基于虚拟仪器的无损检测系统设计
毕业设计19基于虚拟仪器的视觉检测系统的设计2
摘要计算机视觉检测是现代工业检测的重要手段之一。
随着现代制造技术的发展，传统的检测技术已经无法满足现代化大生产的要求。
计算机技术和图像处理技术的发展使得计算机视觉检测技术得到了越来越广泛的应用。
本设计是关于对生产线上的电池夹的质量检测，是针对之前人为检测产生的种种误差和效率低下的缺点而提出的。
而采用基于虚拟仪器的计算机视觉检测可以节约人力、物力，因此本设计采用美国NI公司的LABVIEW软件进行检测，提高了准确率和效率。
论文从硬件结构和软件组成两个方面介绍了虚拟仪器的机器视觉检测。
硬件结构部分，分析了1394摄像头的性能指标和图像采集卡的一些参数。
软件是整个设计的关键，整个软件实现对电池夹个参数进行测定，如对电池夹的对边、大孔、小孔1，小孔2，最后通过数据判定决定电池夹的去留。
然后调试系统完成整个检测过程。
整个系统具有可靠、精度高、非接触和高速的特点。
关键词：机器视觉；虚拟仪器；LABVIEW；1394摄像头；图像采集卡ABSTRACTComputer vision testing is one of the important means of modern industrial testing. With the development of modern manufacturing technology, the traditional test has been unable to meet modern technology, large-scale production requirements. Computer technology and the development of image processing technologies enable computer vision testing technology has been increasingly wide application.The design is the battery clip on the production line quality testing prior to human testing is targeted at the various errors and shortcomings and the inefficiencies. And the introduction of computer-based virtual instrumentation visual detection can save manpower, material, the present design of a U.S. NI companies LabVIEW software testing, the accuracy rate and improve the efficiency.Papers from the hardware and software structure composed of two aspects of virtual machines introduced machine visual tests. Hardware structural elements, the first analysis of the 1394 video card performance indicators and some parameters of images collected. Software design is the key to the realization of the entire software for a battery clip parameters measured, such as the battery clip on margin, large circle, puncture wounds on one, two puncture wounds on the final decision through data to determine whether the battery clip. Then complete the whole testing process debugging system. The entire system is a reliable, high accuracy, non-contact and high-speed characteristics.Key word: machine vision; virtual instrumentation; LabVIEW; 1394camera; image collection.目录第一章绪论 (1)1.1 虚拟仪器的概念 (1)1.2 虚拟仪器的特点 (1)1.3 虚拟仪器的国内外现状 (2)1.4 虚拟仪器的发展趋势和种类 (3)1.5 基于虚拟仪器的计算机视觉技术 (6)1.6 本课题的目的和意义 (7)第二章LABVIEW基础 (9)2.1 LABVIEW特点 (10)2.2 LABVIEW的开发环境 (11)2.3 LabVIEW的运行机制及常用控件介绍 (14)2.4 采用LABVIEW软件的虚拟仪器的原因 (17)2.5 IMAQ Vision介绍 (18)2.6 IMAQ Vision的使用环境 (19)2.7 图像采集驱动软件NI-IMAQ (19)第三章系统的总体设计和硬件设备 (21)3.1 系统设计方案的提出 (21)3.2 USB与IEEE1394 (22)3.3 1394摄像头 (25)3.4 机器视觉光源的介绍 (31)3.5 简单介绍1394图像采集卡 (31)第四章软件结构 (34)4.1 前面板设计介绍 (34)4.2 1394摄像头软件驱动 (35)4.3 系统图片的读取及直角坐标系的建立 (36)4.4 系统参数的测量 (38)4.5 系统数据判定 (39)4.6 子VI介绍 (41)总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (46)第一章绪论1.1 虚拟仪器的概念在过去的20年中，PC机应用的迅速普及促进了测试测量和自动化仪器系统的革新，其中最显著的一点就是虚拟仪器概念的出现与发展。
