车辆工程测试技术基础实验指导书.docx
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车辆工程测试技术基础实验指导书
《车辆工程测试技术基础》
实验指导书
王程编写
适用专业：
_车辆工程_
____________
实验学时：
____6_____
淮阴工学院交通工程系
２０10年９月
前言
车辆工程测试技术基础课程是车辆工程专业的一门重要的专业基础课，也是一门主要的实践课。
通过课程的学习，使学生掌握测试与诊断的基本理论方法，包括测试诊断信号分析基础、测试系统系统分析基础及远程诊断测试基础；通过课程实验培养学生的实践技能，掌握正确的工程测试方法及其在汽车工程中的应用。
课程设置的具体实验项目两个，其中测试信号获取实验为设计性实验。
目录
实验一测试信号获取…………………………………………
实验二计算机虚拟测试系统硬件调配及测试………………
实验一：
测试信号获取
实验学时：
3
实验类型：
设计
实验要求：
必修
一、实验目的
通过本实验的学习使学生了解常用传感器的工作原理；掌握被测量信息获取的方法；掌握信号处理的基本方法；掌握利用虚拟仪器进行测试系统构建的基本程序，为今后继续学习奠定基础。
二、实验内容
1按照测试目的和数据采集卡的特点，制定合理的测试方案；
2根据测试信号特点完成测试通道的调配；
3完成简单测试软件的设计，根据采集信号的显示情况选择合适的信号处理方法进行测试信号处理；
4比较测试信号处理前后的显示情况。
三、实验条件
1压力传感器；
2数据采集卡；
3虚拟仪器开发软件一套；
4计算机一台；
5电阻、电容、电路插线插板若干；
四、实验步骤
（具体操作见附件）
1实验前首先根据测试任务及板卡特点制定一套切实可行的实验方案；
2根据采集信号的特点，进行采集通道相关参数的设定，完成测试通道的调配；
3进行简单的测试程序开发；
4测试系统硬件连接；执行测试软件，根据采集信号的显示情况找出主要信号干扰方式，采取相应的信号处理方法进行测试系统优化。
5比较信号处理前后测试系统的数据采集显示情况。
五、实验思考题
想一想采集信号的两种输入方式（单端输入和差分输入）各应用于什么场合？
六、实验报告
要求分三个过程进行：
1．实验预习
在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。
对实验中的安全注意事项及可能出现的现象等做到心中有数，但这些不要求写在预习报告中。
2．实验记录
学生开始实验时，应该将记录本放在近旁，将实验中所做的每一步操作、观察到的现象和所测得的数据及相关条件如实地记录下来。
3．实验分析
主要内容包括对实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
七、其它说明
考核要求
1能够熟练运用仪器进行项目开发；
2能够根据测试结果进行正确分析，结论可靠；
3完成实验报告。
附件：
在下面的实验中，将使用DAQAssistantExpressVI来完成NI-DAQmx任务。
实验要求已经安装了NI-DAQmx和支持NI-DAQmx的设备。
在NI-DAQmx中，任务是一个或多个通道，计时，触发和其他应用于该任务属性的集合。
从概念上讲，任务代表您想执行的测量或产生的功能。
举例来说，可以创建一个测温任务，从DAQ设备的一个或多个通道采集温度值。
按以下的步骤创建并设定一个从DAQ设备中读取电压值的任务。
1.打开一个VI。
2.在Input选板中选中DAQAssistantExpressVI，如左图所示，并将其放置在程序框图中。
启动DAQAssistant，会出现CreatNew对话框。
3.点击AnalogInput以显示AnalogInput选项。
4.选择Voltage以创建一个电压模拟输入任务。
在对话框中的列表显示了DAQ设备中所有已安装的通道。
列出的通道数取决于DAQ设备中的通道个数。
5.在MyPhysicalChannels表格中，选中连接信号的物理通道，例如ai0，然后点击Finish键。
DAQAssistant会打开一个新窗口，如图2-1所示，显示了用于设定通道的选项。
进行设定以完成任务。
图2-1利用DAQAssistant配置任务
6.在Settings标签中的InputRange区域，输入10为最大值，-10为最小值。
