各个参数，并且绘制状态曲线。

目前，风机用户为提高自身的经济效益，在选择风机时对风机的各指标提出了更为严格的要求，如压力，转速，流量，噪声，功率，可靠性等。

与此同时，风机生产厂家为了提高自身的竞争能力，在努力提高机械加工，改进气动设计的同时，也对风机状态试验的开发和研究给予了高度的重视。

长期以来，我国的风机测试技术比较落后，主要以手动操作试验过程手工测量试验数据手工绘制数据曲线为主，存在劳动强度大测量精度低测量手段落后等缺点。

然而，现代风机性能测试正迅速从传统人工测试向自动化测试转变。

计算机技术与测试仪器技术的结合，使得人类研发出了种新的测试仪器虚拟仪器。

虚拟测试技术和计算机通信技术的结合，使得虚拟仪器应运而生，信号的采集处理和传输形成了体化，不再受环境地域等的限制。

虚拟仪器的网络化是虚拟仪器目前发展的必然趋势。

由此，本文提出了利用公司开发软件构建风机性能远程测试系统的方案。

国内外研究状况在过去的年，风机的应用不断拓广。

年，罗本逊先生的矿井通风实践，使得风机控制开始从自然通风过渡到机械通风。

丹麦是世界上研究风机最早国家之，很多风机制造商如公司和风机公司都具有先进的风机性能试验系统，能够自动测试风机性能参数，并且进行分析，以此指导风机生产，提高风机性能和效率。

我国风机性能测试大体上经历三个阶段上世纪五十年代以后，我国许多学院和高等院校以化工部门颁发的标准研制了风机测试试验台，但测试手段落后，主要以手工测量为主。

采用毕托管杠杆测矩等传统仪器进行数据采集，人工计算流量压力效率和功率等参数，手工绘制性能曲线。

这样测测精度不高劳动强度大工作效率低。

八十年代中期，可编程计算机的出现使风机性能测试程序实现了部分仪表测试的自动化后来出现Ⅱ微型计算机和有关测试仪器，通过总线在计算机上存储显示处理数据和打印，由自动绘图仪拷贝试验结果大大提高了工作效率。

以上风机测试系统大部分为半自动测试，其测量信息不能综合管理，且界面不够友好。

随着计算机操作系统的展，华中科技大学动力工程系成功开发种基于环境，采用开发设计的套计算机辅助试验系统。

该系统能够完成试验数据的计算机自动集显示处理存盘打印及曲线的实时屏显，并且能够查询当前和历史试验数据，实现了人机界面的良好。

本文研究的内容和目标在本文中，我们以风机性能测试系统的基本结构特点以及数字化测试技术为核心，以虚拟仪器模块化的设计思想为依据，利用软件构建的个模式的数据采集系统来对风机性能进行远程测试。

具体研究内容如下对风机性能试验基础的研究。

利用风机性能试验的原理，确定系统设计的方案和系统实现的功能，并确定本系统的结构。

根据对构建的虚拟仪器系统硬件基础的分析，对系统的结构和体系进行深入分析。

以虚拟仪器模块化和层次化为设计思想确定系统的功能模块。

采用软件平台将功能模块进行编程，全面优化数据采集和处理曲线拟合数据存储等方面。

在平台上实现客户端与现场仪器系统的数据交换，从而实现远程检测。

虚拟仪器技术及相关知识虚拟技术计算机通信技术与网络技术是信息技术的重要组成部分，它们被称为世纪科学技术中的三大核心技术。

虚拟仪器技术的出现大大的改变了人们现有的工作模式思维模式和生活模式。

虚拟仪器简述年，美国国家仪器公司简称首先提出来虚拟仪器。

它的出现，打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的固有模式。

给用户个充分发挥自己才能和想象力的空间，用户而不是厂家可以根据自己的需求，设计自己的仪器系统。

虚拟仪器中的虚拟包括以下两方面虚拟仪器面板是虚拟的。

虚拟仪器面板控件是与实物相似的图标，用户只需选用和软件程序相似的图形控件，然后通过计算机的鼠标来对其进行操作。

虚拟仪器测量功能都是由软件编程来实现的。

虚拟仪器系统的构成任何测量系统都必须包含数据采集数据分析和处理和数据显示和输出三个模块，虚拟仪器就是将这些模块用不同的硬件和软件来实现。

虚拟仪器的硬件虚拟仪器测试系统的硬件通常包括传感器信号采集信号调理等接口设备和通用计算机。

计算机般是机或工作站，是整个硬件的核心传感器则是测试系统获取外界信息的通道接口设备则采集放大转换被测信号等。

虚拟仪器的软件虚拟仪器系统的软件结构包含以下三部分接口软件是最接近硬件的软件层，存在于驱动程序和硬件之间，为硬件和驱动程序提供信息交流。

驱动程序层般以动态链接库或静态库形式供应用程序调用，是实现仪器控制的桥梁。

驱动程序的实质是个较为抽象的操作函数集，为用户提供仪器操作。

应用程序开发环境是虚拟仪器的核心，可以完成测试系统数据的分析计算显示和输出等任务。

表虚拟仪器与传统仪器的比较传统仪器虚拟仪器仪器由厂商定义用户自己定义硬件是关键软件是关键仪器功能规模固定系统规模功能可通过软件增减修改封闭的系统，与其他设备连接受限基于计算机的开发系统，可方便的同外设，网络及其它应用程序连接价格昂贵价格低，可重复利用技术更新慢周期年技术更新快周期年开发和维护费用高软件结构大大节省了开发和维护费用虚拟仪器的特点虚拟仪器是基于计算机技术的种全新的仪器设计概念，它与传统仪器相比显示出了众多的优点。