基于虚拟仪器的高精度Z扫描实验系统设计
基于虚拟仪器的高精度Z扫描实验系统设计虚拟仪器是一种基于计算机技术的测量和控制系统，能够模拟和实现传统仪器的功能。
基于虚拟仪器的高精度Z扫描实验系统设计是利用虚拟仪器技术设计一种能够进行精确测量和控制的Z轴扫描实验系统。
该系统主要由以下几个部分组成：1. 虚拟仪器平台：选择一个稳定、可靠的虚拟仪器平台作为系统的基础，例如LabVIEW、MATLAB等。
2.Z轴扫描装置：设计一种高精度、稳定的Z轴扫描装置，用于控制和测量材料表面的Z方向位移。
该装置需要具备高精度传感器、精确的运动控制器和可靠的力学结构。
3.数据采集和处理模块：该模块用于采集和处理从Z轴扫描装置中获取的数据。
它应该具备高精度的ADC/DAC转换器和计算和处理数据的算法，并能实时显示和保存数据。
4.用户界面：设计一个友好、直观的用户界面，让用户可以方便地控制和监测实验。
用户界面可以包括参数设置、数据显示、实验控制等功能，并能够实时反馈实验结果。
在高精度Z扫描实验系统的工作中，需要注意以下几个关键点：1.确定系统的测量范围和精度：根据实验需求确定Z轴扫描的测量范围和精度，并选择合适的传感器和控制器来满足要求。
2.提高系统的稳定性和可靠性：对于Z轴扫描装置，应该设计稳定可靠的力学结构，并使用高精度的运动控制器和传感器来保证系统的稳定性和可靠性。
3.优化数据采集和处理算法：设计合适的算法来提取和处理从Z轴扫描装置获取的数据。
可以使用滤波、预处理和校准等技术来提高数据的质量和精确度。
4.设计合适的用户界面：用户界面应该简单易用，并提供实时的数据显示和控制功能。
用户界面中的参数设置和实验控制功能应该符合实验需求，并能够方便地进行操作和监测。
总之，基于虚拟仪器的高精度Z扫描实验系统设计需要充分考虑实验需求和系统性能，选择合适的技术和设备，并进行系统集成和优化。
通过合理的设计和实施，该系统可以实现精确测量和控制，为科研和实验提供可靠的支持。
基于虚拟仪器技术的测试系统的搭建
2017年第5期信息通信2017 (总第173 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 173)基于虚拟仪器技术的测试系统的搭建汤伟波，强建宁，常妍(中航通飞研究院有限公司，广东珠海51卯40)摘要:虚拟仪器技术是随着硬、软件技术的不断发展并将二者有机结合起来的一种新兴技术。
文中详细讲述了虚拟仪器 技术的优点、特点及其结构原理,并详细介绍了如何搭建基于虚拟仪器技术的测试系统。
关键词:虚拟仪器;测试系统;测量中图分类号:TP391.9 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017)05-0178-02〇引言虚拟仪器就是通过硬件在被测参数与计算机之间建立联 系，通过计算机分析、处理后将采集的参数显示在用户自定义 的虚拟仪器界面上。
简言之，虚拟仪器就是由硬件设备完成 采集，通过软件实现用户测试任务的以计算机技术为核心的 仪器技术。
基于虚拟仪器技术的测试系统一般包含:传感器、信号调 理器、数据采集卡、计算机、显示与输出。
1测量仪器的发展随着电子技术、测量技术的发展，测量仪器发生了巨大的 变化，最早的测量仪器主要是传统仪器，传统仪器在很长一段 时间内在测试领域发挥着巨大作用，但随着测试任务的复杂 化、多样化，传统仪器也越来越难满足测试任务的需要，在灵活 性、便捷性、兼容性上的弊端也越来越明显，后来电子技术迅速 发展，相继出现了数字化、智能化的测试仪器，但数字化、智能 化的测试仪器本身存在很大的局限性，直到20世纪末，随着计 算机软、硬件技术以及总线技术的不断发展和完善，出现了以 虚拟仪器为代表的测量技术。
虚拟仪器使用户具有高度的自 主性，可以根据自己的需求定义仪器的功能、界面，同时在系统 的兼容性、灵活性、便捷性上具有传统仪器无可媲美的优点。
U测量仪器的发展过程随着科学技术的进步，测量任务越来越繁重复杂，对测量 仪器的技术要求越来越髙。
纵观测量仪器的发展，主要经历了 从模拟仪II~~m字仪H~~W能仪I f~~0拟仪器的发展。
基于虚拟仪器技术的测试系统设计
２０ ０ ６年 ４月
舰 船 电 子 对 抗
ＳＨ Ｉ ＰＢ０ ＡＲ Ｄ ＥＬＥＣＴＲ ０Ｎ Ｉ Ｃ０ Ｕ Ｎ ＴＥＲＭ ＥＡ ＳＵ ＲＥ Ｃ
Ａｐｒ ２ ６ ． ００
Ｖｏ１ ２ ． ９ ＮＯ． ２
第 ２ ９卷第 ２期
基 于 虚 拟 仪 器 技 术 的测 试 系 统 设 计
维普资讯
第 ２期
张戈等 ： 于虚 拟仪 器技 术 的测试 系统设 计 基
４ ５
采样 技 术 ， 这 会 明 显 地增 加 系 统 的硬 件 成 本 。 但
