虚拟仪器技术在现代测试技术中的应用

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1、虚拟仪器技术在现代测试技术中的应用伴随着以信息技术、网络技术和计算机技术为核心的第四代科技浪潮的到来，电子测量仪器领域法身了一场革命性的变革，测试技术在全球化的驱动下，正朝着保准化、通用化、网络化的方向迈进。传统的测试仪器逐步被与PC机相结合使用的模块式仪器所取代，形成了所谓的“虚拟仪器”。虚拟仪器是用通用计算机硬件加上软件来仿真歘弄测量仪器的设备，是以测量、分析、显示为主，控制为辅的更加先进的科学仪器，它为仪器的测量分析带来了更加辉煌的未来。虚拟仪器技术是计算机测控技术的重要分支。1.虚拟仪器的

2、基本结构所有的恶虚拟仪器系统都是将仪器硬件搭载到各种计算机平台加上应用软件而构成的。虚拟仪器的基本结构由计算机硬件平台、模块化的I/O接口硬件和虚拟仪器软件三部分构成。1.1计算机硬件平台计算机硬件平台可以使各种类型的计算机，计算机管理者虚拟仪器的硬件资源、是虚拟仪器的硬件基础。计算机技术在现实、储存能力、处理性能、网络、总线标准等方面的发展，促使了虚拟仪器系统的快速发展。1.2模块化的I/O接口硬件I/O接口硬件根据不同的标准接口总线转换输入或输出信号，供其它系统，在此基础上组成虚拟仪器测试系统

3、。I/O硬件部分可有数据采集卡、GPIB几口、串并口、VIX接口、LAN接口、现场总线接口等构成，他们的主要功能是完成对被测信号的采集、传输和现实测量的结果。1.3虚拟仪器软件软件是虚拟仪器技术中最重要的部分。使用正确的软件工具并通过设计和调用特定的程序模块，工程师和科学家们可以高效的穿件自己的应用以及友好的人机交互界面。有了功能强大的软件，用户就可以在以其中创建智能性和决策功能，从而发挥虚拟仪器技术在测试应用中的强大优势。虚拟仪器的软件是核心、关键部分，用于实现对一起硬件通信和控制，对信号进行分

4、析处理，对结果表达和输出。虚拟仪器实质上是“软硬结合”、“虚实结合”的产物，它充分利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。它强调软件的应用，提出“软件就是仪器”的概念，在虚拟仪器中，硬件仅仅解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键。用户可以根据自己的需要通过编制不同的测试软件来构成各种功能的测试系统，其中许多硬件功能可直接由软件实现，系统具有极强的通用性和多功能性。1.虚拟仪器的构成方式虚拟仪器的硬件平台由计算机和其I/O接口设备两部分组成。I/O接口设备主要执行信号的输入、数据采集

5、、放大、模/数转换等任务。根据I/O接口设备总线类型的不同，虚拟仪器构成方式主要有插卡式DAQ、GPIB、VXI、PXI、串口总线、现场总线六种标准硬件体系结构，如图1所示。图1虚拟仪器的构成方式2.1基于PC的插卡式虚拟仪器通过在PC内直接插入一块内插式多功能数据采集卡，将前端仪器传来的模拟信号采集到计算机，直接经过PCI总线，由CPU进行分析、处理，再通过显示器显示。微处理器可以立即访问这些数据，数据由微处理器和数据采集板共享。它更加充分利用计算机的资源，大大怎家了测试系统的灵活性和扩展性。一

6、块DAQ卡可以玩横A/D转换、D/A转换，数字输入输出，计数器定时器等多种功能，再配以乡音的信号调理电路组件，即可构成各种虚拟仪器硬件平台。这种仪器功能灵活，通用性强、可靠性高、性价比高，是一种非常实用的虚拟仪器结构方案，应用非常广泛。2.2基于GPIB总线的虚拟仪器GPIB是计算机和仪器间的标准通信协议，也是最早的仪器总线。一个典型的GPIB测试系统包括一台PC、一块GPIB接口卡和若干台GPIB仪器，每台GPIB仪器有单独的地址，有计算机控制操作。一块GPIB接口卡最多可连接15台GPIB仪器

7、。GPIB接口板插入计算机的插槽中，建立起计算机与具有GPIB接口的仪器设备之间的通信桥梁。利用GPIB技术，可以用计算机实现对仪器的操作和控制，由此替代传统的人工操作方式、排除人为因素造成的测量误差。同时由于可以预先编制好测试程序，实现自动测试，提高了测试的可靠性和效率。利用GPIB技术，可以翻边的将多台一起组合起来，形成较大的自动测试系统。系统中的仪器可以增加、减少或更换，只需对计算机的控制软件做想应该懂，就可高效、灵活的完成各种不同规模的测试任务。2.3基于VXI总显得虚拟仪器VXI总线是一

8、种高速计算机总线在仪器领域的扩展。VXI总线是在VME总线、IEEE48等基础上形成的一种开放型仪器总线标准。VXI系统由VXI标准机箱、零槽控制器、具有多种功能的模块仪器和驱动软件、系统应用软件等组成。它最多可包含256个模块，系统中各种功能模块可随意更换，即插即用组成新的系统。VXI总线标准具有标准开放，即插即用，结构紧凑，数据吞吐能力强，定时与同步精确，模块可重复使用，众多仪器生产厂商支持等优点，应用越来越广。VXI规范使用得用户在组建VXI系统时可不比局限于一家厂商的产品，