在實驗室測試場景中,選用合適的 LabVIEW 框架能夠極大提升測試效率、優化測試流程并保障測試結果的準確性。介紹幾款常用且功能強大的 LabVIEW 測試框架:?
TestStand?
框架概述?
TestStand 是 NI 公司專為測試系統開發設計的一款測試執行管理框架。它能夠對 LabVIEW 編寫的測試序列進行高效組織、管理與執行。在復雜的實驗室測試項目里,往往涉及眾多測試步驟與不同類型的測試任務,TestStand 可將這些測試任務按既定邏輯有序編排,確保測試流程的順暢進行。?
優勢亮點?
- 測試流程控制便捷:提供圖形化的測試序列編輯器,用戶能像繪制流程圖一樣,輕松拖拽各類測試步驟、分支條件以及循環結構,靈活構建復雜的測試流程。比如在電子產品的多階段性能測試中,可依據不同測試階段(如初始化測試、功能測試、老化測試等),通過簡單的拖拽操作設置先后順序與條件判斷,實現自動化測試流程控制。?
- 代碼復用性高:支持將 LabVIEW 編寫的子 VI 作為獨立的測試模塊進行復用。在一系列相似產品的測試中,針對共有的測試功能(如電壓測量、信號強度檢測等)編寫的子 VI,能在不同測試序列中重復調用,大大減少代碼重復編寫工作,提升開發效率。?
- 報告生成靈活:內置豐富的報告模板,可自動生成詳細的測試報告。報告內容涵蓋測試時間、測試結果、測試過程中采集的數據圖表等。以材料力學性能測試為例,TestStand 能在測試完成后,快速生成包含材料各項力學參數測量值、應力應變曲線等內容的報告,并且允許用戶根據需求自定義報告格式與內容。?
應用場景?
廣泛應用于工業產品研發測試、質量檢測實驗室等場景。如汽車零部件生產企業的實驗室,在對發動機、變速器等關鍵零部件進行性能測試與質量抽檢時,利用 TestStand 構建測試流程,實現對大量零部件的高效自動化測試與結果管理;電子設備制造實驗室在新產品研發階段,使用 TestStand 管理硬件電路功能測試、軟件兼容性測試等一系列測試任務,加速產品上市進程。?
Datalogging and Supervisory Control (DSC) Module?
框架概述?
LabVIEW DSC 模塊專注于數據記錄與監控控制,適用于需要實時采集、記錄大量實驗數據,并對實驗過程進行監控與控制的實驗室環境。它能夠與各類傳感器、執行器等硬件設備緊密集成,實現對實驗過程的全面管理。?
優勢亮點?
- 實時數據采集與記錄高效:具備高速數據采集能力,可同時采集多路傳感器數據,并將數據以高效的二進制格式(如 TDMS 格式)實時存儲。在化學實驗中,對反應過程中的溫度、壓力、pH 值等多個參數進行實時監測時,DSC 模塊能以毫秒級的采樣頻率準確采集數據,并穩定存儲,確保數據的完整性與準確性。?
- 監控界面直觀易用:提供現成的監控界面模板,用戶可快速搭建直觀的實驗監控界面。通過界面能實時顯示實驗數據的變化趨勢、設備運行狀態等信息。在生物培養實驗中,研究人員可通過 DSC 模塊構建的監控界面,實時查看培養箱內的溫度、濕度、CO?濃度等參數,一旦參數超出設定范圍,系統能及時發出警報提醒。?
- 控制功能靈活可靠:可根據采集到的數據,靈活實現對實驗設備的自動化控制。在材料熱處理實驗中,依據溫度傳感器采集的數據,自動控制加熱設備的功率,精準調節熱處理溫度曲線,確保實驗條件的精確控制。?
應用場景?
常用于科研實驗室的實驗過程監測與控制,如物理實驗中對粒子加速器運行參數的實時監控與調節;環境監測實驗室對大氣、水質等多參數的長期連續監測與數據記錄;工業自動化生產線的實驗調試階段,利用 DSC 模塊對生產過程中的關鍵參數進行監控與優化。?
Real-Time Module?
框架概述?
LabVIEW 實時模塊致力于為對實時性要求極高的實驗室測試場景提供支持。它能夠使 LabVIEW 程序在實時操作系統下運行,確保測試任務在規定時間內精確執行,避免因系統延遲導致的測試誤差。?
優勢亮點?
- 高精度實時性能:在實時操作系統的支持下,能實現微秒級的定時精度。在高速信號測量實驗中,對脈沖信號的上升沿、下降沿時間測量等需要極高時間精度的測試任務,實時模塊可確保測量的準確性,滿足科研與工程應用對高精度時間測量的需求。?
- 確定性任務執行:保證測試任務的確定性執行,不會因系統其他任務的干擾而中斷或延遲。在航空航天零部件的疲勞測試中,需要對加載設備進行周期性、精確的加載控制,實時模塊可確保加載任務按預定的時間間隔和加載力精確執行,模擬真實工況下的疲勞測試環境。?
- 與硬件緊密集成:與 NI 的實時硬件設備(如 CompactRIO 等)無縫集成,充分發揮硬件的實時處理能力。在電機控制實驗中,結合實時模塊與 CompactRIO 硬件,能對電機的轉速、扭矩等參數進行實時監測與控制,實現高性能的電機控制系統實驗研究。?
應用場景?
主要應用于對時間精度和任務確定性要求苛刻的領域,如航空航天工程的飛行模擬測試、汽車動力系統的實時性能測試、工業自動化中的高速運動控制實驗等。例如在飛機發動機的臺架測試中,利用實時模塊對發動機的轉速、溫度、壓力等參數進行實時監測與控制,確保發動機在各種工況下的性能測試準確可靠。