系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ， 信 噪 比允许 的情 况下 ， 可依 据 具体 的 在 则
传 感 器来 选 择适 当 的 ＶＸＩ Ｐ Ｉ 理 模 块 ， 或 Ｘ 调 直 接插入 ＶＸ 或 Ｐ Ｉ 箱形 成 Ｖｘ 或 Ｐ 测 试 Ｉ ｘ 机 Ｉ ｘＩ
系统 。
２ 瞬态 信 号 采 集 的 实现
２ １ 同步 采样 与连 续扫描 技 术的应 用 ． 多路 复用 器 在 通 道 之 间 的切 换 会 在 每 个 通 道 的采 样 点 之间 引起一 定 的时 间延迟 ， 瞬态信 而
号 测 量 的 重 要 目的 之 一 是 要 比 较 不 同 通 道 采 样
点 之 间 的数 据 关 系 ， 因此 ， 去 一直 认 为 连 续 扫 过 描 技术 不适 用 于瞬 态信 号 的采集 ， 应该 采用 同 步
由于传 统仪 器 的功能 单一 ， 常要 针对具 体 通
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ５—１ １—１ １
ＺＨ ＡＮＧ ， Ｇｅ ＺＨＯＵ ｉ ｇ ｇｕ ｎ Ｍ ｎ— ａｇ
（ ｉ ９ ９ ｌ ｏ ＬＡ， ｕ ｕ ａ ２ ０ ０， ｉ ａ Ｕｎ ｔ ２ ４ ｆＰ Ｈ ｌ ｄ ｏ １ ５ ０ Ｃｈ ｎ ）
基于虚拟仪器的自动化测试系统设计
虚拟仪器技术广泛应用于工业自动化、汽车电子、航空航天等领域，为测 试和测量领域带来了革命性的变化。
虚拟仪器的组成和原理
虚拟仪器技术简介：虚拟仪器技术是一种基于计算机的自动化测试系统设计技术，通过软件 和硬件的结合实现测试系统的功能。
• * 应用：针对航空电子设备的复杂性和高可靠性要求，采用虚拟仪器技术进行测试 • * 分析：该系统的特点在于能够模拟各种飞行条件下的测试场景，提高测试覆盖率
• 案例三：铁路信号系统测试平台 * 应用：针对铁路信号系统的安全性和可靠性要求，采用虚拟仪器技术进行自动化 测试 * 分析：该平台可实现多种信号的模拟和测试数据的实时分析，确保铁路信号系统的正常运行
虚拟仪器在自动化测试系统中的应用
虚拟仪器定义： 基于计算机的测 试测量仪器，通 过软件实现信号 的采集、分析和 处理。
自动化测试系统 概述：一种用于 自动完成测试任 务的系统，包括 被测件、测试仪 器和测试软件等 部分。
虚拟仪器在自动 化测试系统中的 应用优势：可实 现测试系统的模 块化、灵活性和 可扩展性，提高 测试效率和精度。
和维修
案例三：某电 力公司的自动 测试系统应用， 提高了电网的 稳定性和可靠
性
经验分享：自 动化测试系统 的优势、挑战
及应对策略
06
自动化测试系统发展趋势与展望
自动化测试系统的发展趋势
智能化：利用人工智能和机器学习术提高测试的准确性和效率。
云端化：借助云计算资源实现测试数据的存储和分析，降低测试成 本。
虚拟仪器的组成：虚拟仪器主要由传感器、数据采集卡和测试软件组成，传感器用于采集测 试信号，数据采集卡用于将信号传输到计算机中，测试软件则用于处理和显示测试结果。
基于LabVIEW的电磁超声无损检测系统的设计
基于LabVIEW的电磁超声无损检测系统的设计★中国电工技术学会出品★致力于产业界与学术界融合创新的品牌会议①浏览会议通知，请戳下面标题☟☞会议通知︱2018第十二届中国电工装备创新与发展论坛暨第八届电工技术前沿问题学术论坛（第一轮）②了解大会征文详情，请戳下面标题☟☞两大技术论坛联合征文︱《电工技术学报》《电气技术》两刊携手打造学术盛宴③参会注册，请长按识别下方二维码☟（先注册网站会员，然后提交报名信息）正文共2000 字，预计阅读时间4 分钟省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学）、河北省电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室（河北工业大学）、天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室的研究人员刘素贞、饶诺歆等，在2018年第10期《电工技术学报》上撰文，针对无损检测技术智能化的需求，提出一种基于LabVIEW的缺陷在线识别方法。
对电磁超声信号进行时域、频域及时频域结构的特征提取，并采用基于类内类间平均距离和序列前向选择相结合的方法进行特征选择；构建基于支持向量机（SVM）的监督学习模型和多种半监督学习模型，并分别进行缺陷识别。
结果表明S4VM（S4VM）是一个相对安全的半监督支持向量机；搭建电磁超声无损检测系统，并进行缺陷在线识别实验，实验结果验证了系统的可靠性，并可实现电磁超声缺陷识别的图像化、数字化、智能化和系统化。
随着我国大型工程和重大项目的大量建设，对构件进行在役无损检测和健康监测的要求越来越高，检测过程智能化、操作过程傻瓜化、信号采集和处理系统化成为当今无损检测发展的趋势。
虚拟仪器（Virtual Instrument, VI）将计算机硬件与仪器硬件通过软件结合起来，具有模块化、数字化、方便共享等优点[1]。
它与无损检测相结合，既可以扩展检测设备的功能、又可以使检测设备趋于小型化，并且便于实现自动检测[2,3]。
近几年，国内在基于虚拟仪器的无损检测技术上取得了一定的发展。
基于虚拟仪器的电机实验检测系统毕业设计论文
基于Lab VIEW的电机实验检测系统摘要虚拟仪器（Virtual Instrument）是日益发展的计算机硬件、软件和总线技术在向其他技术领域密集渗透的过程中，与测试技术、仪器技术密切结合，共同孕育出的一项美妙的新成果。
