虛擬儀器的發(fā)展及Lab VIEW應用實例解析

[摘要]本文介紹了虛擬儀器的發(fā)展及概念。從虛擬儀器的組成、數(shù)據(jù)采集構成以及軟件開發(fā)應用平臺、GPIB總線和VXI總線技術都進行了詳細的說明。并給出了與傳統(tǒng)儀器的區(qū)別，最后以一個溫度校準的實例解釋了虛擬儀器Lab VIEW軟件的應用。

[關鍵詞]虛擬儀器  調理  數(shù)據(jù)采集  Lab VIEW

前言

       隨著控制理論及電子和計算機技術的高速發(fā)展，為適應科研和生產(chǎn)中的需求，在檢測技術領域出現(xiàn)了許多新的理論、新的技術和新的概念，虛擬儀器由此而生。

       虛擬儀器（VIRTUAL INSTRUMENT）是指通過應用程序將計算機與功能硬件（完成信號獲取、轉換和調理的專用硬件）結合起來從而把計算機的強大運算存儲和通信能力與功能硬件的測量和轉換能力融為一體，形成一種多功能，高精度，可靈活組合并帶有通信功能的測試技術平臺。

       在電子測量中它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的示波器，邏輯分析儀、信號發(fā)生器和頻譜分析儀等，在工業(yè)控制系統(tǒng)中所有以計算機為核心的自動化裝置也都可以歸納到虛擬儀器的范圍內，哪它可以代替通常安裝在控制室中的常規(guī)調節(jié)器、手操器、指示儀和報警器等。在使用虛擬儀器時，用戶可通過顯示屏上的友好界面來操作計算機，就像在操作自己定義的一臺臺傳統(tǒng)的儀器儀表一樣，從而完成對被測量的采集、分析、判斷、調節(jié)和存儲等功能。

一、           虛擬儀器的發(fā)展歷史

虛擬儀器技術的開發(fā)和應用起源于1986年美國車家儀器公司（NI）設計的Lab VIEW軟件，這是一種基于圖形的開發(fā)、調試和運行的軟件平臺。它實現(xiàn)了NI公司提出的“軟件即儀器”的理念。虛擬儀器的發(fā)展大致可分為三個階段，第一階段是利用計算機來增強傳統(tǒng)儀器的功能，由于通用接口總線GPIB標準的確立，計算機與外部儀器通信成為可能，因此把傳統(tǒng)的儀器通過串行口和計算機連接起來后就可以用計算機控制儀器了。第二階段主要在功能硬件上實現(xiàn)了了大技術進步，其一是插入計算機總線槽上的數(shù)據(jù)采集（PLUG-IN PC-DAQ）的出現(xiàn)，其二是VXI儀器總線標準的確立，這些新技術的應用奠定了虛擬儀器硬件的基礎。第三階段形成了虛擬儀器體系結構的基本框架，這主要是由于采用面向對象的編程技術構筑起了幾種虛擬儀器的平臺，并逐漸成為標準的軟件開發(fā)工具，由于虛擬儀器技術的飛速發(fā)展，這三個發(fā)展階段幾乎是同步進行的。

二、           虛擬儀器的結構和硬件

虛擬儀器一般由計算機、功能硬件模塊和應用軟件三大功能部件組成，它們之間通過標準總線進行數(shù)據(jù)交換，虛擬儀器的構成如圖1所示：

投訴建議