虚拟仪器与传统仪器的比较见表虚拟仪器测试系统是集控制测量计算为体，各种自动测试工作都是在计算机参与下完成的。

因此虚拟仪器的特点可归纳为在通用硬件平台确定后，由软件取代传统仪器线图读取。

在本系统中，在调用完每个功能模块时，必须通过该功能模块的退出或返回按钮而返回到主界面以便操作其他功能模块。

图结构参数设置图采集卡参数设置图文件设置数据采集数据采集是指从传感器和其他待测设备等被测单元中自动采集信号的过程。

本系统采用卡来采集信号，采用编写程序实现数据采集，其结构如图所示。

在数据采集之前，程序将对卡初始化，板卡上和内存中的是数据采集存储的中间环节。

软件使与数据采集硬件形成了个完整的数据采集分析和显示系统。

没有软件，数据采集硬件卡是毫无用处的，软件分为驱动程序和上层应用程序。

驱动程序可以直接对卡的寄存器编程，管理卡的操作并把它和处理器中断和内存这样的计算机资源结合在起。

驱动程序为用户提供容易理解的接口。

般来说，硬件厂商在卖出硬件的同时也会提供驱动程序。

上层应用程序用来完成数据的分析存储和显示等。

就是个极佳的开发上层应用程序的的开发平台。

信号外触发图数据采集的结构信号的采集是本系统的关键。

在本系统中，把各路信号的采集作为单独的个，然后在信号采集模块调用各个。

信号采集的前面板如图所示。

图信号采集前面板在信号采集模块中，现在以差压信号测试模块来说明如何采集信号的。

运行数据采集模块，点击按钮差压就会进入差压测试前面板，如图所示。

在前面板中，当点击开始就启动了数据采集工作，当点击停止时系统会出现提示框是否要保存数据，若要保存就存在所设置的下面，是以电子表格的形式写入数据的。

当点击分析时会运行差压分析模块的前面板，在分析模块中可以求得所测信号的平均值。

当点击退出就会关闭当前面板回到主界面。

同时通过数据刷新可以把历史数据删除而在曲线图上只显示当前测试的数据。

驱动程序内存程序硬件显示图差压测试前面板数据处理在测试系统中为完成特定的目的，采集到计算机中的信号还要进行各种计算处理。

本测试系统中信号处理主要包括两方面应用风机性能参数的计算公式对被测信号进行各种运算，得到风机各性能参数值，并且保存应用最小二乘法对性能参数进行拟合，绘制出风机性能曲线。

图数据计算前面板数据计算数据计算处理部分主要是通过测得的信号计算得到恶劣风机性能参数，包括流量动压全压轴功率有效功率和效率，其前面板如图所示。

在前面板上，运行本程序，则提示读入测得的信号值，最后得到各个参数曲线，通过输出按钮可以把当前的曲线以图形格式保存起来，在退出本程序时会提示是否保存数据，这是把数据以电子表格的格式保存在文本文件中。

曲线拟合与风机性能参数值相比，风机性能曲线更能全面连续地反映其性能特性。

所以用曲线拟合的结果作为风机性能曲线的数学表达式最为合理。

关于曲线拟合的方式有多种，如指数拟合最小二乘法拟合正交多项式拟合以及切比雪夫拟合等，选用何种方法，应根据原始数据所描绘的图形来决定。

对于风机，由于其特性曲线的形状多为抛物线型，所以采用最二乘法原则来拟合性能参数。

所谓最小二乘法就是用数学统计的方法处理试验观测值，使试验观测值的期待值等于它的理论值，达到观测值的校正。

本系统中性能曲线的拟合采样函数库中的广义最小二乘线性拟合，其图标位于函数板数学拟合广义最小二乘线性拟合，其图标如图所示。

图最小二乘线性拟合图标本系统最小二乘法线性拟合图标中，为试验测得的流量值，分别代表静压动压全压轴功率有效功率和效率，最佳拟合为拟合曲线的值。

通过最小二乘法拟合函数，最后得到流量静压流量动压流量全压流量轴功率流量有效功率流量效率曲线。

本系统的曲线拟合模块的前面板设计如图所示。

试验数据在本系统设计中，试验数据包括测得的原始数据和计算得到的数据。

其前面板如图所示，运行程序，根据按钮可以以文本文件的形式读出试验数据以及计算得到的风机性能的各个参数值。

图曲线拟合前面板图试验数据模块的前面板本章小结本章对开发虚拟仪器测试系统的主要功能及其设计流程做了说明，并对系统的总体框架进行介绍，根据系统架构及其模块化的系统功能，设计了系统的主界面。

在此基础上对系统的各个模块进行分析与说明，特别是对数据采集模块做了比较详细的介绍。

这样各个模块形成子程序，在主程序框图中层层得到调用，从而完成系统的设计。

总结与展望总结风机性能测试是项指挥协调较困难，技术性强又较繁杂的工作。

传统手工测量的方法，其结果的准确性和可靠性难以保证。

将虚拟仪器技术和计算机技术相结合，为风机性能测试的研究提供了种新途径，特别是对些风机作为生产关键设备的企业有着重要的意义