摘要：介绍了传感器自动检测系统中关于虚拟仪器技术的应用，充分利用计算机的软、硬件具备的优势，达到了系统数据的自动采集、分析和处理功能，界面友好，使用方便灵活，达到了虚拟仪器的设计理念，具有很强的拓展性。

关键词：虚拟仪器；数据采集；系统模块；自动检测

近年来由于国内外高科技领域里的计算机、网络和信息等技术的步伐加快，所以该仪器的应用及自动检测技术也逐步壮大起来。又因为，该仪器智能化的新式产品日益更新，信息网络技术和新式微型处理器与该仪器的技术融合逐步形成了一个上升趋势。此文讲叙的就是这种新式系统的设计思想和有效实现。

一、对于虚拟仪器

在这种新式仪器中LabView是重要的研究软件，它包括VXI、GPLB、RS--485 RS一232、标准通信和商业合同，能把内存式采集卡装置在主机上，也能与标准式配套的接口设备测试形成一个通畅的系统，让输出的信号能够被系统设置的传感器的收到。它也包括子程序库为使更好的连接网络，能够达到自动控制Labview软件，并自主编辑为图片式的C语言。因为它面对的是无很多亲身体验的使用客户，所以相当合适理科类型的施工人员作为基本实践操作的发挥舞台。

二、对于组成传感器自动检测的系统

该仪器智能化的系统是由软件包与硬件构成。软件大多是使用美国仪器有限公司的编程语言VisualC/C ++和框图式编辑语言LabWindows/CVI。本系统设计用的是软件中最新式的VisualC/C++为该仪器编辑程序主要语言。硬件大多包含许多型号的调制电路信号器件（比如poweramplifier、TCR电桥）、CPU、Prt、BSI CMOS 和A/D卡等组成。信号调理包括TCR电桥、PowerAmplifier，加之电阻的测量无法得到精确的数据，故需使用TCR电桥将所测的电阻相对转换X值转化成E信，转化后的E信强度较小，则须使用poweramplifier对E信号通过增大和过滤波形调适，实现到相关软件规定的数据范围内；BSI CMOS的功能是，把所测应数据值？转化到BSI CMOS所测电阻的相对值Y；DAQ将经过分析后的信号进行取样、分析、测量和编号，把虚拟信号转化成具体数字信号；将得到的具体数字信号，经过设备接口输入到主机，再由主机对它进行准确的分析处理，在屏幕上会出现该信号的波形与测量值，根据实际情况还可将波形图或测量值进行保存和打印。

三、完善软件测试系统的开发

测试的软件系统一般包含参考数设置环节、量化测试环节、电路抗阻测试环节、核对功能、自主生成报告书等。软件中设计的测试读写程序和自动化测试程序的相对独立，是为让自动化功能测试系统具备更完善的仪器拓展性，也便于今后晋级和改造。

1. 关于设置BSI CMOS和放大器的参考数

参考数设置一般包含BSI CMOS电阻配置、仪器敏感度配置、PowerAmplifier应变配置和TCR电桥电压配置等。由出产商提供的是电阻系数和灵敏系数，若是对所测试数据精度的要求较高，那么还须对它通过准确的核对。此软件系统还能为客户设置一些常用的默认数值，客户方在操作过程中，可依据个人需要来改换默认值。

2. 关于设置被测对象的参考数

被测对象参考数据由原材料的基础尺寸大小、试件的弹性功能和选择条件的测试设置等构成。测试条件的选择，包括电桥贴片方式、连接部位和各种压力状态等，单击设置界面上的“测试条件”按键，就会出现选择条件和架桥式所产生的友好界面。在触击键盘上“Initial”后，则会出现界面初始化的数据设置，此性能的采用是通过StrainValues：Onlnitialization复函数来达到的。其中某些参数在设置时，必须查阅可依靠的相关技术资料。

3.设置系统的采样程序

取样查询数据的程序步骤为：当准备选取样本时，开始要绘制一个被测事物的句柄，致使它能控制系统的A/D卡，第二步将设置的句柄作为初始参数，传送给另一个函数来初始化设备的采集卡，若要控制取样宽度、电压功率、出入通道、增益调适等，再打开设置数据采集卡采取样本，再将所得到的数据存放在设置的U盘里，便于客户使用时设置默认值，完成采取样本以后，记得放开被测对象。要注意的是一定要对每次实验中的模拟转换信号进行反复测量取样，以便最终能得到高精度的取样数据。

四、系统中存在的一些重要模块

1.对于采集数据模块

它的性能是对虚拟传送信号进行采样、校对和编号，将整体的虚拟信息转变为多个数据信息。这些默认值是客户采用模拟信号“开启取样”按键与“取样配置”按键，再进过整个数据采样程序共同达到的。