利用虚拟仪器开发电机参数检测系统是本文的主要任务。
被检测的电机参数包括电压、电流、温度等，电机性能的好坏取决于参数是否符合标准。
论文介绍了电机参数测量的原理和利用LabVIEW进行系统设计。
本论文分析了当前虚拟仪器的发展现状后，研究了应用于电工实验教学的虚拟电机参数检测系统：选择PC-DAQ方式构成虚拟仪器检测系统、图形化编程语言LabVIEW作为软件开发平台，完成了虚拟仪器检测试系统的设计。
在硬件电路设计中，信号调理电路和数据采集卡是整个检测系统的不可缺少的部分。
软件部分是本文设计的重点，本文着重于模块化的设计思路详细介绍了数据存储、读取与参数计算等模块的设计。
文章最后，提出了虚拟仪器设计有待进一步研究的主要问题。
关键词：电机参数，LabVIEW，检测Experiment detection system of electric machine based on LabVIEWAbstractVirtual instrument (VI) is a great new production what is based on integrating computer hardware and software in addition bus technology with measuring and instrumentation technology. Exploiting the detection system of electromechanical parametric with virtual instrument is primary task of the paper. Electromechanical parameters which should be detected include voltage 、electrical current、temperature etc. The stand or fall of electromechanical character depended on that satisfy the standard or not. In this paper, the theory of electromechanical parameter measurement and the design way of the system with LabVIEW was introduced.After the VI’s actuality was analysed, a virtual electric parameter measuring system applying to electrical experiment teaching was researched; The PC-DAQ mode was selected to constitute the VI measuring system. And the graphical programming language LabVIEW was used as software development platform. A specimen of the virtual measuring system had completed. During the design of hardware circuit, the signal conditioning circuit and the DAQ card is important to whole system’s indispensable department. The matters which need attention in doing printed circuit board were showed. About the software, the idea of modularized design was emphasized in this paper. Many program modules were introduced in details, including the data storage with reading, parametric counting and so on. The conclusion and recommendations was presented in the end of the paper.Keywords: Electrical Parameter，LabVIEW，Detection目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1虚拟仪器及L AB VIEW概念 (1)1.2L AB VIEW的特点及发展前景 (3)1.3课题意义及任务 (4)2系统总体结构设计 (5)2.1L AB VIEW测试系统及设计指标 (5)2.1.1 虚拟仪器的系统构成 (5)2.1.2 系统的设计指标 (6)2.2系统测量原理 (6)2.2.1 交流电气参数的测量原理 (7)2.2.2 L、R、C参数测量原理 (10)3 虚拟仪器（LABVIEW）的系统平台设计 (12)3.1虚拟仪器（L AB VIEW）的硬件平台设计 (12)3.1.1 信号调理及数据库采集卡 (12)3.1.2 GPIB(General Purpose Interface Bus)系统 (13)3.1.3 VXI（VME BUS Xtension for Instrumentation）总线 (14)3.1.4串行总线 (14)3.2虚拟仪器（L AB VIEW）的软件平台设计 (14)3.2.1 程序模块设计 (14)3.2.2 数据存储与读取 (14)3.2.3 参量计算 (16)4调试和运行 (18)4.1调试 (18)4.2运行 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录A 英文文献 (23)附录B 中文译文 (29)1 绪论测量仪器发展至今，大体经历了四代发展历程，即模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器和智能仪器。
