虛擬儀器的結(jié)構(gòu)原理性能特點和應(yīng)用
虛擬儀器是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。虛擬儀器的本質(zhì)是利用現(xiàn)有的計算機，加上特殊設(shè)計的儀器硬件和專用軟件形成既有普通儀器的基本功能又有一般儀器所沒有的特殊功能的**低價的新型儀器。它是利用計算機強大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器完成對儀器的控制、數(shù)據(jù)分析和顯示功能。虛擬儀器的輸入輸出由數(shù)據(jù)采集卡、GPIB卡等硬件模塊完成，儀器的功能主要由軟件構(gòu)成。虛擬儀器系統(tǒng)框圖如圖1所示。
一套完整的虛擬儀器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般來說分為四層：
1)測試管理層
用戶使用虛擬儀器生產(chǎn)廠商開發(fā)的應(yīng)用程序，組成自己的一套測試儀器。這是虛擬儀器的優(yōu)點之一，它可以方便地使用戶根據(jù)自己的需要，自己的風(fēng)格建立自己的測試儀器。
2)應(yīng)用(程序)開發(fā)層
由生產(chǎn)商提供的軟件開發(fā)工具，如NI(NATIONAL INSTRUMENTS)公司的LabVIEW軟件，LabWindows/CVI軟件。用戶可以用這類軟件進行深層開發(fā)，以擴展儀器原有的功能。
3)儀器驅(qū)動層
由生產(chǎn)商開發(fā)，針對不同類型的儀器有不同的驅(qū)動程序接口。為給用戶提供方便、易用的儀器驅(qū)動程序，泰克公司、惠普公司和美商國家儀器公司等35家國際上*大的儀器公司成立了VXI plug & play系統(tǒng)聯(lián)盟，并于推出VISA(Virtu-al Instrument Software Architecture)標(biāo)準(zhǔn)。
4)I/O總線驅(qū)動層
由生產(chǎn)商開發(fā)，用于將不同類型的實際儀器通過相同標(biāo)準(zhǔn)的總線連接起來形成一套完整的測試系統(tǒng)，如得到廣泛應(yīng)用的VXI(開放式測量系統(tǒng))總線系統(tǒng)。
虛擬儀器的性能特點
虛擬儀器徹底改變了傳統(tǒng)儀器由生產(chǎn)廠家定義功能的模式，而是在少量附加硬件的基礎(chǔ)上，由用戶定義儀器功能。因為它的運行主要依賴軟件，所以修改或增加功能、改善性能都非常靈活，也便于利用PC的軟硬件資源和直接使用PC的外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)功能。虛擬儀器不但造價低，而且通過修改軟件可增加它的適應(yīng)性，進而延長它的生命周期，是一種具有很好發(fā)展前景的儀器。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有高效、開放、易用靈活、功能強大、性價比高、可操作性好等明顯優(yōu)點，具體表現(xiàn)為：
1)智能化程度高，處理能力強虛擬
儀器的處理能力和智能化程度主要取決于儀器軟件水平。用戶完全可以根據(jù)實際應(yīng)用需求，將先進的信號處理算法、人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)應(yīng)用于儀器設(shè)計與集成，從而將智能儀器水平提高到一個新的層次。 濕度傳感器探頭 , , 不銹鋼電熱管 PT100 傳感器 , , 鑄鋁加熱器 , 加熱圈 流體電磁閥
2)應(yīng)用性強，系統(tǒng)費用低
應(yīng)用虛擬儀器思想，用相同的基本硬件可構(gòu)造多種不同功能的測試分析儀器，如同一個高速數(shù)字采樣器，可設(shè)計出數(shù)字示波器、邏輯分析儀、計數(shù)器等多種儀器。這樣形成的測試儀器系統(tǒng)功能更靈活、更高效、更開放、系統(tǒng)費用更低。通過與計算機網(wǎng)絡(luò)連接，還可實現(xiàn)虛擬儀器的分布式共享，更好地發(fā)揮儀器的使用價值。 虛擬儀器的結(jié)構(gòu)原理性能特點和應(yīng)用
3)操作性強，易用靈活
虛擬儀器面板可由用戶定義，針對不同應(yīng)用可以設(shè)計不同的操作顯示界面。使用計算機的多媒體處理能力可以使儀器操作變得更加直觀、簡便、易于理解，測量結(jié)果可以直接進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。測量完后還可打印、顯示所需的報表或曲線。這些都使得儀器的可操作性大大提高而且易用、靈活。
虛擬儀器的應(yīng)用
虛擬儀器的功能和性能已被不斷地提高，如今在許多應(yīng)用中它已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。隨著PC、半導(dǎo)體和軟件功能的進一步更新，未來虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展將為測試系統(tǒng)的設(shè)計提供一個**的模式，并且在測量和控制方面都有無以倫比的強大功能和靈活性。可廣泛應(yīng)用于電子測量、振動分析、聲學(xué)分析、故障診斷、航天航空、**工程、電力工程、機械工程、建筑工程、鐵路交通、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)療、教學(xué)及科研等諸多方面。
虛擬儀器的各種優(yōu)點讓用戶可以放心地舍棄舊的傳統(tǒng)測量設(shè)備，接受更新型、以計算機為基礎(chǔ)的虛擬儀器系統(tǒng)。由于計算機的性能價格比不斷改進，使虛擬儀器的價格更為大眾化，用戶不必再受限于傳統(tǒng)儀器的使用限制和昂貴的價格，進一步降低了使用成本，減少了系統(tǒng)的開發(fā)費用和系統(tǒng)的維護費用。此外，新型筆記本電腦又把虛擬儀器的便攜性和強大功能推向一個新的水平。所有這些必將加快虛擬儀器的發(fā)展，使它的功能和應(yīng)用領(lǐng)域不斷增強和擴大。
