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介绍虚拟仪器技术

【摘要】:图1-1 传统测量仪器和虚拟仪器的构成比较因此虚拟仪器可以简要描述为:用户自定义的,基于PC技术的仪器解决方案。虚拟仪器集成了计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力。虚拟仪器的实质是将传统硬件和最新计算机软件技术充分结合起来,以实现并扩展传统仪器的功能。

虚拟仪器(Virtual Instrument)由美国国家仪器(National Instruments)公司于1986年提出,是指在通用计算机上添加软件和一些硬件模块构成一套根据个人需求来获取数据、分析数据和输出可视化数据的计算机仪器系统。它利用PC的显示功能模拟真实仪器的控制面板,以多种形式表达输出检测结果,利用软件功能实现信号的运算、分析、处理,由I/O接口设备(卡)完成信号的采集、测量与调理,从而完成各种测试功能。用户操作这台计算机时就像操作一台真实的仪器。

一般地,电子测量仪器的功能有信号采集、信号处理、结果表达与仪器控制三部分。在传统的模拟测量仪器中,这三部分都是用电子线路来实现的,即都是采用硬件来实现的。随着计算机技术的发展,尤其是数字信号处理技术的进步,实现各种信号处理功能的软件算法精度越来越高,速度越来越快,用软件代替仪器的信号处理部分和结果表达与仪器控制部分的硬件成为可能,把传统仪器的后两部分(信号处理、结果表达与仪器控制)用计算机软件来实现,而不再采用硬件(电子线路),基于这种思想形成的仪器,即为虚拟仪器。传统测量仪器和虚拟仪器的构成比较如图1-1所示。

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图1-1 传统测量仪器和虚拟仪器的构成比较

因此虚拟仪器可以简要描述为:用户自定义的,基于PC技术的仪器解决方案。虚拟仪器集成了计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力。用户可通过友好的图形化界面(虚拟前面板)来操作计算机,就像在操作自己定义、自己设计的一台仪器一样,从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示和数据存储等。虚拟仪器的实质是将传统硬件和最新计算机软件技术充分结合起来,以实现并扩展传统仪器的功能。