基于NI虚拟仪器的通用液压系统测试平台的搭建

　　0 引言

　　自 21 世纪 80 年代，PC 机的应用经历了飞速的发展，并应用到测试、测量和自动化领域。虚拟仪器技术就是基于 PC 技术用户自定义的测试和测量解决方案，其优势在于: 性能高、扩展性强、开发时间少以及出色的软件处理分析功能。这些年虚拟测试仪器技术，在国内的测试领域得到了广泛的应用[1]。

　　随着企业的发展，企业增长方式的转变，为提高产品性能及加快新产品的开发的需要，建立一套低成本、高性能的通用测试平台，用于对老产品性能的测试、评价、改进及新产品开发的测试、测量及控制，是非常必要的[2]。

　　本文介绍了我们针对具体产品开发及测试的需求，基于 NI 公司的产品，如何搭建通用的测试平台。

　　1 需求分析及解决办法

　　( 1) 信号输入方式 针对工程应用，在采集信号比较多的场合，为提高信号的稳定性并降低各信号地之间的串扰，信号输入应能采用差分输入的方式。采用 PXI-6281 模块，32 路单端 A/D 或 16 路差分 A/D，18 位 A / D 转换，500KSPS 的采样率; PXI-6239 模块，8路差分电流输入，16 位 A/D 转换，250KSPS 的采样率;能高性能地满足 10 kHz 以下的多种系统测试需求。

　　( 2) 变频器和比例电磁阀控制 通过 PXI-6281模块的 D/A 输出实现变频器及比例阀的调节。

　　( 3) 电机的启停及系统状态的监控 通过 PXI-6514 工业 DI / DO 模块实现开关量的控制及状态采集。

　　( 4) 实时控制及解算 通过实时操作系统实现实时的控制及解算。

　　( 5) 特殊应用的功能模块 如计数器采集模块PXI-6624，8 路脉冲输入，实现编码器输入及其他脉冲式输入传感器的解算。

　　( 6) 通讯模块 系统扩充了 RS232 和 RS422 通讯模块，利于同外部设备的连接。

　　( 7) 机箱及主板配置 针对本公司的产品特点，并考虑以后可方便扩充的需要，系统采用 NI 公司 PXI及 PXIe 混合机箱，主板采用流行配置即可。

　　( 8) 数据的实时显示及存储 发挥硬件系统的高效性对于采集到的数据需要进行实时显示及存储，便于进行观察及后续查询和分析。为了获得更高的采集和控制速率，提高系统的稳定性，采用实时控制器配合实时操作系统，可以达到更高的运行速率。开发软件采用与硬件相配套的 LabVIEW 软件编写相应的采集与控制程序，并结合 SQL server 数据库软件对数据进行实时存储[3]。

　　( 9) 波形及频谱分析 对传感器的输出信号进行波形分析和频谱分析，确定系统的带宽及滤波常数; 有时甚至需要根据信号的波形和频谱图来确定系统的是否处于正常状态及确立解算方法。同样采用 LabVIEW软件编写相应的数据分析程序，包括滤波选择、多种窗函数，线性和对数坐标显示等[4]。