（机械电子工程专业论文）基于虚拟仪器的泵马达综合试验台cat系统研究与开发.pdf

摘要 摘要 随着液压技术迅速的发展，越来越多的液压产品被广泛的应用于现代工业当 中，所涵盖的行业相当广泛，包括冶金、采矿、交通运输，甚至扩展到轻工、食品、 化工、军事等各行各业。但是液压元器件的性能的评判要有一个科学的依据，液压 试验台的产生可以很好的解决这个问题。液压泵和液压马达是液压系统中至关重要 的部件，液压泵是液压系统的动力源，液压马达是执行部件，它把液压能转换成机 械能，所以对液压泵一马达试验台的研究的至关重要。 针对目前国内传统的泵一马达液压试验台操作人员工作强度大、测试效率低下、 自动化程度不高、精度低下，可靠性得不到保证等等缺陷，为解决以上问题本课题 研究虚拟仪器的泵一马达综合试验台c a t 系统，从而解决以上问题。 本文设计了液压泵一马达试验台的液压传动部分和电气控制部分。液压传动部 分主要是根据系统试验条件设计液压传动系统；电气控制部分包括硬件设计和软件 设计。硬件设计包括传感器选型、标定、参数转换计算、抗干扰、采集卡选择、p l c 的选择。软件设计部分包括：p l c 程序，基于v 4 0s t e p7m i c r o w i ns p 4 编写；h m i 界面程序，基于e b 8 0 0 0 的编写；采集测试程序，基于l a b v i e w 的采集程序编写，它 具有开发周期短、后期升级及扩展容易等特点。 因为本泵一马达试验系统是在有变频器地方工作，干扰大。为提高测试精度本 论文采用了硬件和软件相结合的方法，通过简单硬件电路滤波和软件滤波相结合的 方法。同时通过曲线拟合方式使得曲线平滑美观又不失真，并在实际应用中取得了 很好的效果。 论文将机械、电气、液压和控制等多学科技术有机结合，从理论上完成了液压 试验台的电气和液压系统的开发和研究，理论和实际相结合的完成了液压泵一马达试 验台的设计和开发并交付成都神钢集团使用。 关键词：液压；c a t ；l a b v i e w ；人机界面 广东工业大学硕士学位论文 a bs t r a c t a st h er a p i dd e v e l o p m e n to fh y d r a u l i cp r o p o r t i o n a lt e c h n o l o g y ，m o r ea n dm o r e h y d r a u l i cp r o d u c th a v eb e e nw i d e l yu s e di nm o d e mi n d u s t r i a l ，i tc o v e rw i d er a n g eo f i n d u s t r i e s ，i ti n c l u d em e t a l l u r g y ，m i n i n g ，t r a n s p o r t a t i o n ，i te v e nu s e di nl i g h ti n d u s t r y ， f o o d ，c h e m i c a li n d u s t r y ，m i l i t a r ye t c b u tt h ej u d g m e n to ft h ep e r f o r m a n c eo fh y d r a u l i c c o m p o n e n t sh a v eas c i e n t i f i cb a s i s ，t h eg e n e r a t i o no f t h eh y d r a u l i ct e s t e rc a l ls o l v et h e p r o b l e mv e r yw e l l t h eh y d r a u l i cp u m pa n dh y d r a u l i c m o t o ri s v e r yi m p o r t a n t c o m p o n e n t si nt h eh y d r a u l i cs y s t e m s h y d r a u l i cp u m pi sp o w e rs o u l c eo ft h eh y d r a u l i c s y s t e m s ，h y d r a u l i cm o t o ri s e x e c u t i o nu n i to fh y d r a u l i cs y s t e m s ，a n di tt r a n st h e h y d r a u l i cp o w e rt om e c h a n i c a lp o w e r , s ot h ed e v e l o p m e n ta n dr e s e a r c ho fh y d r a u l i c p u m p m o t o rt e s t e ri sv e r yi m p o r t a n t t h ec h a r a c t e r i s t i c so fo r i g i n a lh y d r a u l i cp u m p m o t o rt e s ts y s t e m sa r ei n t e n s i t yo f w o r k e r so p e r a t i n g ，l o w e rt e s te f f i c i e n c ya n dp r e c i s i o n ，l o w e rd e g r e eo fa u t o m a t i o n ， r e l i a b i l i t yc a nn o tb eg u a r a n t e e de t c t os o l v et h ep r o b l e m s ，t h ep u m p m o t o rh y d r a u l i c c o m p u t e ra i dt e s t e r ( c a t ) b a s eo nv i r t u a la n di n s t r u m e n t st e c h n i q u ei sd e s