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1、第20卷第3期机电产品开发与创新Vol.20,No.32007年5月Development&InnovationofMachinery&ElectricalProducts·产M品ay与.,2市00场7·虚拟仪器技术概述陈思,黄亚宇(昆明理工大学,昆明云南650093)摘要:虚拟仪器是一种新型的测试仪器,主要依靠软件来实现各种测试功能。本文对虚拟仪器的构成和特点等方面做了介绍,讨论了虚拟仪器的发展趋势。关键词:虚拟仪器;构成和特点;发展趋势中图分类号:TP391.9文献标识码:A文章编号:1002-6673(2007)03-051-03电路、数据采集卡(DataAcauis
2、ition,简称DAQ)及PC0引言机为仪器硬件平台,采用PCI或ISA计算机本身的总随着现代科学技术的飞速发展,高度自动化的工业线,将DAQ直接插入PC机的相应标准的总线扩展插槽化大生产迫切需要功能更强大、成本更低廉、系统更灵即可,因此这种虚拟仪器又称PC-DAQ/PCI插卡式虚拟活的新一代测试仪器。在这种情况下,1986年美国国家仪器。仪器公司(NationalInstrumentsCorporation,简称NI)(2)基于通用接口总线GPIB(GeneralPurposeIn-研发推出了图形化编程环境的开发平台—Labview软件,terfaceBus)接口的虚拟仪
3、器,它是以GPIB接口仪器、并首先提出了虚拟仪器(VirtualInstruments,简称VI)GPIB接口卡及PC机为仪器硬件平台,GPIB仪器具有的概念[1]。作为一种以计算机软件为核心的新型仪器系独立的仪器操作界面,可以脱离计算机使用,也可以通统,虚拟仪器具有功能强、测试精度高、测试速度快、过标准GPIB电缆连接计算机实施程序控制。自动化程度高、人机界面优异、灵活性强等优点,通常(3)基于串行口仪器的虚拟仪器,它是由Serial标被认为是第三代自动测试系统的同义语[2]。准总线仪器及PC机为仪器硬件平台,符合RS-232/RS422标准的PLC和单片机系统。1虚拟仪
4、器的构成(4)基于VXI仪器的虚拟仪器,它是以VXI(VME-任何测量测试仪器的主要功能都是由三大部分组busExtensionforInstrumentation)标准总线仪器模块及成:①数据采集;②数据测试和分析;③结果输出显PC机为仪器硬件平台,由主机箱、控制器和仪器模块构成。其中,控制其安装在零号槽中,称为零槽控制示。而虚拟仪器也是由这三大部分组成,不同的是虚拟器。VXI控制器包括嵌入式PC控制、嵌入式工作站控仪器的数据分析和结果输出完全由计算机的软件系统来制器和外置工作站控制器,可根据测试功能的不同要求完成。因此,只要提供一定的数据采集硬件,就构成了基于计算机组成
5、的虚拟测量测试仪器[3]。虚拟仪器通常来选用。是有计算机、硬件接口电路和软件这三部分构成[4]。(5)基于PXI仪器的虚拟仪器,它是以PXI(PCIEx-tensionforInstrumentation)标准总线仪器模块及PC机为1.1虚拟仪器的硬件构成硬件平台,OXI总线方式是在PCI总线内核技术上增加硬件接口电路与计算机仪器构成了虚拟仪器的硬多板同步触发总线和参考时钟规范和要求形成。标准的件。计算机是虚拟仪器的核心,主要完成数据处理和结PXI模块化仪器系统有8个插槽,还可以CompactPCI交果的显示,硬件接口电路主要完成被测输入信号的采互操作,可与GPIB或VXI
6、集成,组成大规模、多用途集、放大、模/数传换,根据构成虚拟仪器的接口总线系统。不同,主要可分为如下集中构成方案,如图1所示。(6)基于现场总线设备的虚拟仪器,它是以Field-(1)基于数据采集卡的虚拟仪器,它是以信号调理bus标准总线仪器及PC机为仪器硬件平台。上述的几种方案中,GPIB、VXI、PXI方案主要适收稿日期:2007-03-28合构成大型高精度集成测试系统;PCI-DAQ/PCI、串行作者简介:陈思(1981-),辽宁沈阳人,硕士研究生。口方案主要适合构成大规模的网络测试系统,如测试任51·产品与市场·的术语和图形化符号来代替传统的文本语言编程,界面信号调理
7、数据采集卡友好,操作简便,可大大减轻系统开发人员的负担,使被GPIB接口仪器GPIB接口卡计其将主要精力投到系统设计中,而不再是具体软件细节测算串行口仪器/PLC对的推敲上。机象VXI仪器PXI仪器2虚拟仪器的特点现场总线设备虚拟仪器是计算机技术介入仪器领域所形成的一种图1虚拟仪器的硬件构成框图新型的富有生命力的仪器种类。其主要特点可以概括为以下几个方面:务需要,也可将上述集中方案结合构成混合测试系统。(1)强调“软件就是仪器”的新概念,取代传统仪1.2虚拟仪器的软件构成器“硬件为主体”的概念。软件在仪器中充当了以