基于虚拟仪器的脉冲涡流扫描成像无损检测系统设计
Ｉ描 制 统 扫 控 系
脉 冲涡流扫描 成 像无 损 检 测 系统 ， 以三 维 扫 是
描平 台为机 械结 构 ， 包含 计 算 机 、 数据 采 集 卡 、 位 上
机软件组 成的完 整成 像 系统 ］ 。现 采 用 阵列 探 头
成程 像序 软 件
显示
参设 卜脉 探 数置 ・ 头 冲 涡流
工 件
第一作者简介 ： 朱佳震， 硕士研究生， 研究方向： 测控技术与仪器 。
Ｅ ｍ ｉ： ｓ ｎ ２ ９ ｍ ！ｔ ｍ。 — ａ ｊ ｏ ０ ２ ＠ｇ ａ． ｏ ｌａ ｉ
图 １ 脉 冲 涡流 成 像 系 统结 构 图
７２ ９
科
学
技
术
与
工
程
ｌ ０卷
该 系 统在 Ｌ ｂ ＩＷ 虚 拟仪 器 系 统 中设 置 探 头 ａＶＥ
并影响 检测线圈 的电压 。由于脉 冲激励 信号 包含 丰
富的频率 信息 ， 可有 效检测 到不 同深度 的缺 陷 ， 因此
在油气管 道 、 力容 器 特别 在 航空 航 天 领域 得 到 了 压 广泛 的应 用¨２。对 于腐 蚀 型 缺 陷 的检 测 ， 们 非 ｌ Ｊ 人
Ｐ ｃ机 等 ；） 号 处理 及 控制 系 统 ， 括 扫 描控 制 系 ｂ信 包 统、 数据 采集 系统 及脉 冲涡流发 生接收 系统 ；） 描 Ｃ扫
服 了传统无 损检 测 方法 只 能 给 出缺 陷 当量 信 息 ， 无
法获得缺 陷 形 状 的 不 来自 ， 有 直 观 、 视性 好 等 优 具 可
点， 因此 在无损检测 领域 得到广 泛 的重 视 ， 一 图像 化 已经 成 为 未 来 无 损 检 测 仪 器 发 展 的 一 个 重 要
基于虚拟仪器技术的电力设备性能检测与分析系统设计
基于虚拟仪器技术的电力设备性能检测与分析系统设计基于虚拟仪器技术的电力设备性能检测与分析系统设计摘要：随着电力设备的广泛应用，对电力设备性能进行准确可靠的检测和分析显得越来越重要。
本文基于虚拟仪器技术，设计了一套电力设备性能检测与分析系统，该系统可以实现对电力设备的多项性能参数进行准确测量和分析。
系统采用虚拟仪器技术构建，具有实时性强、易扩展和灵活性高等优点。
通过实验证明，该系统在电力设备性能检测与分析方面具有较好的实用性和性能。
关键词：虚拟仪器技术；电力设备；性能检测；分析系统；实用性；性能Abstract: With the widespread application of electrical equipment, it is becoming increasingly important to accurately and reliably detect and analyze the performance of electrical equipment. In this paper, based on virtual instrument technology, a performance detection and analysis system for electrical equipment is designed, which can accurately measure and analyze multiple performance parameters of electrical equipment. The system is constructed using virtual instrument technology and has advantages such as strong real-time performance, easy scalability, and high flexibility. Through experiments, it is proved that the system has good practicality and performance in the detection and analysis of electrical equipment performance.Keywords: virtual instrument technology; electrical equipment; performance detection; analysis system; practicality; performance1. 引言电力设备是现代电力系统运行中不可或缺的一部分，在电力系统中承担着电能的传输和变换任务。
基于虚拟仪器的自动化测试系统设计
置，但难以精确提取目标的边界。显著性物 体分割法必须获得人工智能技术与模糊算法 的支持才能取得进一步的发展。