7.在TaskTiming标签中，选择AcquireNSamples。
8.在SamplesToRead输入框中输入1000。
测试任务
可以测试该任务，以保证通道设定正确。
按照以下的步骤确认数据正在被采集。
1.点击Test键，如左边图标所示。
出现一个AnalogInputTestPanel对话框。
2.点击一次或两次Start键以确认您正在采集数据，然后点击OK键返回DAQAssistant。
3.点击OK键返回程序框图。
4.将该VI另保存ReadVoltage.vi在一个容易找到的位置。
用DAQ设备采集的数据绘图
使用在前一个练习中创建的任务，就可以为从DAQ设备中采集的数据绘图。
按照如下步骤在波形图中用来自通道的数据绘图和改变信号的名称。
1.在程序框图中，用右键单击data输出端并选择Create>>GraphIndicator。
2.显示前面板。
3.运行VI三至四次并观察波形图。
注意Voltage显示为波形图的图标。
4.显示程序框图。
5.右键单击DAQAssistantExpressVI并选择Properties来改变通道的名称。
6.在ChannelList右键单击Voltage并选择Rename来显示Renameachannelorchannels对话框。
7.在NewName文本框中，输入FirstVoltageReading，并点击OK键。
8.点击OK键应用该设置并返回程序框图。
9.显示程序框图并运行VI。
注意FirstVoltageReading显示为波形图的图标。
10.保存该VI。
编辑NI-DAQmx任务
可以在任务中加入一个通道，这样就可以比较两个独立的电压输入。
也可以定制一个任务连续地采集电压。
按照以下的步骤来在任务中添加一个新通道并连续的采集数据。
1.显示程序框图并双击DAQAssistantExpressVI来添加新通道。
2.单击AddStep键，如左图所示，打开AddChannelsToTask对话框。
3.在MyPhysicalChannels列表中选择一个未使用的通道。
4.点击OK键返回DAQ助手。
5.重新命名通道为SecondVoltageReading。
6.在TaskTiming标签中，选择AcquireContinuously选项。
当在DAQ助手中选择计时和触发，这些选项用于应用ChannelList中的所有通道。
7.点击OK键应用该设置并返回程序框图。
8.将DAQAssistantExpressVI放置在一个WhileLoop中并将曲线图显示件连接到data输出端。
该程序框图如图2-2。
图2-2ReadVolageVI的程序框图
直观的比较两个电压读数
由于在曲线图上有两个电压读数，可以定制图表加以区别。
按照如下的步骤定制波形图中的图表颜色。
1.在前面板中，扩展图表图例为两个图表。
2.运行VI。
注意在图表中出现两条曲线，并且图例自动更新为两个图例名称。
3.右键单击FirstVoltageReading并在下拉菜单中选择Color。
使用取色器，选择一种颜色，比如黄色，这样曲线就变得更容易分辨。
再改变SecondVoltageReading的图形颜色。
4.保存这个VI。
实验二：
计算机虚拟测试系统硬件调配及测试
实验学时：
3
实验类型：
验证
实验要求：
必修
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生掌握远程测试的方法，能够运用计算机虚拟测试系统进行信息的远程测试，为今后汽车远程故障故障诊断学习奠定基础。
二、实验内容
运用计算机虚拟测试系统进行信息的远程测试。
三、实验条件
1数据采集系统一套
2温度传感器一只
3计算机两台
4通网络
四、实验步骤
1数据采集系统系统软件编辑：
2数据传输远端设计
3连接数据采集系统
4现场温度传感器信息的采集
5网络设置
6信息的远程传输
7测试完毕后，关闭所有设备电源，拆下所有连接线及探针，收好所有测试用件。
（具体见附件）
五、实验思考题
LabVIEW中设定并使用RemotePanels需哪两个步骤？
六、实验报告
要求分三个过程进行：
1．实验预习
在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。
