的图形化编程言语。传统文本编程言语依据句子和指令的先后次序决议程序履行次序,而LabVIEW则选用数据流编程办法,程序框图中节点之间的数据流向决议了程序的履行次序。它用图标表明函数,用连线表明数据流向。


  LabVIEW程序被称为VI(Virtual Instrumeni),即虚拟仪器。

  LabVIEW的中心概念便是“软件便是仪器”,即虚拟仪器的概念。

  LabVIEW还包含了许多的东西与函数用于数据收集、剖析、显现与存储等。

  如图4一1 LabVIEW图形化编程言语示意图


LabVIEW图形化编程言语示意图


  3、LabVIEW可以做什么?

  LabVIEW在测验、丈量和自动化等领域具有最大的优势,由于LabVIEW供给了许多的东西与函数用于数据收集、剖析、显现和存储。用户可以在数分钟内完结一套完整的从仪器连接、数据收集到剖析、显现和存储的自动化测验丈量体系。它被广泛地应用于轿车、通讯、航空、半导体、电子规划出产、进程操控和生物医学等各个领域。LabVIEW不只可以用来快速建立小型自动化测验丈量体系,还可以被用来开发大型的分布式数据收集与操控体系。在美国LawrenceLivermore国家试验室,一个花费2000万美金的极为杂乱的飞秒激光切割体系便是依据LabVIEW开发的。在北京正负电子对撞机二期工程北京谱仪慢操控体系中,大约有30种物理量共7000多点的现场数据点需求实时收集操控和剖析记载等。


  图4一2数据收集与操控体系


数据收集与操控体系


  4.1.2LabVIEW总述

  虚拟仪器(Virtual Instrument)是由美国国家仪器公司(NationalInstrument,简称NI)于1986年首先成功研发出的。他是以计算机作为仪器一致的硬件渠道,充分利用计算机的运算、存储、回放、调用。虚拟仪器最有代表性的图形化编程软件是美国NI公司推出的LabVIEW是一种图标替代文本行创立应用程序的图形化编程言语。


  传统文本编程言语依据句子和指令的先后次序决议程序的履行次序,而LabVIEW则选用数据流编程办法,程序框图中节点之间的数据流向决议了程序的履行次序。LabVIEW程序被称为vI(Virtualhistn卫nent)即虚拟仪器,这是由于它的许多界面控件与操作都模拟了现实国际中的仪器。LabVIEW供给了许多的东西箱和函数库,并集成了许多仪器硬件库。LabVIEW支撑多种操作体系渠道,在任何一个渠道上开发的LabVIEW应用程序可直接移植到其它渠道上。


  虚拟仪器的特色归纳起来有以下几点:

  (l)用户可以依据自己的需求定义和制造各种仪器。

  (2)虚拟仪器着重“软件便是仪器,,的新概念,软件是虚拟仪器的中心。

  (3)虚拟仪器选用模块化的结构,各个功用模块结合在一起构成了虚拟仪器体系。

  (4)可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功用,可以创造出功用更强的仪器。

  (5)虚拟仪器具有图形用户界面,表现“所见即所得”的思想。传统仪器的操控面板在虚拟仪器中被相应设置选项和成果输出操控的软面板所替代。


  4.2体系软件规划

  本检测体系软件选用NI公司的LabVIEW渠道进行规划,轿车外表检测体系的软件总体功用框图如图4一3所示


轿车外表检测体系的软件总体功用框图


  外表测验体系软件选用NI公司的LabVIEW渠道进行规划,本体系选用LabVIEW的图形化程序言语,以一种很直观的办法建立前面板人机界面和程序框图。前面板是用户可见的,类似传统仪器的操作面板,利用东西模板从操控模板中添加输入操控器和输出指示器,操控器和指示器种类可选择〔36j.程序框图是支撑虚拟仪器完成其功用的中心,对程序框图的规划涉及节点、数据端口和连线的规划。连线代表数据走向,节点则是函数、VI子程序、结构或代码接口。本测验体系考虑到外表全体功用测验和模块功用测验的需求,整个体系首要包含界面模块和各个功用测验模块,依据信号类型将外表功用测验分为:车速表测验模块、发动机转速表测验模块、燃油表测验模块、水温表测验模块、开关量测验模块、CAN通讯测验模块以及参数设置模块等首要功用模块。


