虚拟仪器的工作原理与组成详解

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：虚拟仪器可以完成信号采集、信号处理、结果表达与仪器控制三大主要功能。在计算机控制下，被测对象经仪器部分的调理和采集后变成数据，再经过计算机处理，其结果发送显示，由用户读取或打印输出。图1-2 虚拟仪器的工作原理框图因此虚拟仪器的基本组成应包含以下几部分。它的硬件主要由测量仪器的模拟电路构成。

虚拟仪器可以完成信号采集、信号处理、结果表达与仪器控制三大主要功能。工作过程如下：

用户通过虚拟仪器面板设置好仪器的功能、量程、频段等工作参数后，启动仪器进行测量。在计算机控制下，被测对象经仪器部分的调理和采集后变成数据，再经过计算机处理，其结果发送显示，由用户读取或打印输出。如图1-2所示。

图1-2 虚拟仪器的工作原理框图

因此虚拟仪器的基本组成应包含以下几部分。

（1）用户（人-机）接口部分

此部分完成参数设置和结果显示等人-机对话功能。其硬件有鼠标、键盘、显示器、打印机、绘图仪等。其软件有用户界面。

（2）信号（机-机）接口部分

此部分完成信号调理和数据采集功能。它的硬件主要由测量仪器的模拟电路构成。

由于被测对象是各种各样的，有电或非电的物理量、化学量、生物量等，这些被测对象千差万别，因此在采集前通常要进行非电量到电量的转换（各式传感器）、幅度（放大、衰减）、频率（混频、检波、滤波）、阻抗（高阻、低阻、匹配）、隔离、激励（交直流源、恒压恒流源）等各种调理，使之到采集板时为归一化的模拟电信号，最后再由采集板进行A-D变换。此外，信号接口部分通常还含D-A变换、定时/计数、数字I/O等功能模块。这部分的软件称为仪器（或设备）驱动器。

（3）控制与处理部分

此部分硬件包括各种高性能的计算机（笔记本、PC、工控机、工作站等）及附件。其软件为控制、分析、处理程序。

虚拟仪器的工作原理与组成详解

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