航空測試領域中虛擬儀器技術的運用論文
前言
計算機技術的發展包括軟件和硬件，計算機技術穩步發展的必要前提是軟件與硬件技術的不斷結合。唯有共同發展才會對社會進步有著不可估量的作用。美國在 20 世紀 80 年代成功研制出虛擬儀器，并將虛擬現實技術應用到儀器設計中，使人們更大膽地提出設想并付諸實踐，最終成就了儀器領域的重大改革。虛擬儀器憑借著其靈活性和可維護性占據著無可比擬的優勢，為測試人員提供便捷的測試環境，使得測試人員僅僅需要通過對測試平臺的簡單操作，便可以迅速完成相應的測試任務。
1 虛擬儀器簡介
我國虛擬儀器發展起步較晚，其概念在 1986 年首次被提出，虛擬儀器的基本思想是通過對虛擬儀器軟件的分別執行，從而構成不同的儀器，方便了測試工作的靈活完成，實現對測試功能的完全由用戶自定義設定，當然，此種功能的實現無法脫離對其起到支持作用的硬件平臺。虛擬儀器與傳統儀器相比較具有相當大的區別，虛擬儀器具備虛擬儀器面板，可以由用戶自行定義，主要以計算機為基礎，通過編寫好的應用程序，使得各個功能模塊與計算機相互結合。操作者可以通過友好的圖形界面實現對計算機的控制，從而完成對測量數據的采集等功能。所謂虛擬儀器技術無疑是計算機技術與儀器技術的完美結合，將原本需要硬件完成的數據分析、處理與現實的功能轉化為通過計算機來實現。虛擬儀器技術將分配不同測量功能的軟件以相應的任務，對所采集的信號數據進行分析、處理、和記錄，進而取代傳統的測試系統。迄今為止，虛擬儀器仍然由硬件和軟件兩部分組成，在硬件搭建好后，通過不同的軟件分配不同功能的實現。隨著計算機語言的飛速發展，現今多數公司均推出了以C 語言為編程基礎的軟件，以適應不同水平的用戶。采用 C 語言為編程基礎不僅方便了用戶的編程，更適合不同的測試領域。虛擬儀器集計算機硬件資源、儀器與測試系統硬件資源和虛擬儀器軟件資源于一體，是計算機硬件、軟件和總線技術向其他相關技術領域逐漸滲透的過程與先進的儀器技術深入結合的產物[1].
2 航空電子測試系統簡介
航空電子測試系統作為飛機的重要組成部分之一，其功能的好與壞直接影響著飛機的性能，與飛機的每一種能力息息相關，其技術水平的高低是決定飛機性能優劣的關鍵因素。航空電子測試系統與傳統及其區別在于其對自動化的概念做了更好的詮釋。由于航空電子產品一般功能較為復雜，往往相同類型的產品測試方法不同，需測試人員對每種儀器的測試方法和步驟進行學習和總結。航空電子測試系統的組成異常復雜，人們通常會將航空測試系統想象為大型的分布式虛擬儀器，只是虛擬儀器在設計過程中需要考慮其具體的硬件實施。航空電子測試系統工作時首先需要確定接口形式，以確認所選擇的接口卡是否具有設備驅動程序。首先，確定應用程序所采用的編程語言，并根據用于需要編寫應用程序。最后，對應用程序進行調試和運行[2].