2.对于处理数据模块的任务

该系统的数据模板是传感器自动检测系统程序的一个关键节点。它能把采样得到的应变信号过滤处理是它的重要作用。它一般有尺寸变换、数据波形的过滤、采样处理的多次分析等方面。它的重点任务是：

a清除数据中其他的混入信号。在所测数字的采样、互换演变和输送工序中，一定要使用许多方式最有效地清除其他没用的破坏信息，以便获得较准确的数据值。

b对采样获得的信号作出准确分析。虚拟仪器测量的数据，大多是感应器经过多次转化成电能量，最后通过整个处理数据系统的演变，从而获得与所测对象数据相对应的物理量。

c考虑处理数据的采集内部存在特点。首先对采样获得的物理量通过严格的相关计算，或者也可以通过变换加工一些有紧密联系的物理量，方才得到相关的物理量自身就有的精确值。

3.图形显示模块的优势

正因为虚拟式传感器自动检测系统传承了虚拟仪器具有完美的界面和多样式的数据显示模块这些性能优势。它可以依据用户的要求，缩小和放大波形图的曲度，也可设置翻页操作，也可以展现出不同通道出口或组合测量信号的区域时间与频率区域数据处理中的边框图形；为了便于观察者观测到每个时间所测量的数据值，客户可单击鼠标并拖动它，便会在仪器液晶显示器上展示出任何时间的被测数值，并在虚拟仪器屏幕上出现对应的测量值，此数据测量值就表示鼠标所指方位时间的结果值。

使用贴图方式来达到非静态波形演变是图形显示技术的重要功能，它完全防止了出现闪烁的状况。在动画设计区域中一个十分重要的核心技术是贴图，用它做的的动画，不仅能快速地平滑展示，还不会产生马赛克色差或者发生闪烁情况。系统虚拟建造一个设置上下文MMDC的内存装置，对其通过初始设置，详细操作步骤有：

m_ MMDC=New CDC；--设置内存装置

C BITMAP>m_ Bitmapbm.Load  Bit map；--安装下载图形

CDC*m_ pMemDC一>CreativepDC；

m_ pMem  DC一>chooseObjective；

开始开一区域分配给m_MemDC在存盘中，在绘图时进行两个步骤：第一步在设置的存盘中绘图，第二步调用函数BitBh0将图片从存盘Dc中拷贝到显示内存中，再经过仪器设备全文DC盘反映出来。操作如下：

B1TMAPbm；m_Bitmap.  GetObject（sizeof，＆bm）；

pDC一>BitBlt （a，b.MeasureWidth，bm.MeasureHeight，m_pMemDC，a2，b2，Recopy）--选择图形对象  Clean up m_ pMMDC；--打开内存清除对象

4.关于保存并印刷的主要模块

该系统能够完成对被测试信号的折形图、数据表格的保存和历史回放，再用印刷机复制打印。此处特别要注意相关物理量的储存。测量数据选择完成之后，客户应选择“Preserve”来实现储存，即在规定设置的硬盘上可将被测量使用的值存储。测量值的存储是OnConserve运算式来进行的。当OnSave测量值之后，如使用客户要查阅原来输入的数值，即可点击键盘上的“Playback”键来实现，它是由OnLookback运算式来达到的，它的操作程序是由OnConserve运算式的逆过程来实现的。

五、关于整体系统的试验

操作系统大部份为私人计算机装置系统，程序系统为企业版Windows2003，编辑程序语言为Visual C/C++7.0（专业版）。系统操作硬件装置为：CPU芯片至少在四代之上，32位之上的随机存取储存器和重要的Printer。

测量采样卡采用基础的周边元件扩展接口器的A／D数据采集卡，采样精度为12bit，最高采样频率为200kHz，非双端18路，非单端10路。使用包括有灵敏度Amplifier、Bridge刺激加强电压和非高通过滤波形器的增益Amplifier。

六、结束语

本文以Visualization仪器开发Visual C/C++7.0为系统软件设计开发走向来面对广大客户，制造的新式仪器性能是进过连续的每个独立的处理模块来协同完成的，对系统操作的程序编辑改写、测量化和发现误差有益处，易于仪器系统以后程序的更改和系统的升级。它还可以测量多种变化的参量，如位移、压力和扭矩等。基于该新式仪器拥有传统虚拟传感器的所有实用优点，它具有将数据对象信息的采样、保存、整体分析和传送统一化，测量值与所得结果达到非屏蔽化的突破性。既保证了操作的简洁性，屏幕交互面的友好性，测量精度的正确性，也保证了软件的良好拓展性。关键是价格上，比旧式的测量工具便宜很多，这足以表明新式的虚拟测量仪器拥有随机的应变性和精准的可视性。

参考文献：

[1]刘君华，丁辉，贾惠芹。虚拟仪器程序设计Lab VIEW教程[M].2003.

[2]Sophocles J.Orfanidis.Introduction to Signal Processing[M].Prentice

Hall Intemational,Inc.2000.

[3]王文军。传感器虚拟测试系统的研究[A].中国优秀博硕士学位论文全文数据库[c].西北工业大学出版社，2002