i g n e di nt h e d i s s e r t a t i o n , a n dt h ep r o b l e m sc a nb es o l v ev e r yw e l l t h ed i s s e r t a t i o nh a sd e s i g n e dt h eh y d r a u l i ct r a n s m i s s i o np a r t sa n de l e c t r i c a lc o n t r o l p a r t so f t h ep u m p - m o t o rh y d r a u l i cc o m p u t e ra i dt e s t e r t h eh y d r a u l i ct r a n s m i s s i o np a r t s m a i n l yb a s e o nt h et e s tc o n d i t i o nt o d e s i g nt h eh y d r a u l i cs y s t e ma n dv e r i f i e rt h e h y d r a u l i cs y s t e m s ；e l e c t r i c a lc o n t r o lp a r t si n c l u d et h ed e s i g n a t i o no fh a r d w a r ea n d s o f t w a r e t h ed e s i g n a t i o no ft h eh a r d w a r em a i n l yi n c l u d e ss e n s o rs e l e c t i o n , c a l i b r a t i o n , p a r a m e t e rc o n v e r s i o nc a l c u l a t i o n , a n t i - j a m m i n g ，a c q u i s i t i o nc a r ds e l e c t i o n , p i es e l e c t i o n e t c t h ed e s i g n a t i o no ft h es o f t w a r em a i n l yi n c l u d ep i ep r o g r a mb a s eo nv 4 0s t e p7 m i c r o w i ns p 4 ，t h eh m ip r o g r a mb a s eo ne b 8 0 0 0 ，t h ea c q u i s i t i o np r o g r a mb a s eo n l a b v i e w ，t h ep r o g r a mb a s eo nl a b v i e wh a st h ec h a r a c t e r i s t i c so fs h o r td e v e l o p m e n t c y c l e ，e a s yt ou p g r a d ea n de x p a n d t h e r ei si n v e r t e rb e s i d et h ep u m p - m o t o rh y d r a u l i cc o m p u t e ra i dt e s t e r ，s ot h e r ei s s t r o n ga n t i - j a m m i n g t oi m p r o v et h et e s tp r e c i s i o n , t h ed i s s e r t a t i o n u s et h ew a yo f c o m b i n a t i o no fh a r d w a r ea n ds o f t w a r et o f i l t e r ，p l cc o n t r o ls c h e m ew a su s e df o rt h e e l e c t r i c a ls y s t e mo fc o n t r o ls y s t e m c u r v ef i t t i n gc a nm a k et h ec u r es i n o o t h e ra n dt h e c u r v ew i l ln o td i s t o r t i o n m e c h a n i c a l ，e l e c t r i c a l ，h y d r a u l i ca n dc o n t r o lt e c h n o l o g ye t cd i s c i p l i n e sw e r e c o m b i n e dt oc o m p l e t et h ed e v e l o p m e n ta n dr e s e a r c ho nt h ep u m p m o t o r h y d r a u l i ct e s t e r s y s t e mi nt h i sp a p e r w i t hac o m b i n a t i o no ft h e o r ya n dp r a c t i c e ，t h e d e s i g no ft h e p u m p m o t o rh y d r a u l i ct e s t e rw a sc o m p l e t e d ，a n dt h ep r o d u c th a d b e e nu s e do nt h e p r o d u c tl i n ei nk o b e l c o k e yw o r d s ：h y d r a u l i c ；c a ：r ；l a b v i e w ：h m i i c o n t e n t s c o n t e n t s a b s t r a c t ( c h i n e s e ) i a b s t r a c t ( e n g l i s h ) i i c o n t