智能控件化VMIDS开发系统是一种层次消息总线零编程虚拟仪器开发系统，它包括一个测控仪器软件模块化功能库和一个软件模块化控件库。通过在智能虚拟仪器开发系统中以功能库和控件库中的资源为基础进行软设计、软连接和软调试形成智能虚拟控件产品，用户在仪器拼搭场中调用智能虚拟控件组装自己所需要的虚拟仪器。

　　VMIDS开发系统主要面向非专家类的使用者，相对于LabVIEW系统，它降低了对用户的要求。它将定义仪器的权利和积木式拼搭仪器的方便留给用户，而将仪器定义背后的“设计”完全交给专家或仪器制造的专业人员，从而使所有的仪器用户都能在智能控件化虚拟仪器面前基本处于同一起跑线上。

　　从用户角度考虑，智能控件化零编程开发虚拟仪器系统具有以下优点：

　　（1）面向用户提供最终产品，具有很好的开放性。

　　（2）具有个性化和简洁的界面设计。智能虚拟控件的功能是按具体仪器功能要求编写的非常明确的仪器单元，可从几种输入输出类型演变出几大类基本控件类型，方便用户从仪器库提取基本功能单元和可选仪器单元，快速组建满足需求的仪器系统。

　　（3）可扩展开发基于智能控件的虚拟仪器。用户可将自定义的功能以动态库提交给系统，融入开发平台开发自己的测试仪器，从组建到装配，开发和使用都十分方便。

　　智能控件化虚拟仪器的开发

　　智能控件化虚拟仪器的开发，核心是智能虚拟控件的形成和仪器的拼搭。虚拟形象控件是仪器的外在形式，交互操作的窗口，功能集是仪器的灵魂。1所示为秦氏模型智能虚拟控件的形成原理。

　　为将仪器功能的数学模型编制为程序，形成相应的功能软件，必须找到每个数学模型的算法，然后将各功能数学模型编制成相应的程序，形成控件的功能库。

　　非智能虚拟控件在相应部位经“功能赋予”、“测试融合”后便形成带有仪器功能的单元―――智能虚拟控件。

　　然后从控件库中调用相应的智能虚拟控件，在智能控件化VMIDS仪器开发系统的仪器拼搭场中拼搭出所需的测试仪器，便实现了在计算机中智能控件化虚拟仪器的设计与制造。

　　智能控件化虚拟仪器的开发将仪器的功能、性能、控制关系等全部有机地融合于一个或几个控件中，使虚拟仪器的开发从整机演变为部件，构建出的智能控件化虚拟仪器具有不同用户的个性化，充分体现用户的参与性，完全针对不同用户需要，无任何功能冗余。

　　智能控件化虚拟仪器的应用将智能控件化虚拟仪器应用于钻井振动筛的动态特性检测过程中，就是从信号拾取、模/数转换、数据采集到时域、频域和幅值域等若干变换域中对信号进行分析处理，在积木式拼搭虚拟仪器过程中可完全按照振动筛测试功能要求，给智能虚拟控件赋予特定的功能和参数值，以及仪器面板的组成，来组建满足振动筛动态检测要求的智能控件化虚拟测试仪。

　　振动筛固有频率的测定传递函数响应FFT法检测振动筛固有频率。用橡胶锤敲击激振筛箱横梁，传感器测取振动信号，在智能控件化虚拟仪中建立示波、记录功能，记录该敲击瞬态激振信号。对测取的信号作幅值谱或功率谱分析，即得该振动信号的工作频率，即系统的一阶固有频率。

　　实测时为提高测试可靠性，避免以点带面，需进行统计平均处理。因而应在不同位置安装不同类型的传感器，采用多通道同时检测。智能控件化虚拟仪器可方便地满足这一要求。仪器功能设定多通道同时采集记录的功能函数，再经通道分离后对各通道信号作FFT分析即可得各通道信号的幅值谱。按以上功能构建各功能函数，在仪器拼搭场中经测试融合后便可组建出用于检测振动筛固有频率的智能控件化FFT分析仪。该测试仪具有了对振动筛信号进行FFT分析所需时域波形分析、时域统计分析、幅值域分析、频谱分析等多种主要分析功能及必要的辅助功能。

　　测试用电涡流式位移、垂直速度和应变式加速度3种传感器，检测信号经3个通道同时输入智能控件化虚拟仪器进行示波和记录，多通道分离出各传感器单通道信号，利用拼搭出的FFT分析仪即可得其幅值谱。对3种传感器各通道信号所做幅值谱分析见2.

　　图中显示了振动信号各阶频率下的幅值。从3种传感器幅值谱图可看出，用位移、速度传感器得到的幅值谱信号比较干净，加速度传感器所测信号虽时域波形较好但幅频分析特性不明显。由此可知：测定系统固有频率时选用位移、速度传感器较好。另外，从3种传感器在相同测试条件下的测试效果比较，还可鉴定测试信号的一致性，得到测试系统的统计特性，提高测试的效率和可靠性。

　　筛箱运动轨迹的测定振动筛检测GB/ T11648 - 89规定：“在筛箱激振器轴线两端安装互成90°的加速度传感器，然后测出垂直与水平方向的速度和位移量，按要求判断筛箱点的运动轨迹”。振动筛箱运动轨迹测定时，测取互相垂直的两路加速度响应信号，滤波后经中间转换放大积分线路2次积分后得位移信号，李萨如图形合成即可得该测点的振动轨迹。筛箱运动轨迹的测定，关键是要保证所测两路信号的同步性，然后才能对其合成得出真实的运动轨迹。

　　智能控件化虚拟仪器可在软硬件方面同时保证所测信号的同步性，能准确测量筛箱特征点的真实运动轨迹。设定示波通道数为2 ，在智能控件化虚拟仪器中同时记录两路振动信号，（a）为智能控件化虚拟仪器测试振动筛前端点的垂直和水平信号经滤波后的时域波形；1通道为x方向时域波形，2通道为y方向时域波形，为其X― Y合成的运动轨迹。由振动筛信号运动轨迹X - Y合成图可判定该振动筛箱的运动轨迹为一比较理想的椭圆，与设计要求一致。利（a）两测试通道同时显示时域波形（b）两测试通道X - Y显示用组建的智能控件化虚拟仪器，可以方便地对振动筛的运动轨迹进行真实、准确的测定，从而提高测试的效率和可靠性。

　　结束

　　基于秦氏模型智能控件化虚拟仪器从整体到部件的思想、简单的仪器开发组建过程、直接面向最终用户的特点，使智能控件化虚拟仪器在提高测试的效率、精度及测试系统的性价比等方面都显示了极大的优越性。同时，计算机高速运算和大规模存储信号数据的能力，给测试工作带来极大的方便并提高了信号分析处理效率。智能控件化虚拟仪器这一极富创造性的仪器模式表现出的极大生命力，将使虚拟仪器的设计和制造进入一个新的发展阶段。

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