虚拟仪器数据采集应用论文

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1、虚拟仪器数据采集应用论文虚拟仪器是以一种全新的理念设计和发展的仪器，他是90年代发展起的一项新技术，主要用于自动测试、过程控制、仪器设计和数据分析等领域，其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软代替硬，即“软就是仪器”，他是在通用计算机平台上，根据用户需求定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机的最新技术实现和扩展传统仪器的功能。1虚拟仪器的特点和构成11虚拟仪器的特点与传统仪器相比，虚拟仪器具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点，具体表现为：智能化程度高，处理能力强虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪

2、器软水平。用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。复用性强，系统费用低应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活、更高效、更开放、系统费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。可操作性强，易用灵活虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处理

3、能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印、显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的可操作性大大提高而且易用、灵活。12虚拟仪器的构成虚拟仪器的构建主要从硬电路的设计、软开发与设计2个方面考虑。硬电路的设计主要根据用户所面对的任务决定，其中接口设计可选用的接口总线标准包括GPIB总线、VXI总线等。推荐选用VXI总线。因为他具有通用性强、可扩充性好、传输速率高、抗干扰能力强以及良好的开放性能等优点，因此自1987被首次推出后迅速得到各大仪器生产厂家的认可，目前VXI模块化仪器被认为是

4、虚拟仪器的最理想平台，是仪器硬的发展方向。由于VXI虚拟仪器的硬平台的基本组成是一些通用模块和专用接口。因此硬电路的设计一般可以选择用现有的各种不同的功能模块搭建。通用模块包括：信号调理和高速数据采集；信号输出与控制；数据实时处理。这3部分概括了数字化仪器的基本组成。将具有一种或多种功能的通用模块组建起，就能构成任何一种虚拟仪器。例如使用高速数据采集模块和高速实时数据处理模块就能构成1台示波器、1台数字化仪或1台频谱分析仪；使用信号输出与控制模块和实时数据处理模块就能构成1台函数发生器、1台信号或1台控制器。专用接口是针对特定用途仪器需要的设计，也

5、包括一些现场总线接口和各类传感器接口。系统的主要硬包括控制器、主机箱和仪器模块。常用的控制方案有GPIB总线控制方式的硬方案、XI总线控制方式的硬方案、嵌入式计算机控制方式的硬方案3种。VXI仪器模块又称为器（devies）。VXI有4种器：寄存器基器、消息基器、存储器器和扩展器。存储器器不过是专用寄存器基器，用保存和传输大量数据。扩展器目前是备用，为今后新型器提供发展通道。将VXI仪器制作成寄存器基器，还是消息基器是首先要做出的决策。寄存器基器的通信情况极像VE总线器，是在低层用二进制信息编制程序。他的明显优点在于速度寄存器基器完全是在直接硬控制

6、这一层次上进行通信的。这种高速通信可以使测试系统吞吐量大大提高。因此，寄存器基器适用于虚拟仪器中信号/输出部分的模块（如开关、多路复用器、数/模转换输出卡、模/数转换输入卡、信号调理等）。消息基器与寄存器基器不同，他在高层次上用ASII字符进行通信，与这种器十分相似是独立HPIB仪器。消息基器用一组意义明确的“字串行协议”相互进行通信，这种异步协议定义了在器之间传送命令和数据所需的挂钩要求。消息基器必须有PU（或DSP）进行管理与控制。因此，消息基器适用于虚拟仪器中数字信号处理部分的模块。软的开发与设计包括3部分：VXI总线接口软、仪器驱动软和应用

7、软（软面板）。软结构如图1所示。VXI总线接口软由零槽控制器提供，包括资管理器、资编辑程序、交互式控制程序和编程函数库等。该软在编程语言和VXI总线之间建立连接，提供对VXI背板总线的控制和支持，是实现VXI系统集成的基础。仪器驱动程序是完成对某一特定仪器的控制与通信的软程序，也即模块的驱动软，他的设计必须符合VPP的2个规范，即VPP31《仪器驱动程序结构和模型》和VPP32《仪器驱动程序设计规范》。“软面板”设计就是设计具有可变性、多层性、自助性、人性化的面板，这个面板应不仅同传统仪器面板一样具有显示器、LED、指针式表头、旋钮、滑动条、开关按

8、钮、报警装置等功能部，而且应还具有多个连贯操作面板、在线帮助功能等。2虚拟仪器在数据采集中的应用利用虚拟仪器制作数据采集器