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                虚拟仪器技术的现状及发展前景

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                点击量: 227947 来源: 上海御盈电子科技有限公司

                  随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展,仪器技术领域发生了巨大的变化,美商国家仪器公司(National Instruments)于八十年代◥中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念,把虚拟测试技术带入新的发展时期,随后研制和推♀出了基于多种总线系统的虚●拟仪器。

                  虚拟仪器就是你澹臺府在通用计算机上加上软件和(或)硬件,使得使用者在操作这台计算机时,就象是在操作一台他自己设计的专用的传≡统电子仪器。在虚拟仪器系统中,硬件仅仅是为了解决信号的输入输出,软件才是整个仪器系统的关键,任何一个使用者都可以通过修改软件的方法,很方便地改变㊣、增减仪器系统的功能与规模,所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现》,彻底打破了传统仪器由厂家定义,用户无法改变的模式,虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的№空间。用户(而不是厂家)可以随心所欲地根据自己的需求,设计自己的仪器系统,满足多种多样的应他用需求。

                  虚拟仪器系统概念是⊙对传统仪器概念的重大突破,是计算机系统与仪器系╱统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能,结合相 哈哈应的硬件,大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制,使用户可以方便地□ 对其进行维护、扩展、升级等。

                  虚拟仪器系统可以广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、和工业生产等各△种领域。

                  现有的虚『拟仪器系统按硬件工作平台主要可分为基于PC总线的虚拟仪★器、基于VXI的虚拟仪器、基于PXI的虚拟仪器,所应用场合不同各有其特点。

                  虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建〓完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用≡的需求。这也正是NI近30年来始终**测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台〓这三大组成部分,才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少,以及出色的集成这四大优势。

                  虚拟仪器技术的▲三大组成部分,首先是高效的软件,软件是虚拟仪器技术中*重要的部份。使用正确的软件工具并通过设计或调用●特定的程序模块,工程师和科学家们可以高效地创建自己的应用以及↑友好的人机交互界面。NI公司提供的行业标准图形化编程软件——LabVIEW,不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接,更能提供强大的后续数据处理能力,设置数据处理、转换、存〒储的方式,并将结果显示给用户。此外,NI 提供了更多交互式的测量工具和更高层的系统管理软件工具,例如连接设计与测试的交互式软件SignalExpress、用于传统C语言的LabWindows/CVI、针对微软Visual Studio的Measurement Studio等等,均可满足客户对高性能应ξ 用的需求。有了功能强大的软件,您就№可以在仪器中创建智能性和决策功能,从而发挥虚拟仪器技术在测卐试应用中的强大优势。其次是模块化的I/O硬件,面对如今日益复杂的测试测量应用,NI提供了全方位的软硬件的解决方案。无论您是使◆用PCI, PXI, PCMCIA, USB或者是1394总线,NI都能提供相应的模块化的硬件产品,产品种类从 銀角電鯊一愣数据采集、信号条理、声音和振动测量、视觉、运动、仪器控制、分布式I/O到CAN接口等工业通讯,应有尽有。NI高性能的硬件︼产品结合灵活的开发软件,可以为负责测试和设计工作的工程师们创建完全自⌒定义的测量系统,满足各种独特的应用要求。目前,NI已经达到了每2个工作日推出一款硬件产品的速度,大大拓宽了用户的选择面:例如NI新近推出的新★一代数据采集设备——先期推出的20款M系列DAQ卡,就为数据采集领域设定了全新的标准。*后是用于集成的软硬件平台。NI首先提出的专为测试任务设计的PXI硬件平台,已经成为当今测试▃、测量和自动化应用的标准平台,它的开〓放式构架、灵活性和PC技术的成本优势为测量和自动化行业带来了一场翻天覆地的改革。由NI发起的PXI系统联盟现已吸引了68家厂商,联盟属下的产品数量也已激增至近千种。PXI作为一种专为工业数据采∞集与自动化应用度身定制的模块化仪器平台,内建有**的定时和触发总线,再配以各类模块化的I/O硬件和相应的臉上充滿了恐懼之色测试测量开发软件 ,您就可以建立完全自定义的测试测量解决方案。无论是面对简单的数据采集应▲用,还是**的混合信号同☉步采集,借助PXI高性能的硬件平台,您都能基業陷入危機应付自如。这就是虚拟仪器技术带给您的无可比拟的●优势。

                  同时,虚拟仪器Ψ技术的四大优势

                  一、性能高

                  虚拟仪器技术是在PC技术的基隨后朝藍發青年緩聲說道础上发展起来的,所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的*新商︽业技术的优点,包括功能超卓的处理器和文件I/O,使您在数据〒高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外,不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。

                  二、扩展性强

                  NI的软硬件工具使得工程师和科学∩家们不再圈囿于当前的技术中。得益于NI软件的灵先恢復實力活性,只需更新您的计算机或测量硬件,就能以*少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改♀进您的整个系统。在利用*新科技的时候,您可以把它们集成到现有的测☆量设备,*终以较少的成本加速产品上市的时间。

                  三、开发时间少

                  在驱动和应用两个层面上,NI高效的软件构架能与计↘算机、仪器仪表和通ω讯方面的*新技术 结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作,同时还提供了灵》活性和强大的功能,使您→轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和ω 控制解决方案。

                  四、无缝集成

                  虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂,工程师们通常需要集成多个测量设备来满▃足完整的测试需求,而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。NI的虚拟仪器软件平一拳朝合轟了下去台为所有的I/O设备提供了标准的接口,帮助╱用户轻松地将多个测量设备集成到单个系统,减少∞了任务的复杂性。

                  虚拟仪器技术不断地扩展其功能及应用范围。现在LabVIEW不仅能在PC上开发测试程就是至尊都很頭痛序,而且可以在嵌入式处理器和FPGA上设计硬件。这一技术也」将*终提供这样的一个独立环境,使用户可以从设计朝他搖了搖頭测试系统到定义硬件的功能,如图3所示。测试工 目瞪口呆程师将能使用合适的功能来进行系统∑ 级的设计。当他们需要定义专门的测量功能时,他们也将可以用同样的软件工具来“细化”到合适的级别以█定义测量的功能。例如,工程师可以开发LabVIEW程序来使用模块化仪器进行某些测量,如DC电压和上升时间。当工程师需要开发专门的测量时,他们也□可以使用LabVIEW对原始的测量数据进行分析,从而一名親衛兵手里开发出专门的测量,比如峰值检测。如果〓在某些情况下他们需要使用一些①新的硬件功能来实现测量,如定制的触发,那么□ 他们可以用LabVIEW定义一个触发和滤波方案,并嵌入到仪器卡上的FPGA中。

                  虚拟仪器技术隨后狂喜已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术,随着虚拟仪器技术的功能◣和性能已被不断地提高,如今在许多应用中它已成甚至受了不輕为传统仪器的主要你贏了替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新,未来虚拟仪器技术的发╲展将为测试系统的设计提供一个**的模式,并且使工程师们在测量和¤控制方面得到强大功能和灵活性。