（三）目标跟踪 目标的跟踪算法，可以基于区域匹配、 或目标的特征点。 基于区域匹配的算法根据设定的目标模 板，通过计算目标与模板的相似度，获取目 标的灰度、纹理、色彩等信息，可信度高， 但在目标发生遮挡时难以进行持续跟踪。 任何目标都具有属于自己的、独一无二 的特征点，基于特征点的算法专门采取目标上 的特征点，从而对目标进行持续跟踪（而不必 担心目标被其它物体遮挡）。但目标发生形变 （如旋转）后，该方法难以对特征点进行自适 应（肖俊，基于卫星导航与视觉导航集成的智 能车辆关键技术研究：武汉大学，2011）。 （四）目标识别 基于颜色的算法采用颜色统计直方图， 先将图像中的颜色空间进行离散，再统计图像 中各种颜色出现的频率，从而对目标进行识 别。进行目标识别，还可基于颜色、物体边
本系统实现了LCR的自动化测试，解决了数据存储问题，提高了生 产效率，多参数的特性分析工具，可以以图表的形式显示器件特性。
系统界面主要由四部分组成，分别为电容测试、电阻测试，电 感测试、特性分析工具，分别处在四个选项卡中，现以电容测试为 例介绍软件设计与执行过程，程序流程图如图3所示：
系统结构主要由四部分组成： （1）计算机是测试系统的核心控制单元，负责全部的参数的设置，数 据的存储与显示以及与指示灯模块进行通信。 （2）HIOKI IM3536是本系统的测试主体，通过COM口与计算机相连， 接收计算机发来的控制信号，返回测试数据与控制参数。 （3）USB用于扩展计算机的COM口与指示灯模块进行通讯，另外也给
界、形状，采用多种不同的算法。一些专家基 于概率统计、极大似然估计开发出EM算法， 通过图像分割，识别图像中各区域所属的物体 类别，从而对目标进行精细化识别。
基于虚拟仪器的检测技术实验系统设计
基于虚拟仪器的检测技术实验系统设计作者：曾贵苓王苹段争光来源：《数字技术与应用》2019年第02期摘要：结合实际教学过程和实训条件，提出将虚拟仪器应用于检测技术教学实验，提出了虚拟仪器在检测技术教学中的实施方案，并分别对系统涉及到的各个子模块方案进行探讨，简要列举了实验系统基于LabVIEW软件的实施过程，设计了实验管理系统，完成了系统的组网与远程发布。
关键词：虚拟仪器;LabVIEW;教学实验;二次开发中图分类号：TP273+.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）02-0136-030 引言传统的实验方式给实验者以真实的操作体验，但是这种单一的方式已不能满足日益更新的教学要求。
而虚拟仪器[1]具有很多突出的优点，比如：开发容易、灵活高效、功能强大易扩展、可操作性好等，是一款性价比非常高的新型设备，有着广阔的应用前景。
但目前从国内外现有的虚拟实验系统[2-3]来看，技术手段先进模块固化但成本高，对侧重教学且经费短缺的普通职业院校来说专业性过强，不具有普遍适用性。
本文针对检测技术类常规教学环节中的实训，进行了虚拟实验系的设计，系统还增加了实验管理模块和联网远程发布模块，提高实训管理的效率和共享的便捷。
构建虚拟仪器实验室，利用软件实现了实验设备的二次开发[4]，大大挖掘了实验设备的潜能，充分调动利用实验资源，大大解决了当今实验面临的各种重大难题。
1 实验系统的功能设计整个实验系统在功能上划分为4个模块[5]（如图1所示）：一是仿真信号实验模块，二是真实信号实验模块，三是实验管理模块;四是联网及远程发布模块。
2 实验系统的组成实验系统由系统服务器、各类实验仪器平台、数据采集卡和远程实验客户端组成[6]。
系统服务器负责数据的存储、实验资源的管理、共享以及控制等功能，是系统的核心;实验平台主机和各类实验仪器平台以及数据采集卡组成实际信号实验操作平台;远程实验客户端安装LabVIEW[7]软件系统，联网使用系统资源，单机可以开展仿真信号实验，也可以远程控制、读取“实际信号实验平台”，开展远程实际信号实验。
基于虚拟仪器技术的电子测量系统设计与优化研究
基于虚拟仪器技术的电子测量系统设计与优化研究摘要:电子测量系统在科学研究和工程应用中扮演着重要角色，传统的电子测量系统存在硬件设备复杂、成本高昂、易受环境干扰等问题。
随着虚拟仪器技术的快速发展，利用计算机软件和特定硬件接口实现电子测量的方法已经成为研究热点。
基于虚拟仪器技术的电子测量系统具有较高的灵活性、可靠性和成本效益，对于电子测量领域具有重要的实际应用价值。
关键词：基于虚拟仪器技术；电子测量系统；设计与优化引言基于虚拟仪器技术的电子测量系统在科学研究和工程应用中具有重要的地位。
通过利用计算机软件和特定硬件接口，虚拟仪器技术可以提供灵活、高效、准确和可靠的测量解决方案。
1.虚拟仪器技术基本原理1.1虚拟仪器技术概述虚拟仪器技术，也称为基于计算机的仪器技术或软件定义仪器技术，是一种使用计算机软件和特定硬件接口来实现仪器测量功能的方法。
与传统的仪器相比，虚拟仪器具有灵活性高、成本低、易于扩展和维护等优势。
虚拟仪器技术主要包括两个关键组件：硬件接口和软件平台。
硬件接口通常是一种数据采集设备或仪器控制设备，它负责将外部信号转换为计算机可处理的数字信号，或将计算机生成的信号输出到被测对象中。
软件平台则提供了数据处理、仪器控制和结果显示等功能，用户可以通过软件界面进行参数设置、测量控制和数据分析。
1.2虚拟仪器技术在电子测量中的应用虚拟仪器技术在电子测量领域得到了广泛的应用，包括信号源产生、模拟信号采集、数字信号采集和信号分析等方面。
在信号源产生方面，传统的信号源通常需要使用独立的仪器设备来生成特定频率、幅度和相位的信号。
而利用虚拟仪器技术，可以通过软件控制生成符合用户要求的复杂信号，如正弦波、方波、脉冲等，并实现频率扫描和相位调节等功能。
