虚拟仪器概论

  Alu ·  2007-09-22 09:26  ·  22646 次点击
虚拟仪器是上世纪90年代初期出现的一种新型仪器,它将许多以前由硬件完成的信号处理工作,交由计算机软件进行处理,这种测试仪器的硬件功能软件化,给测试仪器带来了深刻的变化,因此虚拟仪器代表了当前测试仪器发展的方向之一。
虚拟仪器(VirtualIntrument,简称VI)是计算机技术与仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器,是对传组仪器概念的重大突破,是仪器领域内的一次革命。虚拟仪器是继第一代仪器——模拟式、仪表器二代仪器——分立元件式仪表、第三代仪器——数字式仪器、第四代仪器——智能化仪器之后的新一代仪器。
虚拟仪器是在计算机的显示屏上虚拟了传统仪器面板的计算机化仪器,它尽可能多的将原来由硬件电路完成的信号调理和信号处理的功能,代替为计算机的程序来完成。这种硬件功能软件化,是虚拟仪器的一大特征。操作人员在计算机的屏幕上利用指点设备操作虚拟的仪器,就象操作真实的仪器一样,完成对被测量的采集、显示、分析、处理、存储及数据生成。
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虚拟仪器是计算机化的仪器,由计算机、模块化功能硬件和应用软件三大部分组成。一般而言,虚拟仪器所用的计算机是通用的计算机,虚拟仪器根据其模块化功能硬件的不同,而有多种构成方式。
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1.PC-DAQ测试系统:是以数据采集卡、信调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的测试系统。
2.GPIB系统:是以GPIB标准总线仪器与计算机为硬件平台组成的测试系统。
3.VXI系统:是以VXI标准总线仪器为计算机为硬件平台组成的测试系统。
4.串口系统:是以RS232标准串行总线仪器与计算机为硬件平台组成的测试系统。
5.现场总线系统:是以FieldBus标准总线仪器与计算机为硬件平台组成的测试系统。
无论上述哪种形式的虚拟仪器系统,都是通过应用软件将仪器的模块化功能硬件与各类计算机相结,其中PC-DAQ测试系统是构虚拟仪器VI的最常用的最基本的方式,因为一般而言,这种类型的虚拟仪器成本比较低,它能充分利用计算机的计算能力。
目前为不同的应用目的和环境,已设计了多种性能和用途的数据采集板卡,从低速采集板卡到高速同步采集板卡,直至图象采集卡都有成熟的产品,为虚拟仪器系统的建立提供了物质基础。
虚拟仪器的特点:
在通用硬件平台确定后,可由软件而不是硬件来决定仪器的功能。
仪器的功能是用户根据需要由应用软件来定义的,而不是事先由厂家定义好了的。因比用户不必购买多台不同功能的传统仪器,也不必购买的昂贵的多种功能的传统仪器,因为在这种仪器中常常只有有一种或几种功能是常用的,而其他功能却都是不需要的。
为提高仪器性能或需要构造新的仪器功能时,可由用户自己改变软件来实现,而不必重新购买新的仪器。
虚拟仪器灵活、开放,故可与计算机同步发展,可与网络及其他周边设备互联。
决定虚拟仪器具有b述传统仪器人可能具备的特点的根本原因在于“虚拟仪器的关键是软件——软件即仪器”。
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