对实验中的安全注意事项及可能出现的现象等做到心中有数，但这些不要求写在预习报告中。
2．实验记录
学生开始实验时，应该将记录本放在近旁，将实验中所做的每一步操作、观察到的现象和所测得的数据及相关条件如实地记录下来。
3．实验分析
主要内容包括对实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
七、其它说明
7.1注意事项
1测试过程中，不得随意拔掉或插上传感器电插，以免损坏仪器或控制电脑；
2在测试线连接时，请关闭所有电源及计算机；
3测试线放置位置安全可靠，以免损坏；
7.2考核要求
1能够熟练连接测试线；能够进行网络设置。
2能够严格遵守安全操作要求；
3能够实现计算机虚拟测试系统进行信息的远程测试。
附件：
计算机网络的迅速普及，奠定了仪器网络化的基础，现代测试系统必然成为信息化企业的一个重要组成部分。
LabVIEW作为一个优秀的虚拟仪器开发平台，为构建基于计算机网络的测试系统，提供了多种功能强大的工具和方便灵活的方法。
LabVIEW的网络功能主要建立在DataSocket技术，WebServer，TCP、UDP协议的基础上。
LabVIEW所具有的远程面板访问技术，可以在互联网上直接浏览或者控制位于远端服务器上的VI程序。
使用LabVIEW的Web服务器在Web上发布LabVIEW程序,可以使本地或远程计算机浏览或者控制Server端中的RemotePanels。
在LabVIEW中设定并使用RemotePanels需两个步骤：
1、在LabVIEWWebServer端的计算机上开启LabVIEWWebServer服务。
2、在Client端计算机上连接并运行RemotePanels。
目前，有两种方式可以实现在Client端计算机上进行RemotePanels操作：
·在LabVIEW环境中直接操作RemotePanels；
·利用网页浏览器在网页中直接操作RemotePanels。
一、LabVIEWWebServer的配置
WebServer的软硬件要求：
Windows98/2000操作系统，LabVIEW6.1以上图形化编程语言，Intel公司的CPU。
在Web上发布LabVIEW程序有多种方式，但是使用每种方式之前都必须首先在发布程序的机器上打开Web服务器，而且有必要了解一些有关Web服务器的设置。
这些设置可以通过Tools->Options…菜单项，打开选项对话框后进行。
1、文件路径和网络设置——WebServer:
Configuration
设置对话框如图1所示。
①选中启动Web服务器单选框EnableWebServer。
该单选框中其余的设置均可以取默认值。
②根目录选框RootDirectory：
填写Web服务器存放HTML文件的位置，缺省路径是LabVIEW6.1\www。
③HTTP端口HTTPPort：
Web服务器使用的TCP/IP端口，默认值为80。
通常情况下，端口号49152到65535是推荐给用户自定义TCP/IP应用程序使用的网络端口。
如果有其他HTTP服务已经占用了这个端口，就需要去掉Usedefault单选框，重新填写端口号，但是在浏览这个Web服务器提供的内容时必须要在服务器的IP地址后加上：
和设置的端口号。
例如：
.25:
5800/
④超时Timeout：
Web服务器等待请求的时间。
⑤记录文件LogFile：
LabVIEW保存Web连接信息文件的位置，缺省路径是LabVIEW6.1\www。
⑥设置完成后单击OK按钮，Web服务器启动。
此时就可以在客户机上浏览该程序了。
图1—Web服务器设置
2、Web浏览器访问设置WebServer：
BrowserAccess
设置对话框如图2所示。
图2客户机访问权限设置
左边是浏览器访问列表BrowserAccessList，这里列出所有允许或不允许访问Web服务器的计算机IP地址或计算机名。
删除表中条目的方法是选中它然后单击Remove按钮；添加表中条目的方法是单击Add按钮，然后在表右侧上方的空格中填写计算机IP地址或计算机名。
这里如果填写一个*号表示网络中所有计算机。
修改某个计算机访问权限时，选中它以后再选中以下3个选项之一：
①AllowViewingandControlling：
允许查看及控制。
被设置为这个权限的远程计算机可以在远程面板连接时控制程序运行，在访问列表中计算机标识左边有两个绿对号。
