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虚拟仪器简介 目录 仪器仪表技术的主要发展阶段虚拟仪器的概念虚拟仪器的特点虚拟仪器的结构虚拟仪器的应用虚拟仪器的发展趋势 1仪器仪表技术的主要发展阶段 1仪器仪表技术的主要发展阶段 2虚拟仪器的基本概念 虚拟仪器 测量仪器技术 计算机技术 总线技术 3虚拟仪器的特点 特点 利用计算机强大的软件功能实现信号调理和数据的运算 分析 处理 利用相应的接口设备完成信号的采集 输入 输出 从而完成各种仪器功能 实质 比较 虚拟仪器和传统仪器的比较 虚拟仪器 传统仪器 仪器厂商定义硬件是关键仪器的功能和规模已固定多为实验室拥有技术更新慢开发和维护费用高价格昂贵系统封闭 与其它设备的连接受限 用户自己定义软件是关键系统的功能和规模可需改个人可以拥有一个实验室技术更新快节省开发和维护费用价格低 可重复利用基于计算机的开放系统 方便与外设和网络连接 DIGITAL DIGITALDIGITALDIGITALDIGITALDIGITALDIGITAL 虚拟仪器最终要取代大量的传统仪器成为仪器领域的主流产品 成为测量 分析控制自动化仪表的核心 并成为机器人技术的核心 4虚拟仪器的结构 VXI仪器系统 CustomerRelationshipManagement GPIB仪器控制系统 数据采集卡系统 其它计算机硬件 现场总线设备 USB仪器 PXI仪器 VXI仪器 数据采集与控制 计算机 系统软件 4 1虚拟仪器的硬件结构 数据采集卡 GPIB接口仪器 测试对象 4 2虚拟仪器的软件结构 I O接口软件存在于仪器 即I O接口设备 与仪器驱动程序之间 是一个完成对仪器寄存器进行直接存取数据操作 并为仪器与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件 是实现开放的 统一的虚拟仪器系统的基础与核心 完成对某一待定仪器的控制与通信的软件程序 每个仪器模块均有自己的仪器驱动程序 实质是为用户提供用于仪器操作的较抽象的操作函数集 虚拟仪器驱动程序是连接上层应用程序与底层I O接口软件的纽带和桥梁 将计算机的数据分析和显示功能与仪器驱动器融合在一起 基于传统的文本语言式的平台 如LabWindows CVI VisualC Delphi等 基于图形化编程环境的平台 如LabVIEW和HPVEE等 仪器驱动程序 应用软件开发环境 I O接口软件 虚拟仪器的应用领域 电子测试 机械控制 汽车测试 声学测试 食品加工 机器人 振动测试 制药生产 5虚拟仪器的应用领域 虚拟仪器的发展趋势 根据虚拟仪器的特性 能够方便地将虚拟仪器组成计算机网络 利用网络技术将分散在不同地理位置不同功能的测试设备联系在一起 使昂贵的硬件设备 软件在网络上得以共享 减少了设备重复投资 现在 有关MCN MeasurmentandControlNetworks 方面的标准正在积极进行 并取得了一定进展 网络化虚拟仪器 PXI系统高度的可扩展性和良好的兼容性 以及比VXI系统更高的性价比 将使它成为未来大型高精度集成测试系统的主流虚拟仪器平台 PXI型高精度集成虚拟仪器 6虚拟仪器的发展趋势 6虚拟仪器的发展趋势 L 目前主流的虚拟仪器主要是基于Windows操作系统 主要面向大众用户 基于Windows操作系统的应用程序占用内存大 系统稳定性不理想 常出现 死机 现象 基于Linux操作系统的虚拟仪器 在工业现场应用场合 多任务并行是经常要解决的问题 然而基于Windows操作系统的应用程序并不能真正实现实时多任务并行处理 6虚拟仪器的发展趋势 在Linux平台上几乎能使用所有流行的开发软件 如C FORTRAN JAVA等 Linux是真正的多任务的操作系统 可以同时执行几个程序 Linux允许多个用户同时登录 充分利用操作系统的资源 每个程序都有自己的主内存区 系统处理主内存区是采取保护的方式 可避免因一个程序的执行失败而引起整个系统瘫痪 基于Linux的虚拟仪器 基于Linux的虚拟仪器更容易满足多任务并行处理及现场检测和控制要求 6虚拟仪器的发展趋势 PC DAQ式虚拟仪器是现在比较流行的虚拟仪器系统 但是 由于基于PCI总线的虚拟仪器在插入DAQ时都需要打开机箱等 比较麻烦 计算机内部的强电磁干扰对被测信号也会造成很大的影响 以USB接口方式的外挂式虚拟仪器系统将成为今后廉价型虚拟仪器测试系统的主流 01 02 主机上的PCI插槽有限 再加上测试信号直接进入计算机 各种现场的被测信号对计算机的安全造成很大的威胁 03 7NI简介 NI产品的广