e n t s v i i c h a p t e r 】【i n t r o d u c t i o n 1 1 1h y d r a u l i ct e s tt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n ta n do v e r v i e w 1 1 1 1h y d u a l i ct e s ts y s t e md e v e l o p m e n t l 1 1 2h y d u a l i cc a = rt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n t 2 1 1 3v i r t u a li n s t r u m e n tt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n t 4 1 1 4h y d u a l i cc a tt e c h n o l o g yb a s eo nv i r t u a li n s t u m e n t 6 1 2p u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo ft h es u b j e c t 8 1 3r e s e a r c hc o n t e n ta n dm e t h o do ft h es u b j e c t 8 1 4t h em a i n w o r ka n dc o n t e n to f t h es u b j e c t 8 1 4 1t h eo r i g i no f t h es u b j e c ta n dr e s e a r c hs i g n i f i c a n c e 8 1 4 2m a i nt o p i c s ：9 c h a p t e r 2h y d r a u f i es y s t e md e s i g na n da n a l y s i so fp u m pa n dm o t o rc o m p r e h e n s i v e t e s tb e d 10 2 1b a s i ce x p e r i m e n t a lm e t h o d sa n dt e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so fh y d r a u l i cp u m pa n d m o t o rc o m p r e h e n s i v et e s tb e d 10 2 1 1e x p e r i m e n t a lm e t h o d sa n dt e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so fp u m pf o rj b 厂r lo 2 1 2 2 1 2e x p e r i m e n t a lm e t h o d sa n dt e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so fm o t o rf o rj b t1l 2 2e x p e r i m e n t a lm e t h o d sa n dt e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so fh y d r u a l i cp u m pa n dm o t o r c o m p r e h e n s i v eb e d 1 4 2 3h y d r u a l i cs y s t e mc h a r ta n dt e c h n i c a ls c h e m eo fp u m pa n dm o t o rc o m p r e h e n s i v e b e d 17 2 3 1h y d r u a l i cs y s t e mc h a r ta n dt e c h n i c a ls c h e m eo f o p e ns t y l ep u m pt e s l7 2 3 2h y d r u a l i cs y s t e mc h a r ta n dt e c h n i c a ls c h e m eo fc l o s e dp u m pt e s t 18 2 3 3h y d r u a l i cs y s t e mc h a r ta n dt e c h n i c a ls c h e m e o fm o t o r 19 v n 2 4p a r a m e t e rc a l c u l a t i o no fh y d r a u l i cp u m pm o t o r t e s tr e s u l t s 21 2 5c h a p t e rs u m m a r y 2 3 c l l a p t e r3h a r d w a r ed e s i g no f c o m p u t e rt e s t i n gs y s t e m o f t e s tb e d 2 4 3 1h 缸d w a r ec o m p o s i t i o no fc o m p u t e rt e s ts y s t e m - 2 4 3 2s e l e c t i o no fs e n s o r 。”