虛擬儀器技術是用戶在通用計算機平臺上根據(jù)測試任務的需要來定義和設計儀器的測試功能，其實質是充分利用計算機來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器功能?！败浖褪莾x器”反映了虛擬儀器技術的本質特征。虛擬儀器技術具有高效、易用、開放、靈活、更新快、功能強大、性價比高、用戶定義等諸多優(yōu)點。目前在我國應用的虛擬儀器開發(fā)平臺主要有美國NI公司的LabVIEW及其相應組件和Agilent公司的HP-VEE，其中NI的LabVIEW系列產品在我國使用比較廣泛。LabVIEW是當前用于數(shù)據(jù)采集、信號處理和虛擬儀器開發(fā)的一個標準工具，而且是一個基于圖形化編程語言的虛擬儀器軟件開發(fā)工具，設計者可利用它方便快捷地建立自己的虛擬儀器程序而無需復雜的程序代碼編寫.它適用于多種操作系統(tǒng)，用LabVIEW設計的虛擬儀器程序可以脫離LabVIEW開發(fā)環(huán)境，最終用戶看見的是和實際的硬件儀器相似的操作面板[1]。
2 輪胎噪聲專用檢測分析儀的由來
當今各國紛紛開發(fā)低噪聲輪胎。輪胎噪聲的測量為噪聲控制、低噪胎的評定提供了依據(jù)。目前市面上通用的噪聲測量設備對于輪胎噪聲的測量要求，設備精度與效果都不夠理想，而帶有微處理機的噪聲測量系統(tǒng)雖然精度高、效果好，但價格昂貴并且針對性差，缺少輪胎噪聲的分析評判功能。基于此，我們開發(fā)了這臺微機輪胎噪聲實時檢測及分析儀。
微機輪胎噪聲實時檢測及分析儀是針對測量、分析輪胎噪聲而設計研制的，該分析儀應具有分析評判功能，不僅可實時測量輪胎花紋噪聲的總聲壓級、聲功率級，還可進行輪胎花紋噪聲的時域、頻域分析、噪聲頻譜分析、合成譜分析及低噪聲輪胎性能主客觀評判等[2]。
測量分析儀的組成本系統(tǒng)由錄音、分析、評判三大部分組成。錄音時設置采樣頻率為44.1kHz,采樣位數(shù)為16位，及選擇單聲道。錄音完畢，將錄音內容存為WAV文件。分析部分對錄制的WAV文件進行時域、頻域分析、頻域合成分析，輸出總聲級、所測輪胎噪聲的合成譜。評判部分主要是對所測的輪胎噪聲的合成譜進行M線評判、三段評判。
3 分析儀的實現(xiàn)
3.1分析儀的硬件部分
該儀器的硬件部分易于實現(xiàn)，由于是聲音測量，需用到聲卡，麥克風，便攜式電腦集成的有聲卡，麥克風也可直接安裝。
3.2 分析儀的軟件部分
可采用LabVIEW編程來實現(xiàn)，LabVIEW在數(shù)據(jù)的測量、分析、查看方面有很大優(yōu)勢。以下為各個部分的軟件編程。
（1）錄音保存、顯示時域、頻域波形。在前面板上放置Wavebbbb Gragh、Express XY Graph分別用以顯示時域、頻域波形，再放置一個數(shù)字控件用以控制采樣點數(shù)，放置一個按鈕用以控制錄音及保存。在框圖程序中需用到Si Config.vi（錄音參數(shù)設置）, Si Start.vi（開始錄音），Si Read.vi（讀取錄制數(shù)據(jù)），Write Wave.vi（保存波形文件）, Spectral Measurements(fft變換得幅頻曲線)等子vi，把它們連接起來，如圖1所示。
（2）一點或多點時域、頻域分析。在前面板上放置Wavebbbb Gragh、Express XY Graph分別用以顯示時域、頻域波形，再放置一個數(shù)字控件用以設置打開樣本數(shù)，放置一個按鈕用以控制單點或合成分析各測點的噪聲譜曲線差異較大，而真正的低噪胎應在胎四周任何位置都符合低噪評判的要求指標，如都低于M曲線，因此，需求合成譜[1]。在框圖程序中需使用for 循環(huán)來控制打開樣本數(shù)，還需使用移位寄存器來循環(huán)比較各頻率處的幅值，利用max&min函數(shù)求出各頻率處最大值，得合成頻譜?？驁D較大，不便顯示出。
（3）M線評判及三段評判。據(jù)知，目前世界上還無統(tǒng)一的低噪胎標準，通用的有M標準線和三段標準區(qū)[3]。M標準線是美國某研究中心提出的低噪聲性能指標頻譜曲線。如果測試得到的合成譜曲線在M標準線以下，則輪胎的噪聲性能指標視為合格，否則為不合格。三段標準區(qū)為西歐某測試中心低噪標準，它是一種相對的優(yōu)劣排隊比較。對一組花紋方案進行仿真，得到100HZ~5kHZ的噪聲頻譜圖，分成低、中、高頻段來分別與一個典型低噪胎譜線比較[4]。在前面板上放置兩個Express XY Graph分別用以顯示M標準線及三段評判線評判結果。首先將M標準線數(shù)據(jù)與三段評判標準區(qū)數(shù)據(jù)分別在Express XY Graph中表示出。在與M線比較時，合成譜做了平滑處理，這樣易于觀看，將平滑過的合成譜與M線一起顯示，即可看出輪胎的噪聲性能指標是否合格。三段評判時給出了合成譜線的評判值，為輪胎噪聲優(yōu)劣比較提供了依據(jù)。評判過程用LabVIEW實現(xiàn)較為容易。如圖2示評判結果。
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（4）各波形的打印。 在前面板放置一個Text Controls, menu ring 用以選擇打印對象，再放置一個OK按鈕用以控制是否打印，框圖程序中將用到LabVIEW中的report generation中的VI，這些可參考LabVIEW7.1中的examples->report->PrintControlExample.vi。
（5）測量分析儀的校正與標定。每次測量前或使用一段時間后，必須對儀器進行校準，這其中包括電路校準（主要是放大器電路的校準）和話筒校準。校準中主要用到聲級校準器，它可發(fā)出恒定頻率（取1KHz）及恒定聲級（90dB）。校準器的精度是 ，為二級標定[2]。在前面板上放置一個按鈕用以測試聲級校準器所發(fā)出聲音的大小，與恒定聲級比較，求得所需校正的值，編程很容易實現(xiàn)。
4 結束語
該分析儀與現(xiàn)有的許多聲學測量儀相比具有攜帶方便、實用性強、性價比高、擴展性好、有實時快速分析等特點。是一臺功能較為齊全的輪胎噪聲測量、分析與評判儀器。它用LabVIEW來開發(fā)程序，開發(fā)周期較短。虛擬儀器技術是計算機技術和傳統(tǒng)的儀器儀表技術相結合的產物,是全新概念的最新一代測量儀器.基于LabVIEW設計的虛擬儀器具有高效、靈活、界面友好、集成性強、使用方面、設備費用低、用戶自定義功能等諸多優(yōu)點,并隨計算機技術的發(fā)展而迅速發(fā)展。
：鞏經理
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