在模拟信号采集方面，虚拟仪器技术可以通过相应的模拟-数字转换设备和计算机软件，将被测信号转换为数字信号进行后续处理。
这种方式可以实现高精度的模拟信号采集，并且对测量范围和参数灵活可调。
基于虚拟仪器的质量检测机器视觉系统
基于虚拟仪器的质量检测机器视觉系统1引言机器视觉技术作为计算机科学的一个重要分支，在最近30年中有迅猛的发展。
其应用领域遍及工业、农业、科学研究、军事等，对这些领域自动化水平的提高发挥了重要作用。
机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。
在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。
机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。
虚拟仪器技术通过软件将通用计算机与硬件结合起来构成测试或测控系统，用户可以通过友好的虚拟前面版操作这台计算机，就如同在操作一台自己定义、自己设计的单个传统仪器一样。
将虚拟仪器技术与机器视觉技术结合起来，就可以为用户定制完全基于pc的机器视觉系统。
这样不仅可以减少用户的投资，而且还可以开发出自动化程度和可靠性高的系统。
因此将虚拟仪器和机器视觉结合起来，可以使各自的优势得到充分发挥，缩短系统的开发周期，提高系统的可靠性和性能价格比。
2机器视觉与虚拟仪器机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。
机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分cmos和ccd两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
机器视觉系统的输入装置可以是摄像机、转鼓等，它们都把三维的影像作为输入源，即输入计算机的就是三维客观世界的二维投影。
如果把三维客观世界到二维投影像看作是一种正变换的话，则机器视觉系统所要做的是从这种二维投影图像到三维客观世界的逆变换，也就是根据这种二维投影图像去重建三维的客观世界。
机器视觉系统主要由三部分组成：图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。
基于虚拟仪器的VCU自动测试系统设计
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ＤｉｎｇＧｕａｎｇｌｉｎ１，ＣｕｉＧｅｎｑｕｎ１，ＣａｉＹｏｎｇｘｉａｎｇ２，ＺｈｅｎｇＺｉｊｉａｎ１
基于虚拟仪器的 犞犆犝 自动测试系统设计
丁 光 林１， 崔 根 群１， 蔡 永 祥２， 郑 子 健１
（１． 河北工业大学 机械工程学院，天津 ３００１３０；２． 中国汽车技术研究中心，天津 ３００３００）
摘要：在纯电动汽车开发过程中，整车控制器的软件与硬件会频繁更新，为了快速匹配样件、提高测试效率、提升测试吞吐量，设 计了通用自动化测试系统；该系统使用 ＴｅｓｔＳｔａｎｄ作为测试执行模块；在 ＬａｂＶＩＥＷ 中开发了一套即时可用的测试动作库和驱动程序，动 作库执行测试动作，通过 ＴｅｓｔＳｔａｎｄ引擎与驱动程序进行数据交互；设计了 测 试 项 目 管 理 软 件， 覆 盖 ＶＣＵ 测 试 全 过 程 并 保 证 可 追 溯 性； 实际测试应用表明，该系统可以快速配置测试环境、生成可执行测试序列，能够高效地定位控制器缺陷，且运行稳定、通用性好。
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１３０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｈｉｎａＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３００，Ｃｈｉｎａ）
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基于虚拟仪器的无损检测系统设计
计算机技术的发展为无损检测提供了新的解决方案，文章论述了以虚拟仪器实现无损检测的设计原理，分析了阵列涡流传感器的硬件实现，然后对虚拟仪器面板的集成性、便捷性和可扩展性进行了重点研究，并结合工程实践进行了试验验证，证明了该方法的有效性和可行性。
标签：虚拟仪器；无损检测；阵列涡流；数据采集
Abstract：The development of computer technology provides a new solution for NDT. In this paper，the design principle of NDT based on virtual instrument is discussed，and the hardware realization of array eddy current sensor is analyzed. Then，the integration，convenience and expansibility of the virtual instrument panel are studied in detail，and the validity and feasibility of the method are proved by the experiment in combination with the engineering practice.
