[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(gòu)成以及軟件開發(fā)應(yīng)用平臺(tái)、GPIB總線和VXI總線技術(shù)都進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。并給出了與傳統(tǒng)儀器的區(qū)別，最后以一個(gè)溫度校準(zhǔn)的實(shí)例解釋了虛擬儀器Lab VIEW軟件的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]虛擬儀器  調(diào)理  數(shù)據(jù)采集  Lab VIEW

前言

       隨著控制理論及電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，為適應(yīng)科研和生產(chǎn)中的需求，在檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新的理論、新的技術(shù)和新的概念，虛擬儀器由此而生。

       虛擬儀器（VIRTUAL INSTRUMENT）是指通過(guò)應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算機(jī)與功能硬件（完成信號(hào)獲取、轉(zhuǎn)換和調(diào)理的專用硬件）結(jié)合起來(lái)從而把計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算存儲(chǔ)和通信能力與功能硬件的測(cè)量和轉(zhuǎn)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(cè)試技術(shù)平臺(tái)。

       在電子測(cè)量中它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的示波器，邏輯分析儀、信號(hào)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(jì)算機(jī)為核心的自動(dòng)化裝置也都可以歸納到虛擬儀器的范圍內(nèi)，哪它可以代替通常安裝在控制室中的常規(guī)調(diào)節(jié)器、手操器、指示儀和報(bào)警器等。在使用虛擬儀器時(shí)，用戶可通過(guò)顯示屏上的友好界面來(lái)操作計(jì)算機(jī)，就像在操作自己定義的一臺(tái)臺(tái)傳統(tǒng)的儀器儀表一樣，從而完成對(duì)被測(cè)量的采集、分析、判斷、調(diào)節(jié)和存儲(chǔ)等功能。

一、           虛擬儀器的發(fā)展歷史

虛擬儀器技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用起源于1986年美國(guó)車家儀器公司（NI）設(shè)計(jì)的Lab VIEW軟件，這是一種基于圖形的開發(fā)、調(diào)試和運(yùn)行的軟件平臺(tái)。它實(shí)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(gè)階段，第一階段是利用計(jì)算機(jī)來(lái)增強(qiáng)傳統(tǒng)儀器的功能，由于通用接口總線GPIB標(biāo)準(zhǔn)的確立，計(jì)算機(jī)與外部?jī)x器通信成為可能，因此把傳統(tǒng)的儀器通過(guò)串行口和計(jì)算機(jī)連接起來(lái)后就可以用計(jì)算機(jī)控制儀器了。第二階段主要在功能硬件上實(shí)現(xiàn)了了大技術(shù)進(jìn)步，其一是插入計(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的確立，這些新技術(shù)的應(yīng)用奠定了虛擬儀器硬件的基礎(chǔ)。第三階段形成了虛擬儀器體系結(jié)構(gòu)的基本框架，這主要是由于采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)構(gòu)筑起了幾種虛擬儀器的平臺(tái)，并逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)的軟件開發(fā)工具，由于虛擬儀器技術(shù)的飛速發(fā)展，這三個(gè)發(fā)展階段幾乎是同步進(jìn)行的。

二、           虛擬儀器的結(jié)構(gòu)和硬件

虛擬儀器一般由計(jì)算機(jī)、功能硬件模塊和應(yīng)用軟件三大功能部件組成，它們之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，虛擬儀器的構(gòu)成如圖1所示：

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