智能控件化VMIDS開發系統是一種層次消息總線零編程虛擬儀器開發系統，它包括一個測控儀器軟件模塊化功能庫和一個軟件模塊化控件庫。通過在智能虛擬儀器開發系統中以功能庫和控件庫中的資源為基礎進行軟設計、軟連接和軟調試形成智能虛擬控件產品，用戶在儀器拼搭場中調用智能虛擬控件組裝自己所需要的虛擬儀器。 VMIDS開發系統主要面向非專家類的使用者，相對于LabVIEW系統，它降低了對用戶的要求。它將定義儀器的權利和積木式拼搭儀器的方便留給用戶，而將儀器定義背后的“設計”完全交給專家或儀器制造的專業人員，從而使所有的儀器用戶都能在智能控件化虛擬儀器面前基本處于同一起跑線上。 從用戶角度考慮，智能控件化零編程開發虛擬儀器系統具有以下優點： （1）面向用戶提供最終產品，具有很好的開放性。 （2）具有個性化和簡潔的界面設計。智能虛擬控件的功能是按具體儀器功能要求編寫的非常明確的儀器單元，可從幾種輸入輸出類型演變出幾大類基本控件類型，方便用戶從儀器庫提取基本功能單元和可選儀器單元，快速組建滿足需求的儀器系統。 （3）可擴展開發基于智能控件的虛擬儀器。用戶可將自定義的功能以動態庫提交給系統，融入開發平臺開發自己的測試儀器，從組建到裝配，開發和使用都十分方便。 智能控件化虛擬儀器的開發 智能控件化虛擬儀器的開發，核心是智能虛擬控件的形成和儀器的拼搭。虛擬形象控件是儀器的外在形式，交互操作的窗口，功能集是儀器的靈魂。1所示為秦氏模型智能虛擬控件的形成原理。 為將儀器功能的數學模型編制為程序，形成相應的功能軟件，必須找到每個數學模型的算法，然后將各功能數學模型編制成相應的程序，形成控件的功能庫。 非智能虛擬控件在相應部位經“功能賦予”、“測試融合”后便形成帶有儀器功能的單元―――智能虛擬控件。 然后從控件庫中調用相應的智能虛擬控件，在智能控件化VMIDS儀器開發系統的儀器拼搭場中拼搭出所需的測試儀器，便實現了在計算機中智能控件化虛擬儀器的設計與制造。 智能控件化虛擬儀器的開發將儀器的功能、性能、控制關系等全部有機地融合于一個或幾個控件中，使虛擬儀器的開發從整機演變為部件，構建出的智能控件化虛擬儀器具有不同用戶的個性化，充分體現用戶的參與性，完全針對不同用戶需要，無任何功能冗余。 智能控件化虛擬儀器的應用將智能控件化虛擬儀器應用于鉆井振動篩的動態特性檢測過程中，就是從信號拾取、模/數轉換、數據采集到時域、頻域和幅值域等若干變換域中對信號進行分析處理，在積木式拼搭虛擬儀器過程中可完全按照振動篩測試功能要求，給智能虛擬控件賦予特定的功能和參數值，以及儀器面板的組成，來組建滿足振動篩動態檢測要求的智能控件化虛擬測試儀。 振動篩固有頻率的測定傳遞函數響應FFT法檢測振動篩固有頻率。用橡膠錘敲擊激振篩箱橫梁，傳感器測取振動信號，在智能控件化虛擬儀中建立示波、記錄功能，記錄該敲擊瞬態激振信號。對測取的信號作幅值譜或功率譜分析，即得該振動信號的工作頻率，即系統的一階固有頻率。 實測時為提高測試可靠性，避免以點帶面，需進行統計平均處理。因而應在不同位置安裝不同類型的傳感器，采用多通道同時檢測。智能控件化虛擬儀器可方便地滿足這一要求。儀器功能設定多通道同時采集記錄的功能函數，再經通道分離后對各通道信號作FFT分析即可得各通道信號的幅值譜。按以上功能構建各功能函數，在儀器拼搭場中經測試融合后便可組建出用于檢測振動篩固有頻率的智能控件化FFT分析儀。該測試儀具有了對振動篩信號進行FFT分析所需時域波形分析、時域統計分析、幅值域分析、頻譜分析等多種主要分析功能及必要的輔助功能。 測試用電渦流式位移、垂直速度和應變式加速度3種傳感器，檢測信號經3個通道同時輸入智能控件化虛擬儀器進行示波和記錄，多通道分離出各傳感器單通道信號，利用拼搭出的FFT分析儀即可得其幅值譜。對3種傳感器各通道信號所做幅值譜分析見2. 圖中顯示了振動信號各階頻率下的幅值。從3種傳感器幅值譜圖可看出，用位移、速度傳感器得到的幅值譜信號比較干凈，加速度傳感器所測信號雖時域波形較好但幅頻分析特性不明顯。由此可知：測定系統固有頻率時選用位移、速度傳感器較好。另外，從3種傳感器在相同測試條件下的測試效果比較，還可鑒定測試信號的一致性，得到測試系統的統計特性，提高測試的效率和可靠性。 篩箱運動軌跡的測定振動篩檢測GB/ T11648 -
89規定：“在篩箱激振器軸線兩端安裝互成90°的加速度傳感器，然后測出垂直與水平方向的速度和位移量，按要求判斷篩箱點的運動軌跡”。振動篩箱運動軌跡測定時，測取互相垂直的兩路加速度響應信號，濾波后經中間轉換放大積分線路2次積分后得位移信號，李薩如圖形合成即可得該測點的振動軌跡。篩箱運動軌跡的測定，關鍵是要保證所測兩路信號的同步性，然后才能對其合成得出真實的運動軌跡。 智能控件化虛擬儀器可在軟硬件方面同時保證所測信號的同步性，能準確測量篩箱特征點的真實運動軌跡。設定示波通道數為2
，在智能控件化虛擬儀器中同時記錄兩路振動信號，（a）為智能控件化虛擬儀器測試振動篩前端點的垂直和水平信號經濾波后的時域波形；1通道為x方向時域波形，2通道為y方向時域波形，為其X―
Y合成的運動軌跡。由振動篩信號運動軌跡X -
Y合成圖可判定該振動篩箱的運動軌跡為一比較理想的橢圓，與設計要求一致。利（a）兩測試通道同時顯示時域波形（b）兩測試通道X -
Y顯示用組建的智能控件化虛擬儀器，可以方便地對振動篩的運動軌跡進行真實、準確的測定，從而提高測試的效率和可靠性。 結束 基于秦氏模型智能控件化虛擬儀器從整體到部件的思想、簡單的儀器開發組建過程、直接面向最終用戶的特點，使智能控件化虛擬儀器在提高測試的效率、精度及測試系統的性價比等方面都顯示了極大的優越性。同時，計算機高速運算和大規模存儲信號數據的能力，給測試工作帶來極大的方便并提高了信號分析處理效率。智能控件化虛擬儀器這一極富創造性的儀器模式表現出的極大生命力，將使虛擬儀器的設計和制造進入一個新的發展階段。