Keywords：virtual instrument；nondestructive testing；array eddy current；data acquisition
1 概述
工程中常见的无损检测技术就是在对被测物不造成任何损伤的条件下判断其有无缺陷存在，该技术可以有效判别设备是否健康，常见无损检测大多是通过材料表面或内部缺陷所引起的对电、磁、光、声、热等反应的不同，来检测被测物的表面及内部缺陷，根据检测过程数据以及检测结果的数据分析，可以对缺陷的性质、形状、类型、数量、分布、尺寸、位置及其变化做出判断和评价。
无损检测技术的发展过程中，常规检测方法已日趋成熟，主要包括超声、射线、磁粉、涡流、渗透等。
但是，随着科技的进步，各种新结构材料的出现及新制造工艺的突破不断给无损检测提出了新的要求。
在此背景下，工程师不断研究开发了很多新型的检测方法和改进的检测技术。
比如声发射技术、超声相控阵技术、红外热成像技术、数字射线技术、银涂层损伤监测技术及阵列涡流检测技术等新技术不断进步和发展。
其中阵列涡流检测技术在航空发动机结构的无损检测领域体现出快速性、便捷性、先进性等工程应用前景。
2 阵列涡流传感器设计
传感器主要包括信号发生装置、功放装置、一个激励线圈和四个检测线圈、预置裂纹铝板、四路差分放大装置、四路滤波装置、四路滑动变阻器、四路数据采集卡。
激励信号由信号发生装置产生，该信号可设定幅值、偏振、相位及频率，以满足设计要求，经过功放装置驱动阵列涡流传感器的激励线圈，激励线圈产生的电磁场作用到待测试件上。
在以上思路基础上，设计了单激励发射接收式阵列涡流传感器。
如图1所示，
激励线圈龙骨材质为尼龙，长宽分别为45mm，圆弧半径为4mm。
具体尺寸以满足线圈安装匹配为原则，在设计过程中满足条件的前提下优先考虑设计成本的节约。
电涡流传感器的基本原理是涡流效应的应用，检测过程中待测试件上感生涡流，感生涡流在被测试件上检测到缺陷时，会发生明显变化，由缺陷引起的涡流的变化直接影响涡流的电磁场发生变化，表现在物理量的输出即检测线圈的检测电压幅值和相位也发生直接变化。
实际操作过程中，相关物理量的变化非常小，受到噪声干扰比较明显，为解决干扰问题，引入一个差分放大器将检测线圈输出的结果输出，直接将这个微小的电信号进行放大处理。
再通过滤波装置和滑动变阻器使其电压幅值和相位稳定，提高其测量精度。
检测过程中，可以使用示波器来实时观察其中检测信号的电压幅值和相位，此时示波器可以直观观察测量数据的波形图，此时我们发现示波器不能将检测信号的检测结果的幅值和相位进行分析、储存及研究，这就对检测过程带来了不便，与此同时示波器只能用于观察某一路的检测信号，这对多通道检测过程提出了挑战，面对此类问题，工程中主要通过数据采集卡将数据采集到计算机终端，然后开发软件进行实时显示和数据的保存及分析。
本文在此基础上进行虚拟仪器的研发，可以对数据进行有限存储和显示，以确保数据直观、有效的进行分析。
3 界面设计
考虑到无损检测系统的实际应用过程中测量试件较多，需要对无损检测进行集中管理，采用界面设计将多通道测量进行集成管理，实现无损检测系统的实时监测和数据回收，如图2所示，界面设计主要包括无损检测曲线的显示区域和人机交互区两个主要部分。
4 试验验证
传感器实现后对某一试件的裂纹进行了检测验证，首先用示波器对检测信号以及电压相位进行观察，然后通过采集卡和计算机实现数据采集，将采集结果在虚拟仪器进行显示，其采集处理结果如图2显示区所示。
采集结果表明，该虚拟仪器实现了无损检测的数据在线采集与处理，在工程中能够方便技术人员进行人机交互，加快了检测效率，进而提高了检测精度，最终起到节约成本的效果。
5 结束语
在验证过程中，由于环境的影响检测信号遭遇了噪声干扰，检测通道的滤波装置不能有效屏蔽较大程度的噪声，所以该设备对使用环境要求较高。
后续研究工作要从硬件方面入手，设计更灵敏的滤波裝置。
本文设计的无损检测设备有效加快了工业生产进度，使人从繁琐的切换过程中解放出来，具备一定的推广价值。
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