使用 NI TestStand、LabVIEW 與 PXI 開發(fā)植入式助聽器測試系統(tǒng)
概述：使用 NI LabVIEW、PXI 電腦式儀器與 NI TestStand，建立一套自動化測試系統(tǒng)，能以 70% 的開發(fā)時間提供更多更靈活的功能。
我們針對內(nèi)部研發(fā)使用了新的 PXI 架構(gòu)功能測試系統(tǒng)，從電路板到組裝完成的產(chǎn)品，測試了 8 種不同的應用。我們也使用這套系統(tǒng)在公司內(nèi)部以及不同的代工廠中進行生產(chǎn)測試。系統(tǒng)需要執(zhí)行眾多的動作，包括捕捉、儲存與分析 5 MHz 信號的波形，將電力與資料穿越皮膚，傳送到植入物中。我們使用聲音測量、電壓參數(shù)測量、在不同負載情況下的電流測量，同時通過數(shù)字 I / O及 GPIB與外部設(shè)備溝通。我們使用 USB 通訊設(shè)備來控制定制電路板上的繼電器、開關(guān)與其他的硬件。系統(tǒng)也能夠準確調(diào)整共振電路并測試 I2C 通訊。系統(tǒng)會自動生成測試報告，同時通過網(wǎng)絡(luò)進行存貯，供日后統(tǒng)計分析之用。

NI TestStand 成果斐然
新的功能測試系統(tǒng)協(xié)助我們在緊迫的時間壓力下完成工作，將新產(chǎn)品的設(shè)計從概念階段帶入制造階段。NI TestStand 為我們的 LabVIEW 測試模塊制造了一個模塊化、可重復使用的測試架構(gòu)，NI TestStand 對我們來說非常實用。從的角度來看，我們現(xiàn)在可以在的短時間內(nèi)就開發(fā)完成測試系統(tǒng)，因為與軟硬件開發(fā)有關(guān)的大部分風險都被移除了。我們初期的訓練投資成本也因為開發(fā)這個的時間縮短，而且收回了成本。在未來的開發(fā)中，因為我們的工程師已經(jīng)習慣使用這些工具，所以我們預期開發(fā)的時間會縮短 30 %。

監(jiān)控系統(tǒng)包括了車載設(shè)備(on-board equipment)、1 個無線(off-board) 伺服器、電腦與無線網(wǎng)路設(shè)備。機器鏟的車載設(shè)備包括：
? 加上NI cRIO-9014 - 8 槽式機箱的CompactRIO 系統(tǒng)
? 供振動量測用的NI 9233 模組
? 供動態(tài)應變量測用的NI 9237 模組
? 提供、高解析度轉(zhuǎn)速測定資料的NI 9422 模組
? 提供機器鏟控制系統(tǒng)補償訊號的NI 9205 模組
? 裝在機器鏟主要旋轉(zhuǎn)元件(馬達與齒輪箱傳動裝置) 上的壓電加速度計
? 裝在機器鏟主要結(jié)構(gòu)元件上的應變計
? 主馬達上的增量編碼器
? 無線網(wǎng)路設(shè)備
? 電力濾波設(shè)備
車載的CompactRIO系統(tǒng)需要加速度計、編碼器與應變計同時提供信號。振動與應變信號持續(xù)受到監(jiān)控，并與設(shè)定的警報值做比較，在問題產(chǎn)生時可以搶先通報。如果發(fā)生警報時，信號會以使用者定義的間隔定期儲存。發(fā)生這種狀況時，CompactRIO平臺的監(jiān)控應用可以尋找佳的分析量測時段，并佳化信號雜訊比。運用本法，資料會定期以預設(shè)的間隔儲存，以控制終的機械改變，而發(fā)生突發(fā)事件時資料也會記錄下來。碰到以上2種狀況時，機器鏟控制系統(tǒng)的補償信號會儲存起來供參考之用，并提高主動校正的可能性。

CompactRIO模塊
渦輪增壓器性能中重要的變量包含溫度、壓力和轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)組件包含多個NI C系列模塊，包括NI 9217 RTD模擬輸入模塊測量電阻溫度傳感器（RTD）溫度、NI 9211熱電偶輸入模塊測量熱電偶溫度、NI 9203數(shù)據(jù)采集模塊測量壓力和電流、NI 9423漏極數(shù)字輸入模塊測量轉(zhuǎn)速。此外，還采用了NI 9265同步更新模擬輸出模塊作為系統(tǒng)和模擬輸出值的外部接口，NI 9425漏極數(shù)字輸入模塊和NI 9476源數(shù)字輸出模塊用于數(shù)字I/O值。檢測系統(tǒng)由系統(tǒng)操作員通過用戶界面進行控制。監(jiān)視外部系統(tǒng)使得用戶可以控制和管理整個系統(tǒng)。
結(jié)論
渦輪增壓器是車輛引擎的重要部分，其性能直接影響整個引擎的性能。對渦輪增壓器性能進行適當?shù)臏y試是確保終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。以前的PLC系統(tǒng)無法提供所需的精度。使用基于CompactRIO的全新檢測系統(tǒng)替換PLC系統(tǒng)節(jié)省了空間，并且提供了更高的精度、更高的分辨率和更好的性能。此外，由于系統(tǒng)開發(fā)員熟悉CompactRIO的開發(fā)方法，可以在短時間內(nèi)讓系統(tǒng)開始運行，這樣節(jié)省了時間和開發(fā)資源。

