对于虚拟仪器的认识.doc

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1、对虚拟仪器的认识2012级，控制工程，，谢晋1、虚拟仪器的概念虚拟仪器（virtualinstrument，VI）的概念是由美国国家仪器公司（NI）提出来的，虚拟仪器本质上是虚拟现实的一个方面的应用结果、也就是说虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，它充分利用计算机系统强大的数据处理能力，在基本硬件的支持下，利用软件完成数据的采集、控制、数据分析与处理以及测试结果的显示等，通过软、硬件的配合来实现传统仪器的各种功能，大大地突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储等方面的限制，使用户可以方便地对仪器进行维护、扩展与升级。虚拟仪器是基于计算机的仪器，计算机和仪器的紧密结合时目前仪

2、器发展的一个重要方向，虚拟仪器就是在通用计算机上加上一组软件和硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就像在操作一台自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了实现信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键。任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有了“软件就是仪器”之说。2、虚拟仪器的特点虚拟仪器的最大的特点是将计算机丰富的资源与仪器硬件、DSP技术相结合，在系统内共享软件硬件资源，打破了以往由厂家定义仪器功能的模式，由用户自己定义仪器功能。在虚拟仪器中，使用相同的硬件系统，通过不同的软件编程，就可以实现功能完全

3、不同的测量仪器。传统仪器和虚拟仪器系统的比较如下表所示：虚拟仪器传统仪器系统标准用户自定义，标准逐渐统一仪器厂商自定义，标准难统一系统开放性开放、灵活，可与计算机技术保持同步发展封闭性、仪器间相互配合较差系统关键及升级关键是软件，性能升级方便，通过网络下载升级程序即可关键是硬件，升级成本较高，且升级必须上门服务技术更性周期技术更新周期短（1-2年）技术更新周期长（5-10年）系统成本及复用性价格低廉，软件使得开发和维护费用降至最低系统。仪器间资源可重复利用率高价格昂贵，开发和维护开销高。仪器间一般无法相互利用系统的开放性可以与网络及周边设备方便互连与其他设备仪器的连接十分

4、有限由此可见，虚拟仪器尽可能采用通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件，同时能充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强大的“个人仪器”。3、虚拟仪器的构成虚拟仪器的基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、硬件结构模块，其中硬件接口模块可以包括插入式数据采集卡（DAQ）、串并口、IEEE488接口（GPIB）卡、VXI控制器以及其他接口卡。目前较为常用的虚拟仪器系统是数据采集卡系统、GPIB仪器控制系统、VXI仪器系统以及这三者之间的任意组合。4、虚拟仪器开发语言目前，业界基本认同的虚拟仪器定义是“基于通用计算机的测控系统”，这里并没有限定这个测控系统的程序开

5、发语言，从各方面综合考虑，一致认为Labview还是测控领域最优秀的图形语言开发环境。图形化的程序语言又称为“G“语言，它与C、Pascal、Basic等传统编程语言有着诸多的相似之处，如相似的数据类型、数据流控制结构、程序调试工具以及层次化的编程特点等。但二者最大的区别在于，传统编程语言用文本语言编程，而Labview用图形语言（即各种图标、图形符号、连线等），以框图的形式编写程序。Labview作为一个面向最终用户的工具，它可以增强构建科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径，使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率

6、。5、虚拟仪器的应用虚拟仪器系统开放、灵活，可与计算机技术保持同步发展，以提高精确度，降低成本，并大大节省用户的开发时间，因此已经在测量领域得到广泛的应用。5.1检测方面在实验室，利用虚拟仪器开发工具开发专用虚拟仪器系统，可以把一台个人计算机编程一组检测仪器，用于数据/图像采集、控制与模拟。5.2监控方面用虚拟仪器系统可以随时采集和记录从传感器传来的数据，并对之进行统计、数字滤波、频域分析等处理，从而实现监控功能。5.3电信方面由于虚拟仪器具有灵活的图形用户接口和强大的检测功能，同时又能与GPIB和VXI仪器兼容，因此很多工程师和研究人员都把他用语电信检测和场测试。