2 5 3 3s e l e c t i o no f a c q u i s i t i o ni n s t r u m e n to f t o r q u em e t e r 2 7 3 4s e l e c t i o no fp r o p o r t i o n a la m p l i f i e r 2 7 3 5s e l e c r i o no fd a t ea c q u i s i t i o nc a r d ”3 0 3 6a m ii n t e r f e r e n c em e a s u r e so f t e s ts y s t e m ”3 3 3 7c h a p t e rs u m m a r y 3 3 c h a p t e r4 e l e c t r i c a ic o n t r o ls y s t e md e s i g no ft e s tb e d 3 4 4 1h 龃d w a r ed e s i g no fc o n t r o ls y s t e m 3 4 4 1 1s e l e c t i o no fp l c 3 4 4 1 2s e l e c t i o no ft o u c hs c r e e n 3 4 4 2s i g n a ls u m m a r y 3 5 4 3d e t e r m i n ei ow i r i n gd i a g r a m ”3 9 4 4c o n t r o lp r o c e d u r ed e s i g n 4 0 4 4 1s y s t e md e s i g nr e q u i r e m e n t 4 0 4 4 2w r i t i n go fp r o c e d u r e 4 l 4 3m a i 卜m a c h i n ei n t e r f a c ed e s i g n 4 4 4 4c h a p t e rs u m m a r y ；5 1 c h a p t e r 5s o f t w l l r ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e s ts y s t e mo fh y d r u a l i c t e s tb e d 5 2 5 1s e l e c t i o no fs o f t w a r ed e v e l o p m e n tp l a t f o r m 5 2 5 2f u n c t i o na n dp r o g r a md e s i g no f t e s ts y s t e ms o t t w a r e 5 3 5 2 1c o m p o s i t i o no fs o f t w a r em o d u l e “5 3 5 2 2p r o c e s sd e s i g no ft e s ts y s t e ms o f t w a r e 5 4 5 3p r o g r a md e s i g no fe v e r ym o d l eo f t e s ts y s t e m 5 5 5 3 1m a i np r o g r a mp r o g r a mm o d u l ed e s i g n 5 5 5 3 2d a t aa c q u i s i t i o np r o g r a mm o d u l ed e s i g n 5 7 5 3 3c o m m u n i c a t i o nw i t hp l cp r o g r a mm o d u l ed e s i g n 6 0 v c o n t e n t s 5 3 4u s e rl o g i np r o g r a mm o d u l ed e s i g n 6 2 5 3 5p a r a m e t e rs e t t i n gp r o g r a mm o d u l ed e s i g n 6 3 5 3 6d a t as t o r a g ep r o g r a mm o d u l ed e s i g n 6 5 5 4a c c e s sd a t a b a s ea p p l i c a t i o n ”6 5 5 5 i n t e r f a c ed e s i g no f t e s ts y s t e m 6 7 5 5 1d i s p l a c e m e n te f f i c i e n c yo v e r l o a di m p a c tt e s ti n t e r f a c ed e s i g no ff r o n t p u m p 6 7 5 5 2v a r i a b l ec h a r a c t e r i s t i ct e s ti n t e r f a c ed e s i g no ff r o n tp u m p 6 8 5 5 3d i s p l a c e m e n te f f i c i e n c yo v e r l o a di m p a c tt e s ti n t e r f a c ed e s i g no f b a c k p u m p 6 8 5 5 4v a r i a b l ec h a r a c t e r i s t i ct e s ti n t e r f a c ed e s i g no f b a c kp u m p 6 9 5 5 5d i s p l a c e m e n te f f i c i e n c yo v e r l o a di m p a c tt e s ti n t e r f a c ed e s i g no fc l o s e d s t y l ep u m p 7 0 5 5 6v a r i a b l ec h a r a c t e r i s t i ct e s ti n t e r f a c ed e s i g no f c l o s e ds t y l ep u m p 7 1 5 5 7d i s p l a c e m e n te f f i c i e n c yo v e r l o a di m p a c tt e s ti n t e r f a c ed e s i g no fm o t o r 7 2 5 5 8v a r i a b l ec h a r a c t e r i s t i ct e s ti n t e r f