虛擬儀器是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。虛擬儀器的本質(zhì)是利用現(xiàn)有的計算機，加上特殊設(shè)計的儀器硬件和專用軟件形成既有普通儀器的基本功能又有一般儀器所沒有的特殊功能的**低價的新型儀器。它是利用計算機強大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器完成對儀器的控制、數(shù)據(jù)分析和顯示功能。虛擬儀器的輸入輸出由數(shù)據(jù)采集卡、GPIB卡等硬件模塊完成，儀器的功能主要由軟件構(gòu)成。虛擬儀器系統(tǒng)框圖如圖1所示。
一套完整的虛擬儀器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般來說分為四層：
1)測試管理層
用戶使用虛擬儀器生產(chǎn)廠商開發(fā)的應(yīng)用程序，組成自己的一套測試儀器。這是虛擬儀器的優(yōu)點之一，它可以方便地使用戶根據(jù)自己的需要，自己的風(fēng)格建立自己的測試儀器。
2)應(yīng)用(程序)開發(fā)層
由生產(chǎn)商提供的軟件開發(fā)工具，如NI(NATIONAL INSTRUMENTS)公司的LabVIEW軟件，LabWindows/CVI軟件。用戶可以用這類軟件進行深層開發(fā)，以擴展儀器原有的功能。
3)儀器驅(qū)動層
由生產(chǎn)商開發(fā)，針對不同類型的儀器有不同的驅(qū)動程序接口。為給用戶提供方便、易用的儀器驅(qū)動程序，泰克公司、惠普公司和美商國家儀器公司等35家國際上*大的儀器公司成立了VXI plug & play系統(tǒng)聯(lián)盟，并于推出VISA(Virtu-al Instrument Software Architecture)標(biāo)準(zhǔn)。
4)I/O總線驅(qū)動層
由生產(chǎn)商開發(fā)，用于將不同類型的實際儀器通過相同標(biāo)準(zhǔn)的總線連接起來形成一套完整的測試系統(tǒng)，如得到廣泛應(yīng)用的VXI(開放式測量系統(tǒng))總線系統(tǒng)。
虛擬儀器的性能特點
虛擬儀器徹底改變了傳統(tǒng)儀器由生產(chǎn)廠家定義功能的模式，而是在少量附加硬件的基礎(chǔ)上，由用戶定義儀器功能。因為它的運行主要依賴軟件，所以修改或增加功能、改善性能都非常靈活，也便于利用PC的軟硬件資源和直接使用PC的外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)功能。虛擬儀器不但造價低，而且通過修改軟件可增加它的適應(yīng)性，進而延長它的生命周期，是一種具有很好發(fā)展前景的儀器。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有高效、開放、易用靈活、功能強大、性價比高、可操作性好等明顯優(yōu)點，具體表現(xiàn)為：
1)智能化程度高，處理能力強虛擬
儀器的處理能力和智能化程度主要取決于儀器軟件水平。用戶完全可以根據(jù)實際應(yīng)用需求，將先進的信號處理算法、人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)應(yīng)用于儀器設(shè)計與集成，從而將智能儀器水平提高到一個新的層次。 濕度傳感器探頭 , , 不銹鋼電熱管 PT100 傳感器 , , 鑄鋁加熱器 , 加熱圈 流體電磁閥
2)應(yīng)用性強，系統(tǒng)費用低
應(yīng)用虛擬儀器思想，用相同的基本硬件可構(gòu)造多種不同功能的測試分析儀器，如同一個高速數(shù)字采樣器，可設(shè)計出數(shù)字示波器、邏輯分析儀、計數(shù)器等多種儀器。這樣形成的測試儀器系統(tǒng)功能更靈活、更高效、更開放、系統(tǒng)費用更低。通過與計算機網(wǎng)絡(luò)連接，還可實現(xiàn)虛擬儀器的分布式共享，更好地發(fā)揮儀器的使用價值。 虛擬儀器的結(jié)構(gòu)原理性能特點和應(yīng)用
3)操作性強，易用靈活
虛擬儀器面板可由用戶定義，針對不同應(yīng)用可以設(shè)計不同的操作顯示界面。使用計算機的多媒體處理能力可以使儀器操作變得更加直觀、簡便、易于理解，測量結(jié)果可以直接進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。測量完后還可打印、顯示所需的報表或曲線。這些都使得儀器的可操作性大大提高而且易用、靈活。
虛擬儀器的應(yīng)用
虛擬儀器的功能和性能已被不斷地提高，如今在許多應(yīng)用中它已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。隨著PC、半導(dǎo)體和軟件功能的進一步更新，未來虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展將為測試系統(tǒng)的設(shè)計提供一個**的模式，并且在測量和控制方面都有無以倫比的強大功能和靈活性。可廣泛應(yīng)用于電子測量、振動分析、聲學(xué)分析、故障診斷、航天航空、**工程、電力工程、機械工程、建筑工程、鐵路交通、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)療、教學(xué)及科研等諸多方面。
虛擬儀器的各種優(yōu)點讓用戶可以放心地舍棄舊的傳統(tǒng)測量設(shè)備，接受更新型、以計算機為基礎(chǔ)的虛擬儀器系統(tǒng)。由于計算機的性能價格比不斷改進，使虛擬儀器的價格更為大眾化，用戶不必再受限于傳統(tǒng)儀器的使用限制和昂貴的價格，進一步降低了使用成本，減少了系統(tǒng)的開發(fā)費用和系統(tǒng)的維護費用。此外，新型筆記本電腦又把虛擬儀器的便攜性和強大功能推向一個新的水平。所有這些必將加快虛擬儀器的發(fā)展，使它的功能和應(yīng)用領(lǐng)域不斷增強和擴大。
公安機關(guān)備案號：
