汽車尾流速度測(cè)量的虛擬儀器系統(tǒng)
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（2）進(jìn)行環(huán)境變量初始化，包括大氣壓和溫度的初始化。通過給定的大氣壓和溫度等初始條件，系統(tǒng)還可算出試驗(yàn)當(dāng)時(shí)風(fēng)洞中空氣的密度與空氣濕度。
（3）進(jìn)行待測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)顯示，包括皮托管壓力差對(duì)應(yīng)的電信號(hào)與熱線風(fēng)速儀的輸出電壓信號(hào)顯示。這些任務(wù)由虛擬儀器中的圖像指示器（Indicator）來完成，其功能與實(shí)際示波器相同。根據(jù)信號(hào)顯示我們可以知道待測(cè)信號(hào)的變化何時(shí)劇烈、何時(shí)穩(wěn)定，并根據(jù)需要進(jìn)行采樣控制。但是，示波器的顯示范圍很受限制，不如圖像指示計(jì)靈活。虛擬儀器中的圖像指示計(jì)的顯示范圍可根據(jù)需要進(jìn)行任意設(shè)置，條件是計(jì)算機(jī)不溢出。這也體現(xiàn)了虛擬儀器的靈活性，調(diào)整升級(jí)的方便性。
（4）數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的控制。
（5）數(shù)據(jù)處理。
數(shù)據(jù)包括兩部分：
（1）初步處理
根據(jù)壓差電信號(hào)與壓差之間的已知關(guān)系，首先將電信號(hào)變成壓差值，然后根據(jù)壓差與風(fēng)速間的關(guān)系
（2）曲線擬合
該曲線擬合功能由一專門的子虛擬儀器（SubVI）完成，如圖4。初步處理的數(shù)據(jù)U 和熱線輸出電壓作為曲線擬合VI 的數(shù)據(jù)輸入。然后根據(jù)King 指數(shù)定律，即采用公式（2）進(jìn)行指數(shù)曲線擬合，求出A，B，n，典型的擬合曲線結(jié)果如圖5。曲線擬合VI 中，還進(jìn)行了最優(yōu)多項(xiàng)式擬合。通過兩種擬合方法的比較可知，King 的指數(shù)定律的曲線擬合誤差較小。由校準(zhǔn)系統(tǒng)得到的結(jié)果，即系數(shù)A，B，n 的值可通過文件I/O存儲(chǔ)到硬盤里或其他存儲(chǔ)設(shè)備上。
圖4 曲線擬合求A，B，n 的子虛擬儀器
圖5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合曲線
該虛擬儀器子系統(tǒng)調(diào)用熱線測(cè)速校準(zhǔn)子系統(tǒng)得到校準(zhǔn)關(guān)系式，熱線風(fēng)速計(jì)就可以進(jìn)行汽車尾流風(fēng)速電信號(hào)測(cè)量，并經(jīng)虛擬儀器（VI）處理得到風(fēng)速。
5.1 子系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
測(cè)量子系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6。
圖6 熱線風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng)硬件組成
在進(jìn)行風(fēng)速測(cè)量之前，需進(jìn)行風(fēng)洞風(fēng)速的測(cè)量，此風(fēng)速由靜壓皮托管風(fēng)速計(jì)完成（如圖6 右邊虛線框部分）。皮托管應(yīng)放在試驗(yàn)段遠(yuǎn)離轎車模型的上游，以保證此處的流場(chǎng)未受到試驗(yàn)?zāi)Ｐ屠@流場(chǎng)的干擾。
A/D 板將虛擬儀器發(fā)出的x，y，z 坐標(biāo)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并通過通道3（ch3）發(fā)送給伺服器，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)移測(cè)架移至測(cè)量位置。此后就可以通過LabVIEW 編寫的虛擬儀器程序控制進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量。
5.2 子系統(tǒng)虛擬儀器構(gòu)成
熱線風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng)VI 部分構(gòu)成及其用戶界面如圖7、圖8。
圖7 熱線風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng)VI 結(jié)構(gòu)圖 圖8 熱線風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng)的用戶界面
（1）數(shù)據(jù)采集的參數(shù)設(shè)置，與校準(zhǔn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置相同。
（2）試驗(yàn)環(huán)境變量初始化，除了校準(zhǔn)系統(tǒng)的環(huán)境變量初始化外，還需給定熱線風(fēng)速計(jì)的熱線探針?biāo)鶓?yīng)測(cè)量的位置（x，y，z）。
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評(píng)論