虚拟仪器概论测控.ppt

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1、虚拟仪器技术概论主要内容从智能仪器到虚拟仪器虚拟仪器的特点虚拟仪器的体系虚拟仪器的硬件虚拟仪器的软件虚拟仪器的应用仪器的发展历史VXIChassisDAQBoardswithRTSIFullyProgrammableSystemGUIIEEE488RackandStackSystemAnalogInstrumentationVirtualInstrumentation一、从智能仪器到虚拟仪器虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司（NationalInstrument）在1986年提出的，但其雏形可以追溯到1981年由美国西北仪器系统公司推出的AppleI

2、I为基础的数字存储示波器。这种仪器和个人计算机的概念相适应，当时被称为个人仪器。（PersonalInstrument）。虚拟仪器概念的提出1986年，NI公司推出了图形化的虚拟仪器编程环境LabVIEW，标志着虚拟仪器软件设计平台基本成型，虚拟仪器从概念构思变为工程师可实现的具体对象。虚拟仪器是用户定义的仪器运动控制视觉工业自动化用户定义的仪器传感器和数据采集测试和测量商业技术用LabVIEW实现FPGA图形化编程系统主界面如图系统实物连接系统虚拟示波器界面系统虚拟信号源界面1.1仪器发展1.1.2虚拟仪器组成PXIVXIGPIBDAQIMAQMot

3、ion硬件板卡软件元素软件解决方案软件驱动模块软件程序软件驱动1.1.3常用虚拟仪器板卡或硬件二、虚拟仪器的特点仪器=A/D+CPU+软件传统仪器虚拟仪器关键是硬件关键是软件开发与维护费用高开发与维护费用低技术更新周期长技术更新周期短价格高价格低，并且可重用性与可配置性强厂商定义仪器功能用户定义仪器功能系统封闭、固定系统开放、灵活，与计算机的进步同不易与其他设备连接容易与其他设备连接2.1VI与传统仪器的比较*特点说明：丰富和增强了传统仪器的功能。虚拟仪器将信号分析、显示、存储、打印和其他管理集中交由计算机来处理。仪器由用户自己定义。开放的工业标准。虚

4、拟仪器硬件和软件都制定了开放的工业标准，使资源的可重复利用率提高，功能易于扩展，管理规范，生产、维护和开发费用降低。便于构成复杂的测试系统。可通过网络构成复杂的分布式测试系统，进行远程测试、监控、和诊断。可节约仪器购买和维护费用。三、虚拟仪器的体系虚拟仪器典型的体系结构3.1虚拟仪器的分类按接口总线类型不同划分数据采集卡式DAQRS232/RS485虚拟仪器并行接口虚拟仪器USB虚拟仪器GPIB虚拟仪器VXI虚拟仪器PXI虚拟仪器IEEE1394接口虚拟仪器四、虚拟仪器的硬件基于USB总线的数据采集卡PCI总线数据采集卡基于USB的信号发生卡及LCR测

5、试仪嵌入式TCP/IP模块NI的PCI-GPIB卡操作系统：DOS,Windows2000/9x/NT最大I/0速度：1.5Mbytes/s（IEEE488.1)7.7Mbytes/s(HS488)尺寸：133x107mmGPIB产品示例屏蔽的24芯GPIBcable及定义NI的DAQ及VXI产品示例PXI产品MXIGPIBVXIorVMEStand-aloneInstrumentPXISystemModulesModulesCompactPCIPXIModulesLinktoOtherStandardsMXI-3五、虚拟仪器的软件5.1虚拟仪器的软面

6、板示例虚拟数字示波器的软面板5.1.2软件平台LabVIEW美国的NI（NationalInstrument）公司开发。LabScene智能仪器与测控技术研究所研制开发。其他：LabWindows，VEE等5.1.3仪器驱动仪器的驱动软件是专门控制某种仪器的软件。LabVIEW因为具有面板控制的概念，特别适合于创建仪器的驱动程序。软件的前面板部分可以模拟仪器的前面板操作。软件的框图部分可以传送前面板指定的命令参数到仪器以执行相应的操作。当建立了一个仪器的驱动程序后，就不必再记住仪器的控制命令，而只要从前面板输入简单数据即可。仅仅拥有控制单台仪器的软件，

7、意义并不大。其真正意义在于可以把仪器驱动程序作为子程序调用，与其他子程序一道组成一个大控制程序，从而控制整个系统。5.4LabVIEW语言编程技术5.4.1LabVIEW应用程序的构成所有的LabVIEW应用程序（VI）包括二部分：前面板（frontpanel）框图程序（blockdiagram）图标连接器(icon/connector)控制对象(输入)显示对象(输出)函数：随机数发生器结构：循环与前面板控件对应的节点与前面板控件对应的节点icon5.4.2前面板前面板就是图形化程序，用于设置输入值和观察输出量，可以模拟真实仪器的前面板。前面板主要由控

8、件组成。控件按照功能分为：控制（Control）指示（Indicator）装饰（Decorat