汽车尾流速度测量的虚拟仪器系统
2012-12-27
随着高速公路的蓬勃发展，汽车车速不断提高，汽车气动阻力对燃油消耗的影响日益凸现出来。气动阻力的85%是压差阻力，同时压差阻力91%来自汽车尾部（其值随车身长短不同而异）；而汽车尾流结构对汽车空气动力特性具有决定性影响。为此，进行汽车尾流速度测量，搞清尾流结构进而改善汽车空气动力特性对开发低阻力汽车，降低汽车燃油消耗有重要意义[1]。
在进行尾流试验研究过程中，我们发现传统的测试仪器是功能固定且封装好的，专用于某项具体试验或任务，且价格昂贵。开发测试系统时，对设计人员的要求非常高：要求掌握测试仪器底层硬件知识，必须有广泛的计算机编程知识，并能编写硬件的驱动程序。从而导致了传统测试系统开发周期长、灵活性很差。为了缩短速度测试系统开发时间，并方便以后用户对其进行维护、扩展和升级，在热线风速计的基础上，我们引入虚拟仪器的概念，为汽车尾流速度测量开发出专用的虚拟仪器系统。
该测速校准系统能完成以下功能：
（1）进行数据采集参数设置，数据采集系统可设置信号增益放大倍数、采样频率、信号扫描次数、以及被测量信号的上限与下限等。在计算机不溢出的条件下可任意改变测量虚拟仪器的测量信号的范围，这点是传统测试仪器望尘莫及的。
（2）进行环境变量初始化，包括大气压和温度的初始化。通过给定的大气压和温度等初始条件，系统还可算出试验当时风洞中空气的密度与空气湿度。
（3）进行待测信号实时显示，包括皮托管压力差对应的电信号与热线风速仪的输出电压信号显示。这些任务由虚拟仪器中的图像指示器（Indicator）来完成，其功能与实际示波器相同。根据信号显示我们可以知道待测信号的变化何时剧烈、何时稳定，并根据需要进行采样控制。但是，示波器的显示范围很受限制，不如图像指示计灵活。虚拟仪器中的图像指示计的显示范围可根据需要进行任意设置，条件是计算机不溢出。这也体现了虚拟仪器的灵活性，调整升级的方便性。
（1）针对传统仪器的种种特点和弊端，在汽车风洞中引入虚拟仪器的概念，开发了基于热线风速计的、专门用于汽车尾流测速的虚拟仪器系统，该系统能够方便地进行维护、扩展和升级。
（2）使用该虚拟仪器系统进行了某国产轿车的尾流测速试验研究，测试结果与我们以前的数值计算结果和试验结果均保持一致，证明了使用本虚拟仪器进行汽车尾流测速是有效且可行的。
（3）应用该虚拟仪器系统进行汽车尾流测速，进而研究改善尾流结构的措施，对提高汽车空气动力特性，开发低阻力国产汽车，降低汽车燃油消耗有重要意义。
来源 电能质量分析仪 http://www.hncsw.net/
在进行尾流试验研究过程中，我们发现传统的测试仪器是功能固定且封装好的，专用于某项具体试验或任务，且价格昂贵。开发测试系统时，对设计人员的要求非常高：要求掌握测试仪器底层硬件知识，必须有广泛的计算机编程知识，并能编写硬件的驱动程序。从而导致了传统测试系统开发周期长、灵活性很差。为了缩短速度测试系统开发时间，并方便以后用户对其进行维护、扩展和升级，在热线风速计的基础上，我们引入虚拟仪器的概念，为汽车尾流速度测量开发出专用的虚拟仪器系统。
该测速校准系统能完成以下功能：
（1）进行数据采集参数设置，数据采集系统可设置信号增益放大倍数、采样频率、信号扫描次数、以及被测量信号的上限与下限等。在计算机不溢出的条件下可任意改变测量虚拟仪器的测量信号的范围，这点是传统测试仪器望尘莫及的。
（2）进行环境变量初始化，包括大气压和温度的初始化。通过给定的大气压和温度等初始条件，系统还可算出试验当时风洞中空气的密度与空气湿度。
（3）进行待测信号实时显示，包括皮托管压力差对应的电信号与热线风速仪的输出电压信号显示。这些任务由虚拟仪器中的图像指示器（Indicator）来完成，其功能与实际示波器相同。根据信号显示我们可以知道待测信号的变化何时剧烈、何时稳定，并根据需要进行采样控制。但是，示波器的显示范围很受限制，不如图像指示计灵活。虚拟仪器中的图像指示计的显示范围可根据需要进行任意设置，条件是计算机不溢出。这也体现了虚拟仪器的灵活性，调整升级的方便性。
（1）针对传统仪器的种种特点和弊端，在汽车风洞中引入虚拟仪器的概念，开发了基于热线风速计的、专门用于汽车尾流测速的虚拟仪器系统，该系统能够方便地进行维护、扩展和升级。
（2）使用该虚拟仪器系统进行了某国产轿车的尾流测速试验研究，测试结果与我们以前的数值计算结果和试验结果均保持一致，证明了使用本虚拟仪器进行汽车尾流测速是有效且可行的。
（3）应用该虚拟仪器系统进行汽车尾流测速，进而研究改善尾流结构的措施，对提高汽车空气动力特性，开发低阻力国产汽车，降低汽车燃油消耗有重要意义。
来源 电能质量分析仪 http://www.hncsw.net/