使用LabVIEW FPGA和CompactRIO開發(fā)伺服控制系統(tǒng)
概述：利用NI LabVIEW FPGA 模塊和CompactRIO 系統(tǒng)開發(fā)出世界上臺在連續(xù)旋轉(zhuǎn)式磁盤上進行三維全息數(shù)字數(shù)據(jù)存儲的伺服控制系統(tǒng)。

全息數(shù)字數(shù)據(jù)存儲（Holographic digital data storage，簡稱HDDS）技術(shù)是光學存儲領(lǐng)域里有前景的新興技術(shù)之一。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，是把單的比特信息存儲為介質(zhì)表面的磁或光變量，正在接近其物理的極限。然而，全息存儲技術(shù)可以使數(shù)據(jù)的傳輸速率加速到10 億比特每秒，把訪問時間降低到幾十微秒，同時將數(shù)據(jù)的存儲密度增加到理論的大值，即1 萬億比特每立方厘米。　　
通過在存儲介質(zhì)的整個三維空間上編碼數(shù)據(jù)，并且利用稱為頁的大容量并行存儲塊來進行記錄和恢復，全息數(shù)據(jù)存儲技術(shù)突破了傳統(tǒng)二維技術(shù)（如DVD）的限制。

利用CompactRIO 對Daewoo HDDS 系統(tǒng)進行原型驗證
我們的H D D S 原型包括兩個主要的子系統(tǒng)：一個基于N ICompactRIO三百萬門的FPGA 系列模塊的電光運動控制系統(tǒng)和一個基于Xilinx 公司八百萬門的FPGA 電路板的視頻解碼系統(tǒng)。CompactRIO 系統(tǒng)控制著一個線性電機、一個步進電機、一個電流鏡和一個CMOS 相機。每一個運動控制環(huán)都要求的控制，所以我們利用反饋信號來控制和檢測數(shù)據(jù)。不同于傳統(tǒng)的計算型電路板，CompactRIO 系統(tǒng)使我們可以利用NI 公司的LabVIEWFPGA模塊來定制脈沖發(fā)生器的時序，其精度可達到一個FPGA時鐘周期。為了避免滑動，我們通過創(chuàng)建定制的用于加速和減速的數(shù)學函數(shù)，開發(fā)了復雜的電機控制算法。我們?yōu)槿N類型的電機分別設(shè)計了驅(qū)動電路，并把它們連接到CompactRIO 的輸入/ 輸出模塊上。除了運動控制，CompactRIO 還與用于視頻解碼的FPGA 電路板通信，該電路板是使用我們自有的用于視頻恢復和CMOS相機控制的信號處理技術(shù)開發(fā)的。前端MPEG解碼器積累在緩存中的數(shù)據(jù)量隨速度變化很大，CompactRIO 還通過檢查其變化來控制數(shù)據(jù)的傳輸速率。
使用LabVIEW和PXI進行東海大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測
概述：部署一個堅固耐用的PXI系統(tǒng)來監(jiān)測環(huán)境對大橋產(chǎn)生的影響，進行實時計算以確定大橋的即時結(jié)構(gòu)健康狀況，并將數(shù)據(jù)儲存，進行離線處理。

東海大橋作為中國跨海大橋，耗資12億美元，于2005年完成通車。六車道的大橋?qū)⑸虾Ｅc洋山島連在了一起，大橋全長32.5千米，并設(shè)計成S形以避開臺風和海浪區(qū)，以車輛安全行駛。
我們搭建了一個結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（SHM）系統(tǒng)，它能夠提供大量的數(shù)據(jù)來評估大橋損壞和退化程度、結(jié)構(gòu)性能狀況、對于突發(fā)性災難的反應。利用這些數(shù)據(jù)可以對橋梁的設(shè)計和建造技術(shù)進行研究。
我們使用基于NI PXI的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，源于其良好的堅固性和小巧的體積，適用于放置在大橋的保護區(qū)域中。事實證明，系統(tǒng)在安裝完畢后成功地克服了大橋所遇到的濕度、灰塵、震動和化學腐蝕等各種難題。使用LabVIEW，工程師能夠進行重要的實時分析，同時，能夠?qū)Υ髽蛏洗罅康膫鞲衅鳟a(chǎn)生的信號進行離線處理。
硬件系統(tǒng)設(shè)置
對東海大橋?qū)嵤┍O(jiān)控需要使用超過500個傳感器，在大橋每段都放置了加速度計和FBG光學傳感器，來采集環(huán)境激勵所引起的頻率響應。同時，大橋還配備了風速儀和壓式傳感器，以記錄頻率響應所對應的環(huán)境條件。大橋每一段還設(shè)有一個數(shù)據(jù)采集站，配備NI PXI-4472B動態(tài)信號采集卡（DSA）從周圍的加速度計采集相關(guān)數(shù)據(jù)。
另外，我們使用NI PXI-6652同步模塊和?NI PXI-6602計數(shù)器模塊，以及NI PXI-8187機箱控制器，來解決數(shù)據(jù)采集的同步問題。
在對東海大橋上的系統(tǒng)進行設(shè)置時，我們給每個PXI機箱都安裝了一個GPS，使用脈沖每秒（PPS）和IRIG-B定時信號分別進行信號同步和時間標識。PPS每秒傳輸一千萬脈沖，為每個機箱提供采樣基準時鐘。這使得采集模塊可以在100納秒的分辨率下對大橋上所有設(shè)備的通道實現(xiàn)同步采樣。