②AllowViewing：
允许查看。
被设置为这种权限的远程计算机只能对程序面板查看，在访问列表中计算机标识左边有一个绿对号。
③DenyAccess：
拒绝访问，访问列表中计算机标识左边有一个红叉号。
3、程序显现设置VisibleVIs
①设置对话框如图3所示。
左边是可见程序列表BrowserAccessList，这里列出内存所有可以通过Web服务器查看的程序名。
删除表中条目的方法是选中它然后点击Remove按钮：
添加表中条目的方法是点击Add按钮，然后在表右侧上方的空格中填写程序名。
这里如果填写一个*号表示内存中所有程序。
允许访问的程序左边有一个绿对号，不允许访问的程序左边有一个红叉号。
图3 Vis访问权限设置
以上3个对话框的默认设置可以满足大多数程序的需要，也就是说，只要打开Web服务器，不进行任何设置，就可以完成一般的任务。
此外这里虽然是在某一个程序中打开设置面板进行以上的设置，但是这些设置效果对内存中所有程序都起作用。
4、在Web上发布HTML文件
在Web上发布HTML（HypertextMarkupLanguage，超文本链接标示语言）文件的方法是首先生成一个HTML文件，文件中包括程序前面板和文本说明，这个文件保存以后，在发布程序的机器上运行Web服务器，网络上的任何计算机不管是否安装了LabVIEW，只要按规定的格式在Web浏览器中输入URL，就可以查看保存的Web页。
如果发布网页的程序在计算机内存中，则Web页中包括程序的前面板图像；否则将只有文本内容。
一个程序发布多个不同的网页，各个机器可以分别浏览。
创建HTML文件的方法是用Tools->WebPublishingTools…菜单，弹出如图4所示的发布网页的对话框。
对话框中有以下主要内容：
图4 Web发布工具对话框
·DocumentTitle（文件标题）：
出现在网页上的文件标题。
·Text1（文件头）：
出现在图像上方的文字。
·Text2（文件尾）：
出现在图像下方的文字。
·VIName（程序名）：
这里指实际的发布网页程序，它的前面板图像嵌入网页，并非只能是打开网页发布对话框的哪个程序，但是发布网页程序必须在Web服务器内存中。
·ViewingOptions（浏览选项）：
下拉列表框中有3个选项：
·Embedded（嵌入）：
网页中程序面板图像随程序同步刷新，程序退出则网页中程序面板图像消失。
如果安装了企业链接工具包LabVIEWEnterpriseConnectivityToolset，还可以在网页上控制程序的运行。
·Snapshot（快照）：
网页中程序面板图像是静态的。
·Monitor（监测）：
如果使用Netscape浏览器，网页中程序面板图像是不断刷新的快照，否则是静态的图像，只有通过浏览器刷新变为运行的程序当前前面板图像，程序退出时网页中图像也不会自动消失。
静态图像的网页多个客户可以同时浏览，但是动态图像的网页只有license允许数目的客户可以链接。
·PreviewinBrowser（浏览器预览）：
在缺省的浏览器中预览HTML文件。
·SavetoDisk（保存文件）：
网页配置后需要保存为一个文件，按下SavetoDisk按钮弹出保存文件对话框，默认的文件名是程序名。
一定要将文件保存在默认的目录下，文件名可以更改。
浏览网页时，输入发布网页的机器IP地址和网页文件名即可。
例如前面设置的文件根目录是C:
\net，这里将文件保存为LVWeb.htm，本机IP地址是
·关闭网页发布对话框Done。
二、在Client端对RemotePanels的访问方式
在发布程序的机器上运行WebServer以后，就可以在Client端访问WebServer上的RemotePanels程序了。
根据Client端安装的软件的不同，有不同的访问方式。
1．在Web上浏览程序前面板
这是在Web上浏览程序的最简单的方式。
适宜Client端只有浏览器的情况。
在发布程序的机器上运行Web服务器以后，网络上的任何计算机不管是否安装了LabVIEW，只要按规定的格式在Web浏览器中输入URL，就可以查看Web服务器所在计算机内存中程序的前面板。
在Web上浏览程序前面板时URL填写格式示例为：
Web服务器的计算机名称或者IP地址>[<:
端口号>]/.<刷新方式>?