3 航空測試領域中虛擬儀器技術的應用
3.1 航空發動機穩定性測試中對虛擬儀器技術的應用
航空發動機穩定性測試系統有著不可比擬的重要性。虛擬儀器較傳統儀器相比，其硬件設施更加簡單。方便、靈活的構建方式成為虛擬儀器技術在與其他儀器競爭中的最大優勢。實現用戶對儀器的自定義功能。虛擬開發平臺提供了大量的函數庫，所采集到的信號經過處理后被輸入計算機系統，實現將信號進行數字化的處理，從而得到更加實用的測試結果，最后以數字形式顯示，或者以指針儀表等方式輸出測試結果。虛擬儀器開發平臺主要為虛擬儀器提供編程環境，相對于普通程序語言能夠提高時效，節省編程的時間。虛擬儀器平臺具有極為豐富的函數庫以及強大的接口功能，可以使編程者更容易設計出適合測試瀉藥的儀器。在采集信息時，外部環境與多個通道間的相互影響均會對所采集的數據造成干擾，從而出現干擾信號，而虛擬儀器技術充分考慮到此方面的影響，在必要時對采集的數據進行濾波處理，為數據的有效性提供保障，亦使測試結果更加準確。虛擬儀器技術的實現使得航空發動機穩定性測試的發展向前推進，使得系統具備了構成簡單、功能齊全的優勢。用戶可以隨時對控制面板進行更改，以滿足自身需要，不僅使開發周期縮短，更加便于工作人員對測試系統進行維護或調試。
3.2 導彈測試設備中虛擬儀器技術的應用
導彈的'研制、使用過程均十分嚴謹，不容許有任何細微的疏忽，為了保證研制進度和部隊使用的可靠性，對其使用到的測試設備更有著嚴格的要求。現如今，虛擬儀器技術在研制導彈、使用導彈的過程中得到普遍的應用，并展現出了極為廣泛的應用前景。隨著科技水平的進步，導彈的研制水平逐步提高，技術愈發的復雜，對導彈測試設備也提出了更高的要求，經濟的快速發展必然要求測試系統的研制更加快速和高效，并且應該具有自動測試、數據記錄的功能。而傳統的測試設備已經無法滿足導彈的發展需求。在對準確率有著較高要求的導彈測試系統中，虛擬儀器測試系統強大的分析能力正迎合了導彈系統的發展。虛擬儀器技術較好的滿足了導彈系統的較高要求，較好的彌補了傳統儀器無法滿足導彈發展需求的問題[3].虛擬儀器技術充分利用了計算機對數據計算和處理的快速性，對導彈測試中涉及到的信號進行記錄和分析，可見，其本身仍然包含著對計算機技術的引用。在虛擬儀器軟件測試中所包含的豐富的總線接口驅動程序，使工作人員編寫導彈測試程序更為便捷。采用的總線是已經研制成熟的標準總線，在市面上已經廣泛流通使用，將所有外圍設備通過計算機聯系在一起，由計算機統一操控著各類測試程序。虛擬儀器技術的運作無形之中構成了一套高速的綜合測試系統，實現了對測試結果實時顯示、自動存儲的功能。并且以人們容易接受的方式對測試結果進行顯示，便于測試人員對數據進行分析和處理。
4 結束語
虛擬儀器技術作為新興技術，不僅代表了一種創新的儀器設計思想，更是利用先進理念與技術，構造了便捷的航空電子產品測試系統。虛擬儀器技術的創新應用，是中國航空測試系統向著數字化、智能化、虛擬化和網絡化的方向發展，使測試系統不再遵循固有的無法更改的模式，使用者完全可以根據自身需要去設計儀器系統。
航空測試領域是我國科技興國必要發展的領域之一，虛擬儀器技術憑借著其獨有的靈活性，在航空測試領域中被大眾所接受，并占據著不可比擬的優勢。虛擬儀器技術必將引導著我國科技的進步與發展，為我國航空測試領域提高工作效率，增加測試工作的靈活性。
參考文獻：
[1]徐文山。虛擬儀器及其在機械工程測試技術中的應用[J].筑路機械與施工機械化，2014,9（2）：91-94.
[2]苗中華，陸鳴超，胡曉東，等。基于虛擬儀器技術的采棉機智能監控系統開發與應用[J].農業工程學報，2014,7（23）：35-42.
[3]李楊，伍君勇。虛擬儀器技術對知識創造的影響研究[J].科技進步與對策，2013,7（14）：135-138.
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