a c ed e s i g no fm o t o r 7 3 5 6c h a p t e rs u m m a r y 7 4 c h a p t e r6t e s ta n a l y s i s 7 5 6 1i m p r o v e m e n to f t e s tb e da u t o m a t i o n 7 5 6 2e n e r g ys a v i n gs c h e m e p o w e rr e c o v e r y 7 7 6 3t e s tr e s u l t sa n a l y s i so f o p e ns t y l ep u m p 7 9 6 3 1r e s u l ta n a l y s i so fd i s p l a c e m e n te f f i c i e n c yo v e r l o a di m p a c tt e s to f f r o n t p u m p 7 9 6 3 2v a r i a b l ec h a r a c t e r i s t i c st e s tr e s u l t sa n a l y s i so f o ff r o n tp u m p 8 0 6 3 3r e s u l ta n a l y s i so fd i s p l a c e m e n te f f i c i e n c yo v e r l o a di m p a c tt e s to f b a c k p u m p 8 1 6 3 4v a r i a b l ec h a r a c t e r i s t i c st e s tr e s u l t sa n a l y s i so f o f b a c kp u m p 8 1 6 4r e s u l ta n a l y s i so fd i s p l a c e m e n te f f i c i e n c yo v e r l o a di m p a c tt e s to f m o t o r 8 2 6 5c h a p t e rs u m m a r y 8 3 c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t s 8 4 仪 广东_ t - 业大学硕士学位论文 m a i nw o r ka n dc o n c l u s i o no f t o p i c 8 4 p r o s p e c tf o rt h ef u t u r e 8 5 r e f e r r e n c e 8 6 p u b l i s h e dp a p e rd u r i n gc a n d i d a t ef o rm a s t e r sd e g r e e 8 9 d e c l a r a t i o n 9 0 a c k n o w l e d g e m e n t 9 1 a p p e n d i x 9 2 x 第一章绪论 第一章绪论 1 1 液压试验测试技术发展概述 1 1 1 液压测试系统的发展 液压传动系统具有结构轻小、传动比大、运行平稳、易于实现无级调速和自 动化等优点，已经广泛应用于工业生产的各个领域。但液压传动系统( 特别是大 型液压系统) 也存在一些缺点，主要是结构复杂，其内部状态又难以观测，给液 压系统的运行状态监测和日常维护保养带来一定的困难。因此如何有效地对液压 系统进行状态监测，提取系统的特征信号以及时发现故障或隐患，有着十分重要 的工程意义。而对液压系统的状态监测，除了要定性观察一些物理现象外，更重 要的是要对运行过程中许多有关的物理参数进行精确地定量测量【l 】。 早期的液压测试系统比较落后基本都是不可以自动记录和打印，整个试验过 程操作者的参与程度很高，液压测试系统的组成模式基本都是“传感器+ 模拟二次 仪表 ，称为手工测试、记录阶段。他们一般由安装有机械按钮、开关、指示灯等 主令、显示元器件、二次仪表、电器操作台和安全保险装置、继电器、控制器等 控制元器件的电气控制柜等部分组成泵源、油路控制部分，信号发生器、记录仪、 示波器等作为测试显示记录部分。在测试过程中，一般由模拟记录仪器在纸上记 录试验曲线或由试验人员读取并记录试验数据，然后试验人员根据试验曲线和数 据手工处理得到性能指标。这种测试系统控制部分结构复杂、成本高、故障率高 且故障排除难度大，测试部分因涉及多种复杂仪器、仪表，对测试系统操作人员 素质要求高，测试过程及结果受较多人为因素的影响，故测试劳动强度大、精度 低。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，液压计算机辅助测试( c a t ) 技术在 液压系统状态监测中的应用越来越广泛。它具有测试精度高、测试速度快、性能 价格比高、测试的重复性和可靠性高及适宜在线动态测试和状态监测等特点，有 着良好的应用前景。但其控制部分仍然沿用手工测试系统所采用的一套，或者是 仅引入可编程控制器( p l c ) 替代继电器部分，仍存在着结构复杂、故障率高、维护 难度大等一系列缺点【l 】。 广东工业大学项士学位论文 早期的液压测试系统大部分按照“传感器+ 模拟二次仪表 的模式组成，在 测试过程中，一般由模拟记录仪器在纸上记录试验曲线或由试验人员读取并记录 试验数据，然后试验人员根据试验曲线和数据手工处理得到性能指标。显然用这 种测试系统得到的结果带有严重的人为误差，效率低、精度差。随着微电子技术 和计算机技术的迅速发展，液压计算机辅助测试( cat ) 技术在液压系统状态监 测中的应用越来越广泛。 1 1 2 液压c a t 技术发展 随着计算机应用在机械行业的普及以及机电液一体化综合的深入发展，国内液 压行业在逐步应用液压c a d ( 计算机辅助设计) c a m ( 计算机辅助制造) 、液压 c a t ( 计算机辅助测试) 。 液压c a t 具有测试精度高、测试速度快、性能价格比高、测试的重复性和可靠 性高以及适宜在线动态测试和状态监测等特点，有着良好的应用前景。