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基于虚拟仪器的汽车测试技术实验平台


蘧圄 

机 械 工 程  
Me c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g  

基于虚 拟仪器 的汽 车测试技 术实验平 台 
刘 祯Ⅲ 尹 攀 
4 4 1 0 5 3 ;   .   一   4 4 1 0 0 0 )   一   ( [ 1 ] 湖 北文 理 学院

湖北 - 襄阳 【 2 】 东风 汽车 股份有 限公 司   湖北 ? 襄阳

摘 要 针对 汽车测试技 术实验教 学中的弊端 , 采用虚拟仪器技术, 基于 L a b VI E W 平台, 开发 了汽车 自动 变速器换档  规律测试系统, 本测试 系统可采集到影响汽车换档 的九个主要信号 , 具备滤 波、 放 大、 分析和显示存储 的功能。 基 于此 

平 台, 学生可 自 行编程, 更改参数和增加模块功 能, 以取得 良 好的实验 效果。   关键词 汽车测试技 术  实验教 学 虚拟仪 器 L a b V I E W 
中图分类号: G 6 4 4   文献 标 识 码 : A  

Ex pe r i me n t a l   T e a c hi n g   Pl a t f o r m  Ba s e d   o n   Vi r t u a l   I n s t r um e n t   Fo r   Au t o mo b i l   M e a s u r e me n t   Te c hn i q   He   Fo u nd a t i o n  
LI U  Zh e n t “ . YI N  Pa n【  

( 【 l 】 Hu b e i   U n i v e r s i t y   o f   A  ̄ s   a n d   S c i e n c e , Xi a n g y a n , Hu b e i   4 4   1   0 5 3 ;  

【 2 】 Do n g  ̄n g   Au t o mo b i l e   C o . , L t d . , Xi a n g y a n g , H u b e i   4 4   1   0 0 0 )  
Ab s t r a c t   Th e   we a k n e s s   o f c u r r e n t   c o l / l ' s e   c o n t e n t   o f Au t o mo b i l   me a s u r e me n t   t e c h n o l o g y   h a s   b e e n   p o i n t e d   o u t   i n   t h e   p a p e r .   Th e   g e a r   s h i f t   s t r a t e g y   me su a r e me n t   s y s t e m  i s   b u i l d   u p   b se a d   o n   v i r t u a l   i n s t r u me n t p l a t f o r m. Th e   me su a r e me n t   s y s em  t c a l l   b e   c o l l e c t e d   t o   i n f l u e n c e   a u t o mo b i l e   g e a r s h i f t   n i n e   ma i n   s i g n a 1 . I t   h s  a t h e   f u n c t i o n   o f il f t e r i n g , a mp l i i f c a t i o n , a n a l y s i s , d i s p l a y   a n d   s t o r a g e . Ba se d   o n   hi t s   p l a t f o r m, s t u d e n t s   c a n   a u t o ma t i c a l l y   p r o g r m mi a n g , c h a n g e   p a r a me t e r s   nd a   i n c r e a s i n g   t h e   mo d u l e  
f u n c t i o n . T h e   t e a c h i n g   e fe c t   i s   p r o mp t e d .  

Ke y   wo r d s  a u t o mo b i l   me su a r e me n t   t e c h n i q u e ; e x p e r i me n t a l   t e a c h i n g ; v i r t u a l   i n s t r u me n t ; L a b VI EW  

0引言 

4个 S C X I 信号调理模块插槽集成 , 内部边往 S C XI 模块 , S C XI   模块具有 多路复用及并联的操作模式 。NI   P XI . 1 0 5 0采用最  目前汽车测试技术实验教学主要存在以下问题: ( 1 ) 经典、  

验证型 实验过多 ; ( 2 ) 对 学生束缚过 多。教师把 实验 的内容、   新机箱技术 , 0  ̄ 5 0 。 C温度范围。   操作方法与步骤、报告格式甚至每一步得到什么结果等都写 
得一清 二楚 ,学生完全是在教师设定 的范 围内机械地完成操  作, 缺少主动积极 的思考 , 束缚 了学生 的独立思维和能动性,   不利于创新 能力的培养∞ 。   而随着测试技术的发展,虚拟仪器正逐渐取代传统测试  仪器0 。 从汽车测试技术课程特 点看 , 有必要大力开展虚拟仪  器教学实验平台建 设, 给学生 以更多的工程 实践机会 , 以培养  学生的动手能力和创新能力 。同时 ,结合湖北文理 学院培养  应用型人才的要求, 对汽车测试技术实验课 程进行 改革 , 提 出  将 虚拟仪器技术与实验教学相结合的能力培养方法 ,调动学 

