基于LabVIEW的形状误差虚拟测量软件平台的开发

　　1引言

　　在用传统圆度仪进行圆度、圆柱度误差测量和评定中，除仪器机械部件的误差外，主要是电子单元部件的性能、质量以及人工评定所带来的误差。为此，许多大学、科研院所对传统圆度仪进行了微机化改造，但基本上属智能化改造，保留了传统圆度仪的电子单元，只是用计算机实现了数据采集和处理，提高了数据评定速度，减小了评定误差。但因电子单元部件性能和质量所带来的测量误差问题没有得到解决，另外智能仪器的功能也比较单一。目前，虚拟仪器在国内外仪器领域正在迅速发展，它可以将多种测量功能集于一套系统中，使测量工作集成化。为此本项目提出虚拟测量的方法。虚拟仪器的概念是美国NI公司1986年提出的，虚拟仪器的宗旨是在计算机的支持下，由软件集成了所有数据采集与控制、数据分析与处理、数据表达以及虚拟仪器面板设计等功能，从而用软件取代了大部分硬件，消除了电器元件的质量和性能对测量结果的影响。另外，在虚拟仪器编程语言LabVIEW软件环境的支持下，可设计出各种功能模块，在此基础上进行组合，可将多种测量功能集于一套系统中，使测量工作集成化。虚拟仪器技术在发达国家的推广应用已十分普及，目前我国在这一领域也做了大量工作，本项目的开发试图将虚拟仪器的概念引入到形状误差的测量领域。

　　2系统结构设计分析

　　本系统软件结构如图1所示。

　　(1)应用开发层

　　本系统的应用开发层选用美国NI公司的图形化编程语言LabVIEW。 LabVIEW是虚拟仪器集成开发环境的总称，它是为替代常规的Basic或C语言而设计的，LabVIEW是编程语言而不仅仅是一个软件开发环境。作为编写应用程序的语言，除了编程方式不同外，LabVIEW具备语言的所有特性.因此又称之为G语言、G语言采用图形化编程方式，用其编写的程序称为虚拟仪器VI (Virtual Instru-ment)，因为它的界面和功能与真实仪器十分相象，在LabVIEW环境下开发的应用程序都被冠以VI后缀，以表示虚拟仪器的含义。一个VI由交互式用户接口、数据流框图和图标连接端II组成。同时，G语言最佳地实现了模块化编程思想。用户可以将一个应用分解为一系列任务，再将任务细分，将一个复杂的应用分解为一系列的简单子任务，为每个子任务建立一个VI，然后，把这些VI组合在一起完成最终的应用程序。

　　(2)测量管理层

　　本系统为形状误差虚拟测量软件平台，主要完成了测试管理层的编程和构建工作，系统主要由八个层次六十八个VI组成。其中测量平台面板为系统的主程序，在面板上有圆度仪和圆柱度仪供用户选择。圆度仪面板和圆柱度仪面板为仪器的虚拟面板，象传统仪器一样完成测量的控制和结果显示工作，同时也是两个仪器的主程序。数据采集、数字滤波、误差评定和测量报告为组成仪器的功能模板，构成系统软件的第三个层次。