液压ca t 技术是一门集传感器、仪器仪表、试验技术与标准等学科内容为一体的综合性技术。 它的发展与上述学科的发展有着密切的关系。液压c a t 的发展主要经历了以下几 个模式： ( 1 ) 常规二次仪表+ 单板机+ 汇编语言； ( 2 ) 常规二次仪表+ 专用接口+ 计算机+ 高级( 或汇编) 语言+ 输出设备； ( 3 ) 通用接口+ 微型机系统； ( 4 ) 兼有测试试验数据处理和计算机控制功能的测试1 2 1 。 目前国内外的液压c a t 研究处于兼有测试试验数据处理和计算机控制的微机系 统，测试系统从功能上来看有两种模式：一是计算机对测试装置进行控制并完成测 试过程数据采集、处理一体化的系统，如北京机械工业自动化研究所的液压阀、液 压泵、液压油缸、液压马达试验台计算机辅助测试系统；二是计算机不对测试装置 进行控制，只是进行数据采集、信号处理和试验结果输出的系统，如北京理工大学 的液压泵、液压马达、液压泵液压马达传动系统工作特性的计算机辅助试验系统【2 1 随着液压技术、控制理论、微计算机技术、测试测量技术、数字信息处理、图 像处理技术、可靠性技术的发展，液压计算机辅助测试( c 盯) 也正向高速，高效、 可靠性高的方向发展。经过近些年的研究和实践，液压c a t 技术的硬件基础条件和 2 第一章绪论 软件的基础条件都不断在发展和完善。特别是最近才兴起的基于虚拟仪器的液压 c a t 技术是一个比较新的课题，目前这种虚拟仪器技术在迅速的发展，应用的行业 非常广泛。这些技术都取得了良好的经济效益和社会效益。 与液压c a t 密切相关的领域是测控仪器仪表，其发展历程经历了以下过程。 ( 1 ) 1 9 世纪2 0 年代，相继制造出检流计、惠斯登电桥等电工指示仪表； ( 2 ) 1 8 9 5 年设计制造出世界上第一台感应系电能表； ( 3 ) 1 9 5 2 年制造出世界上第一台电子管数字式电压表： ( 4 ) 6 0 年代生产出晶体管数字式电压表； ( 5 ) 7 0 年代研制出集成电路的数字式电压表； 目前，电工测量技术正向自动化、智能化的方向发展。常用电工仪表的分类、 型号和标志电工测量就是将被测的电量、磁量或电参数与同类标准量进行比较，从 而确定出被测量大小的过程。在电工测量中，除了应根据测量对象正确选择和使用 电工仪表外，还必须采取合理的测量方法，掌握正确的操作技能，才能尽可能地减 小测量误差。 在电工测量中，测量各种电量、磁量及电路参数的仪器仪表统称为电工仪表。 电工仪表种类很多，按结构和用途不同，主要分为指示仪表、比较仪表、数字仪表 和智能仪表四大类。 指示仪表的特点：能将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示 器直接指示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。按工作原理分类：主要有磁电 系仪表、电磁系仪表、电动系仪表和感应系仪表。此外，还有整流系仪表、铁磁电动 系仪表等。典型仪表：安装式仪表、便携式仪表。 比较仪表的特点：在测量过程中，通过被测量与同类标准量进行比较，然后根 据比较结果才能确定被测量的大小。比较仪表分类：直流比较仪表和交流比较仪表。 直流电桥和电位差计属于直流比较仪表，交流电桥属于交流比较仪表典型仪表：比 较式直流电桥。 数字仪表的特点：采用数字测量技术，并以数码的形式直接显示出被测量的大 小。数字仪表的分类：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。 典型仪表：数字式电压表。 智能仪表的特点：利用微处理器的控制和计算功能，这种仪器可实现程控、记 忆、自动校正、自诊断故障、数据处理和分析运算等功能。智能仪表的分类：智能 3 广东工业大学硕士学位论文 仪表一般分为两大类：一类是带微处理器的智能仪器；另一类是自动测试系统。典 型仪表：数字式存储示波器。 上述传统测试仪器仪表的“信号采集与控制、信号分析与处理、结果的表达与 输出 功能模块只能由厂家来定义、制造，其只能面对固定对象完成确定的测试检 测任务，因此设计复杂、拓展性差，没有摆脱独立使用手工操作的模式，测试过程 仅限于简单模仿人工测试的步骤，人的参与程度大难以胜任复杂的多参数、多任务 的测量要求。在今天，将计算机与仪器结合起来增强改善传统仪器的性能，如将仪 器的信号处理与分析、结果显示与输出由计算机上来完成，或将仪器的3 大功能模 块全部放到计算机上来实现是完全可能的，由此，诞生了虚拟仪器。 i 1 3 虚拟仪器技术的发展 一、虚拟仪器 ， 虚拟仪器的发展基于计算机技术为载体以软件为核心，也就是说计算机硬件和 软件同时推动着虚拟仪器的进步和发展。1 9 8 7 年卡式仪器诞生是虚拟仪器技术革命 的一个里程碑，特别是1 9 8 7 年基于v x i 总线结构的模块化v x i 卡式仪器的诞生。 它摒弃了传统的迭层式机构和物理仪器面板，使用和p c 协作的结构，并且借助计 算机强大的数据处理能力进行数据采集、分析，并进行仪器控制，这就是最早的虚 拟仪器概念。该概念和技术的诞生大大提高了软件在仪器系统的权重，使得本应该 使用硬件才能实现的技术软件化了，如此出现了“软件就是仪器 的口号，这是v i 核心的思想。 然而i t 的特征决定v i 必须走开放性、标准化道路技术路线，1 9 9 3 年9 月份成 立的v x l p l u g & p l a y 联盟制定和颁布了v p p ( v x i 即插即用的系统规范) 该规范 符合v x i p l u g & p l a y 规范的自动测试系统，该规范能同时包容v x i 仪器模块、g p i b 仪器模块、串行接口仪器模块，并且也能同时包容消息基器件、寄存器基器件和存 储器基器件等等，大大增加了系统的开放性、兼容性和仪器间的互操作性。而这些 特性赖以实现的基础是v p p 规范关于虚拟仪器软件结构( v i r t u a li n s t r u m e n ts o f t w a r e a r c h i t e c t u r e ，简称v i s a ) 和虚拟仪器驱动器模型及软件标准( v p p 3 1 1 v p p 3 1 4 ) 的制 定，它为虚拟仪器软件实现模块化