生的学 习积极性 , 增 强实验教 学效 果。  
本文结合汽车测试技术的教学 内容,开发了汽 车 自动变 

图 l 换挡规律测量 系统设计 流程 图  
1 . 2 控 制 器 

速器换档规律测试系统 ,本测试系统可采集到影响汽车换档  的九个主要信号, 具备滤波、 放大 、 分析和显示存储的功能, 基 

控制器型号为 NI   P XI 一 8 1 9 6 , 它标准配置 5 1 2 MB双通道 

DR 2 R AM( 最大支持 2 G B) , 1 0 / l O o / 1 0 0 0   B se a T X( 千兆) 以太  于此平 台, 学生可 自行编程 , 更 改参数和增加模块功能, 以取  D 网 , E x p r e s s C r a d / 3 4插槽和 4个 US B 2 . 0端 口,具有集成的硬  得 良好 的 实 验 效 果 。   l 硬件系统  测试硬件主要有机箱 、 控制器及数据采集卡等:   、  
1 . 1 机 箱 

盘、 G P I B、 串口及 其他外 围设备, 安装有 Wi n d o ws X P 操作系统 
和 驱 动程 序 。  

1 . 3数据采集卡  采用 NI   P XI 一 6 2 5 1 数据采集卡, 它有 2路 l 6位模拟输 出   ( 2 . 8 Ms / S ) , 2 4条数字 I / O线, 3 2位计数器, ( 下转 第 1 7 3页 )  

机箱型号为 NI   P X I - 1 0 5 0 , 它 由 8个 3 U   P XI 模块插槽与 

万方数据

医学 药学 
Me d i c a l   P h a r ma c y  

建设建设方面需要得到经验借 鉴与模 式参照 ,在人才培养 过  的生 产流 程 及操 作 过 程 , 以岗位 轮 换 的方 式依 此进 行各 个单 元  程 中需要共享优质 实训教 学资源 。建设 高水平的职业教育 实  的岗位技能训练 , 使学生在比较接近企业现实的情形下, 亲身 
从 而掌 握 一 定工 作知 识和 技 能 。   训基地 ,将带动湖北 省高职 院校生物制药技术专业建设水平  体 验 生物 制 药 的 生产 流 程 , 的整体提升; 通过优质 实训教学 资源共享 , 有利于提升湖北省  4 . 3 校外 实训基地建设与实践 

生物制药技术高技 能人才培养 的整 体质量 。   4生物 制药 技 术 专 业 职 业 教 育 实 训 基 地 的 建 设 与 实践 

生 物 制 药 技 术专 业 大 力拓 展 校 外 实 习基 地 ,基地 数 量 由  

原来的 2 0个增加到 3 9个 , 在企业实习的过程中, 学生置身于 

职业情境中 ,以准职 业人 的身份体验生物制药工业化生产情  4 . 1 建设思路  ?   广泛的社会 调研 ,准确把握湖北省生物制药产业技术发  境 , 感悟职业文化 , 锻炼职业 意识, 并进行特定科 目的的职业  锻炼职业综合素质, 真正做到融教、 学、 做于一体 ,   展现状及趋势 、 人才 需求结构与规模 、 从业人员培训 以及技术  技能训练,

服务需求信息 , 参照企业技术规范 , 建设具有教学、 培训、 职业  彰显校外基地教学性 。  
技能鉴定 、 技术服务 “ 四位 一体” 功能、 设备设施先进的生物制  药技术专业职业教育实训基地 。依托区域校际合作平 台,通  过积极运作 , 实现 优质 实训教学资源共享 。   4 . 2校 内实训基地建设 与实践  4 . 4“ 双师型” 师资队伍 建设 
现 代 生 物 技 术领 域 师 资力 量 的 薄 弱 , 是“ 十二 五 ” 期 间 制 

约生物制药技术专业发展 的最主要因素。近三年来 ,学校主 
要采取通过组织工学 结合职教理论学习交流 、国内外进修培 

在现有 的基础上, 模拟仿真实训室通过 配置发酵工艺、 生  训 、 岗位 轮 转 、 下企 业 挂 职 锻 炼 、 参 与 以工 作 过 程为 导 向的课  
物分离、 制剂工艺、 分析检验等 四种仿真模拟软件, 使学生通  程 体 系 开发 实 践 , 更 新 了教 师观 念 , 提 高 教师 “ 双师” 素质 。   过仿真模拟操作, 能够直观而抽象认识完整 的工 艺流程, 以流  基础上演练操作规范与要点, 达到基本的实践训练 目的。   按 中小试验生产规模、 工业化生产场景、 行业技术规范, 新 

总之 ,生物制药技术专业的成败 很大程度上取决于有效 
设 合格 的实 训 基 地 , 才 能真 正培 养 出企 业 需要 的人 才 。   .  