  主界面如图4-4所示。


主界面前面板


  界面模块

  测验渠道左边是各种模块功用测验的切换按键,可以切换到单个功用模块的测验项目。右侧主界面模拟轿车外表板的显现界面,如车速表、转速表、水温表、燃油表、路程指示以及各种报警和开关信号等信息显现。在进行测验试验中,作业人员经过主界面即可观测到外表测验的全体功用,点击前面板转化按键可自动进行功用测验。每个测验项都封装成一个子VI,方便与主VI和Teststand调用,可在不同点火开关状况下进行测验,在测验前和测验进程中可依据需求更改一些变量值,如发动机转速、车速、外表亮度等。外表检测体系测验流程图如图4-5所示。


外表检测体系测验流程图


  轿车外表测验体系的主界面功用操控框图4-6所示

  模块测验规划:车速表的测验需求预先了解设定方针车型的特征参数,如车辆特征系数、车速传感器的传感系数等,然后经过数据通讯卡(CAN总线信号)将特征参数下载到被测外表,依照测验要求发生脉冲信号,信号的幅值、频率可以经过手动进行调整,车速信号具有超速报警提示功用,依据设定的超速门限值,高于该门限值时,经过主界面前面板上的超速报警灯闪耀提示。测验进程也可以手动进行,测验成果存档以备查询。


  车速表测验模块的规划形式,首要分为开端、获取参数、手动选择、收集、查看时刻、输出信号和中止等状况。其间参数的获取首要是获取前面板上特征系数和传感系数的参数值,一般,这两个值在外表参数标定的时分需求在线修改。查看时刻是指依照程序规定的时刻输出规定的信号,车速测验模块窗口图4-7.


车速表测验模块操控窗口


  发动机转速表测验模块类似于车速表测验模块,差异在于它的特征参数不同,依据特定车型的状况,经过数据通讯卡(CAN总线信号)将发动机转速比下载到被测外表,然后对其进行测验。


  燃油表的测验需求预先设定方针车型的燃油测验规模以及燃油门限报警值,经过数据通讯卡(CAN总线信号)将参数值下载到被测外表,然后依照测验要求开端测验跟据设定的燃油门限值,低于该门限值时,经过主界面前面板上的燃油报警灯闪耀提示。测验进程可以手动进行。燃油表的测验选用状况机的规划形式,首要分为开端、获取参数、手动、收集、查看报警、输出信号等状况。水温表的测验同燃油表,在此不做具体说明。


燃油表测验模块的规划形式,首要分为开端、获取参数、手动选择、收集、查看时刻、输出信号和中止等状况。其间参数的获取首要是获取前面板上特征系数和传感

系数的参数值,一般,这两个值在外表参数标定的时分需求在线修改。查看时刻是指依照程序规定的时刻输出规定的信号,如图4一8是燃油表测验模块操控窗口。


燃油表测验模块操控窗口


  CAN通讯测验模块一切的模块测验之前首先需求对该模块的参数进行初始化,如进行特征系数、传感系数、发动机速比、超速门限、燃油门限、水温门限以及丈量规模等参数的设置。数据通讯选用CAN协议,鉴于成本方面考虑,咱们在LabVIEW上对串口进行操作,然后经过数据转化板卡输出CAN信号,CAN信号直接与被测外表进行数据通讯,因此,需求定义一个简单的CAN通讯协议。测验体系作为CAN网络上的一个节点,节点ID号可以依据需求自行设定,数据区域由命令字、数据长度、数据、校验位组成。如图4一9 CAN通讯测验前面板。


CAN通讯测验前面板


  测验成果剖析:经过对现有车辆装置的外表进行测验,各项要害指标如速度传感器和发动机转速传感器的丈量误差均满意国标QC/T727-2004的要求。一起作为CAN节点,依据特定的CAN应用协议,可以有效完成轿车外表的参数设定及CAN网络通讯。


  本体系选用虚拟仪器技术,经过工控机加NI的数字I/O、数据收集、CAN等板卡的硬件规划,结合LabV正W的图形化软件编程,构建了轿车数字外表检测体系.体系弥补了轿车外表厂传统测验办法的缺乏,增加了测验方便性,能及早的发现轿车外表潜在的缺陷和缺乏,提高了测验效率,为最终整车集成供给了便当。


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