本文讲解了什么是虚拟仪器技能,将会从它的组成和优势进行剖析，在依据虚拟仪器技能打开对它的减振试验体系的规划进行深层次的剖析。
振荡现象是自然界中普遍存在的一种现象，振荡问题在工程中是要常常面对地问题，故振荡剖析已成为各项工程技能研讨与规划必不可少的环节。伴随着微电子技能、核算机技能和网络技能的迅速发展及其在电子丈量技能领域的运用，丈量仪器不断进步，从开端的模仿仪器顺次发展到数字化仪器、智能化仪器和最新一代的虚拟仪器。虚拟仪器技能，由用户界说仪器功用，可扩展性强，信号剖析及处理能力强。因而，咱们规划了以LabVIEW为根底的动力减振试验体系。
1.虚拟仪器技能
1.1虚拟仪器的组成
虚拟仪器以通明的办法把核算机资源(如微处理器、显现器等)和仪器硬件(如A/D、D/A、数字I/O、定时器等)的丈量、操控能力结合在一起，经过软件完结对数据的剖析处理、表达以及图形化用户接口。这样用户便能够经过友爱的图形界面操作这台核算机，就象在操作自己界说、自己规划的一台单个传统仪器相同。
虚拟仪器从功用上区分，能够分为数据收集、数据剖析和成果显现三大功用模块;从构成要素讲，它是由核算机、运用软件和仪器硬件组成的;从构成办法讲，则有以DAQ板和信号调度为仪器硬件而组成的PC-DAQ测验体系，以GPIB、VXI、Serial和Fieldbus等规范总线仪器为硬件组成的GPIB体系、VXI体系、串口体系和现场总线体系等多种方式。不管哪种VI体系都是将仪器硬件搭载到笔记本电脑、台式PC或工作站等各种核算机渠道加上运用软件而构成的。
1.2虚拟仪器的优势
虚拟仪器与传统仪器最大的不同之处在于运用的灵活性和功用的可重构性上。论文参阅网。在虚拟仪器中，硬件只是是为了处理信号的输入、输出，软件才是整个仪器体系的要害，任何一个运用者都能够经过修正软件的办法，很便利的改动、增减仪器体系的功用与规划。虚拟仪器克服了传统仪器的功用在制作时就被限制而不能变化的缺点，摆脱了由传统硬件构成一件仪器再连接成体系的方式，为用户供给了一个充分发挥自己的才干和想象力的空间。
2.振荡的数学模型剖析
工程实践中，很多问题不能简化为单自由度体系的振荡问题进行剖析，而往往需求简化成多自由度体系才干处理。两自由度体系是最简略的多自由度体系。对体系模型的简化、振荡微分方程的树立和求解的一般办法以及体系呼应表现出来的振荡特性等方面，两自由度体系和多自由度体系没有什么本质区别。因而研讨两自由度体系是剖析和把握多自由度体系振荡特性的根底。两自由度体系的运动形状要由两个独立的坐标来确认，需求用两个振荡微分方程描绘它的运动。树立振荡微分方程最常用的办法便是用牛顿榜首定律规律进行剖析。
在工程中有许多实践体系都能够简化为图1所示的力学模型图。质体m1和m2用绷簧k2联络，而它们与根底别离用绷簧k1和k3联络。假定两质体只沿铅垂方向作往复直线运动，质体m1和m2的任一瞬时方位只需用x1及和x2两个独立坐标就能够确认，因而，体系具有两个自由度。以ml和m2的静平衡方位为坐标原点，在振荡的任一瞬时t，m1与m2的位移别离为xl和x2。在质体m1效果谐激振力Qlsinωt。取加速度和力的正方向与坐标正方向共同，依据牛顿第二定律可别离得到质体ml和m2的振荡微分方程：
3.减振试验体系的规划
3.1减振试验体系总体规划
整个体系的结构框图如图2所示。它包括振荡鼓励体系、两自由度动力减振振荡梁设备、数据收集体系以及包括LabVIEW软件的核算机体系。咱们选用框架式结构梁和附梁作为被测件，经过激振器使其发生振荡，然后得到它的动态特性。
3.2两自由度振荡设备
由框架式结构梁和激振器所构成的两自由度动力减振试验台设备如图3 所示。1所示即为框架式结构梁，2所示为附梁，3为激振器。在激振器的效果下，框架式结构梁(m1，k1)发生振荡，在鼓励频率等于其固有频率时，会发生单自由度体系的共振现象。为消除框架式结构梁主梁体系的共振状况，在该体系上再附加附梁体系(m1，k2)而构成两自由度体系，当附梁体系的固有频率和框架式结构梁主梁体系相一起，这时附梁体系(m1，k2)具有消除主梁体系(m1，k1)共振的效果，故称为动力减振体系。论文参阅网。振荡信号经过贴在主梁和附梁上的电阻应变片丈量。
3.3振荡鼓励体系
将电动式激振器与被测件固定在一起，使其随激振器的振荡方式而运动。由信号收集卡输出发生鼓励信号。论文参阅网。然后经功率扩大器传给激振器，对框架式结构梁和附梁发生激振效果。在本体系中，为操控便利，可对被测件进行恒力激振，即每改动一次频率，只需调整信号的幅值巨细使功率扩大器的输出坚持稳定即可。
3.4数据收集体系
数据收集体系由电阻应变片、信号调度电路、数据收集卡、核算机等几部分组成。关于可触摸丈量的框架式结构梁和附梁，别离贴上电阻应变片，将两路振荡信号变成应变信号，再经过信号调度电路转变成电压信号，再进行扩大滤波处理。考虑到振荡信号的频率不高，所以选用了的NI公司的USB—6008型多功用数据收集卡，其采样速度可达10k/s，可完结双通道的数据收集处理。
3.5数据剖析体系
数据剖析体系的软件结构可分为主模块、虚拟信号源模块、振荡信号收集模块、数据剖析模块，其间数据剖析模块又可分为频谱剖析模块、波形显现模块、数据记载模块。虚拟仪器体系功用较为杂乱，所以选用了四个分面板方式，把最重要的显现元件和操作元件放在了榜首分面板，并且分配到每个子面板上的功用均简洁明了，易于用户了解。
振荡信号变成数字信号输入核算机中，接下来调用LabVIEW软件编写的数据剖析程序进行对数据进行频谱剖析。依据振荡测验中对信号的剖析和处理的基本要求，供给了滤波器、窗函数、时域、频域、频率呼应、自相关函数、互相关函数等信号剖析办法。加上对这些剖析办法的数据操控，能够很好的完结对信号的剖析和处理。当信号发生器发生一个从0Hz开端的扫频信号，传给激振器对框架式结构梁发生激振效果时，咱们能够在核算机上观测到两自由度的共振现象和动力减振现象。在这咱们给出了信号傅立叶改换后的频域调查，当然也能够在时域调查。
4结束语
根据虚拟仪器技能的减振试验体系能有用的观测和剖析两自由度振荡和动力减振现象，因为所处理的信号频率不高，选用廉价的收集卡就能满足要求，全体造价低价，而信号处理内容较为丰厚，所以该试验体系不只合适机械专业运用，并且还能够用于检测和运用物理等专业在学习传感器
和虚拟仪器时运用。一起使用LabVIEW的灵活性，能够让学生自己增加或改动信号处理模块，展开有关的综合性试验。
