虚拟仪器概述论文

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1、基于LabVIEW的虚拟仪器概述刘春亮（中南林业科技大学计算机与信息工程学院，长沙410000）摘要：本文介绍了虚拟仪器的概念、组成和虚拟仪器开发软件LabVIEW，以及基于LabVIEW的数据采集系统，并对虚拟仪器的前景进行了展望。关键词：虚拟仪器；LabVIEW；数字示波器；数据采集SummarizeVirtualInstrumentsbasedonLabVIEWLiuchun-liang(InstituteofElectronicInformationandAutomation,Chongqing

2、UniversityofTechnology,Chongqing400050,China)Abstract：ThepaperintroducestheconceptandtheconstituteofVirtualInstrumentsandthesoftwareLabVIEW.Itdiscussesthesystemofdataacquisition（DAQ）,andintroducesthedevelopmentandperspectiveofvirtualinstrumen.Keywords：Vi

3、rtualinstrument；LabVIEW；Dataacquisition；Oscillograph前言虚拟仪器是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。虚拟仪器的突出优点在于能够与计算机技术结合，将计算机资源与仪器硬件，数字信号处理技术与不同功能的软件模块结合，组成不同的仪器功能。用户可根据测试的需要，自己设计所需要的仪器系统，即利用数据采集卡及计算机外围硬件进行信号的采集与检测，然后用计算机所编的软件来实现对信号的处理、计算和分析以及对测试结果进行显示。虚拟仪器的出现改变了原有仪器的整体设计思路，用

4、软件代替了硬件。将传统仪器由硬件实现的数据分析与显示功能，改由功能强大的计算机及其显示器来完成，使工程技术人员可以用一部笔记本电脑到现场就可轻松完成信号的采集、处理及频谱分析和波形分析。1虚拟仪器1.1虚拟仪器的概念虚拟仪器，就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的测试功能，使用者操作这台计算机，就像是在使用一台专门设计的电子仪器[7]。它突破了传统仪器的特点，将传统仪器由硬件实现的数据分析功能与显示功能，改由功能强大的计算机及其显示器来完成，并配置以相应的I/O接口设备进行数据采集，再编制不同测试功能

5、的软件对获得的信号数据进行分析处理及显示，就可以构成一套完整的测试系统，并具备数据处理的功能和友好的人机界面。同时，仪器的功能和面板可以由用户根据需要自行定义或扩展，而不是由厂家事先定义且固定不变[4]。这样，用户不必购买多台不同功能的仪器，不必购买昂贵的集多功能于一身的传统仪器，也不必不断的购买新的仪器。而且因为有网络的存在，可以应用网络实现仪器共享或远程控制。1.2虚拟仪器的构成虚拟仪器系统是由计算机、应用软件和仪器硬件组成的。硬件是指获得测试数据的各种硬件I/O接口设备，大致可分为4类：DAQ、G

6、PIB、VXI、PXI，因此组成了4种虚拟仪器体系结构。无论哪种结构，都是将硬件仪器嵌入到笔记本电脑、台式计算机或工作站等各种计算机平台上，再加上应用软件而构成的[3]。因而，虚拟仪器的发展已经与计算机技术的发展步伐完全同步。由于虚拟仪器更注重软件的应用和开发，所以虚拟仪器使用更方便，更新更快捷，修改更容易，并且功能比一般仪器系统更强大。只要具备必备的硬件，在加上丰富而且日新月异的软件系统，虚拟仪器将不断完善和进步，会逐渐融入现代生活生产中。41.3虚拟仪器发展概况及前景虚拟仪器就是利用现有的计算机，加

7、上特殊设计的仪器硬件和专用软件，形成既有普通仪器的基本功能，又有一般仪器所没有的特殊功能的高档、低价的新型仪器。虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命，代表着仪器发展的最新方向和潮流，对科学技术的发展和工业生产的进步产生了不可估量的影响。虚拟仪器广泛应用于电子测量、化学工业、电力工程、物矿勘探、医疗、振动分析、声学分析、故障诊断及教学科研等诸多领域[9]。目前，虚拟仪器在那些发达国家中设计、生产、使用已经十分普及。在美国，虚拟仪器系统及其图形编程语言，已成为各大学理工科学生的一门必修课程，而在我国虚拟仪

8、器的设计、生产、使用正在起步[10]。国内专家预测，未来的几年内，我国将有50％的仪器为虚拟仪器。届时，国内将有大批企业使用虚拟仪器系统对生产设备的运行状况进行实时监测。随着微型计算机的发展，各种有关软件不断诞生，虚拟仪器将会逐步取代传统的测试仪器而成为测试仪器的主流。1.4虚拟仪器与传统仪器相比所具有的优越性传统台式仪器是由仪器厂家设计并定义好功能的一个封闭结构，它有固定的输入输出接口和仪器操作面板，每种仪器只能实现一类特定的测量功能，并