程化的观点分析 问题产生的原因 以及处理类似 的要 点,在此  的实践教学 , 实训基地 的建设是组织实践教学的前提, 只有建 

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神 " 的 盖 I 姐

建生物技术制药、 药物制剂工艺、 微生物技术应用 3个生产性  注 释 


实训车间和 1 个分析检验实训室组成 的校 内模拟真实 的生产  2 0 1 0 . 2 0 2 0年)   性 实训 车 间 。以来 源 于 企 业 的真 实 生 产任 务 为 载 体 , 模 拟 工 厂  ② 湖北 省中长期人才发展规划纲要 (

国务院关于加快培育和发展 战略性新兴产业的决定( 国发 ( 2 0 1 0 】 3 2 号)  

( 上接第 1 5 7页 ) 并联 ( C o r r e l a t e d ) DI O( 8条时钟线 , 1 0 MHz ) :   主创新实验 , 解决 了传统实验 教学仪器更新成本高的问题 。  
模拟和数字触发 。采用高精度 M 系列提高测量精度、 分辨率  和敏感度 , 采用 NI . D AQ mx驱动软件和 NI   L a b VI E W  S i g n a 1 .   E x p es r s 交互式数据 记录软件 。  
2软 件 系 统 

采用 L a b V I E W 虚拟仪器软件作为汽车测试系统的开发平 

台, 不仅解决了传统试验检测手段落后、 测量误差大、 操作费时  费力等 问题, 而且具有精度高、 数据便于存储和处理、 界面友好、   操作简单等优 点。尤其有助于学 生从繁琐的运算中解放出来,  
可 以用更多的时间去 明确概念, 具有很好的教学效果0 。  

图 2 换 档规律测量 系统程序前面板 
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本软件用 L a b VI E W8 . 0 编程 , 配合使用 P X I - 6 2 5   1 数据采 
集卡, 设计流程如图 l 所 示。整个软件 实现 的功 能有 :   ( I ) 多通道数据采 集模 块同步完成变速箱 油压 、 档位、 车  速等多个数据 的采集 , 实 时性很强 , 在采集过程 中自动将 多通  道数据按一定的文件格 式存储在硬盘上并在前 面板 上显 示,   如图 2 ; ( 2 ) 数据读取模块通过一定的算法 、 输 出的条件对数据  进行过滤 ,只记录下有效数据 ;( 3 )在数据处理上运用 L a b .   V I E W 与E x c e l 的通信 , 利用 L a b VI E W 具有调用 A c t i v e X 的  功能对 E x c e l 发送请求母 ,在 E x c e l 中实现对数据的排序和换  档图的绘制 , 如图 3 。   3结语 
注 释 


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车鼍 ‘ , h )  

图3   自 动 变速 器换档规律 

基于虚拟仪器 技术和 L a b VI E W 平 台, 开发了测试技术虚  ② 朱春梅, 黄 民. 机械类专业“ 测试技 术” 课程教学改革初探【 J ] 冲 国电力教育,   拟仪器教学实验平台。该平台能控制 9 路模拟量 的采集并对  2 0 0 9 ( 6 ) : 8 9 - 9 0 .  
肖友刚, 李国臣, 唐雄斌等. 构建基 于虚拟仪器平台测试技术实验教  采集回来的数据进行滤波操作 , 基 于该平 台, 可以开设多个汽  ⑤ 康志成,

贾玉赞. 汽车实验教学与学生多种能力的培养【 J 1 . 太原科技, 2 0 0 1 ( 1 ) :   ; 2  3 .  

车测试技术教学实验 , 如温度信号测试、 发动机转速测量、 喷 
油 量 检 测 等 实验 。该 平 台还 可 配 合 教 学 内容 的延 伸 ,集 成 更 

学体系 【 J 】 . 宜春学 院学报, 2 0 0 9 ( 8 ) : 1 8 3 . ! 9 o 4 .  



黄治清, 贺建 闽等. 虚拟 仪器 实验室 的建 设与教学实践【 J 】 _ 电气 电子教学学 
报, 2 0 0 1 . 2 3 ( 5 ) : 5 9 — 6 1 .  

多先 进 的传 感器 , 做 进 一 步 的完 善 , 用 于 学 生进 行 测 试 技 术 自   ⑤ 杨乐平, 李海涛. L a b V I E W 高级程序 设计【 M】 . 北京: 清华大学出版社, 2 0 0 3 .  

万方数据


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