<程序名称>.vi
在LAN中使用计算机名称，在Internet中使用IP地址。
当Web服务器的:
端口号是默认的80时，可以省略。
刷新方式有两种，snap表示返回一个静态前面版图像，程序前面板发生变化时，只有让浏览器刷新，才能看到当前的面板；monitor则表示返回动态的图像，这时Web页面会不断随程序前面板变化自动刷新。
程序名称是在Web服务器中打开或者运行的某个VI。
如图5所示。
例如：
http:
/
图5 在Client端浏览VIs
2．在Web上浏览HTML文件
在Client端只有浏览器的情况下，如果在WebServer中生成了HTML文件并运行Web服务器，只要按规定的格式在在Client端Web浏览器中输入URL，就可以查看保存在Web服务器中的Web页。
如果发布网页的程序在计算机内存中，则Web页中包括程序的前面板图像；否则将只有文本内容。
在Web上浏览HTML文件时URL填写格式示例为：
Web服务器的计算机名称或者IP地址>[<:
端口号>]/文件>.htm
例如：
http:
/
上述两种方式只能在Client端对RemotePanels通过网页浏览器进行浏览而不能进行控制。
要实现对RemotePanels的控制操作，可以通过在Client端计算机上安装有关软件实现，如下面三种方式所述。
3、通过网页浏览器在网页中操作RemotePanels
通过在Client端计算机上安装免费的LabVIEW6.1Run-TimeEngine或LabVIEW6.1来实现对RemotePanels的控制操作。
LabVIEW6.1Run-TimeEngine的下载网址为：
/labview/runtime/windows/6.1/LVRunTimeEng.exe。
接下来的工作就是在网页浏览器的地址栏中输入想要操作的VI的网址。
在LAN内，其地址格式是：
，
在Internet互联网上，其地址的格式为：
当RemotePanel出现在浏览器上时，可以单击鼠标，这时会出现一个下拉菜单，在菜单中可以获得RemotePanel的控制权，如图6所示。
图6 在Client端浏览html
LabVIEW6.1的Remote Panels不仅可以观看，而且可以在LabVIEW的环境中或浏览器上加以控制。
这个功能强大的工具让许多开发人员可以轻松地创建远程应用程序，是用户在周末轻松地坐在家中的计算机前监控办公室、实验室甚至生产线上的各种情况。
请注意：
LabVIEW6.1允许可同时连接到WebServer上的Client端的默认数目为一个，用户可以向NI公司购买授权，这样就可以使更多的Client端同时连接到WebServer端。
此时，有一个很重要的工具可以用来监控远端的连接。
在WebServer上的LabVIEW菜单栏中选择Tools>>RemotePanelConnectionManager，可以打开该工具，如图7所示。
远程面板链接管理器
在有客户访问动态网页或进行远程面板链接时，可以在远程面板链接管理器RemotePanelConnectionManager对话框中查看连接信息或控制连接状态。
打开远程面板链接管理器的方法是使用Tools->RemotePanelConnectionManager菜单命令。
管理器对话框如图所示，其中有以下主要条目：
·File（文件操作）：
LabVIEW的File下拉菜单的一个子集。
·Graph（图线显示）：
下拉菜单中包括选项如下：
HideGraph（隐藏图线）：
将对话框下部的网络数据流量显示图线TotalNetworkTraffic隐藏起来，扩大列表区，同时这个菜单项变为ShowGraph。
LogHistory（记录历史长度）：
指定LabVIEW保留客户数据的时间。
DisplayHistory（显示历史长度）：
显示客户数据的时间长度。
应小于LogHistory。
·Tools（工具）：
包含许可信息与选项的菜单。
·Window（窗口）：
标准的window菜单。
·列表框中是连接到服务器上的全部客户信息。
·DisconnectClient（断开客户连接）：
这也是程序交给客户控制以后，停止程序运行的方法。
客户将受到一个被服务器断开的信息。
·LicenseInformation（许可信息）：
打开NILicenseInformation许可信息对话框。
·Done（关闭远程面板链接管理对话框）：
关闭对话框，但是不断开客户对服务器的连接。
图7 在WebServer端监视远端连接
4、在LabVIEW环境中操作RemotePanels
Client端安装有LabVIEW的情况下，可以通过如下步骤在LabVIEW环境中运行一个RemotePanels了。
操作步骤如下：
第一步：
在WebServer端计算机上打开一个VI的前面板窗口（必须要打开，否则客户端在连接这个VI时会出错）。
第二步：
在Client端的LabVIEW菜单栏中选择Operate>>ConnecttoRemotePannel…，弹出Co
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