基于虚拟仪器的液位控制系统设计
- 格式:doc
- 大小:926.50 KB
- 文档页数:42
摘要应用组态软件设计一个仿真实验监控系统,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。
为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控系统,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统,并可稳定运行于多种操作系统.。
以MCGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进展监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进展仿真实验、模拟控制。
为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MCGS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进展实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。
在该系统中,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作,完成仿真实验监控平台的设计,最终到达对水箱液位实时监控,实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。
关键词:MCGS组态软件;液位系统;仿真实验AbstractTo design a simulation experiment monitoring platform with application configuration software, realizing the actual engineering problems of process control, currently, our concrete problem is to achieve the temperature of the boiler and water tank level process control.In order to be able to solve real engineering problems to design a simulation experiment monitoring platform, we can base on a variety of configuration software to design this simulation platform. The MCGS configuration software has simple operation, perfect visibility, strong maintainability, high performance and other salient features. It can construct and generate hostputer monitoring system quickly, and can be run on different kinds of operating systems steadily.With MCGS configuration software development platform, designing a simulation experiment monitor platform to achieve the process control of the actual engineering problems. Not only can monitorthe level of the water tank and the temperature of the boiler, gathering the experiment data and establishing experiment reports, but also can do the off-line simulation experiment, simulation control.In order to control the water tank level and the water temperature of boiler well. Take a prehensive consideration on various factors; this article will design a simulation experiment monitoring platform with MCGS configuration software to achieve the real-time control for this system. Specifically, we should use MCGS configuration software to implement this program. In this system, realizing the data acquisition, controlling information output, as well as the human-machine interaction by the MCGS configuration software, and acplishing the design of the simulation experiment monitoring platform, which can to achieve the level of the water tank and the water temperature of the boiler in real-time monitoring, experimental data collection, report forms of the output and synchronized curve display ultimately.Key Words:MCGS configuration software; liquid level system; simulation experiment目录1绪论错误!未定义书签。
基于LabVIEW的液位控制系统的设计郭艳平;陈杭兴【摘要】This paper introduces a liquid level control system based on LabVIEW. The liquid level data, which is acquired by the level sensor, wil be sent to the slave computer (compose of single chip microcomputer) through data acquisition chip, then is transmitted to the Labview host computer via serial interface for reading.This system realizes real-time liquid level data display, data saving, historical data browsing, liquid level alarm and other functions.%本文介绍了一种基于LabVIEW的液位控制系统,液位传感器采集液位信息,经过数据采集芯片发送至单片机构成的下位机系统,通过串行口输送到LabVIEW构成的上位机系统,上位机读取数据。
本系统实现了实时显示液位信息,保存数据,历史数据浏览,液位报警等功能。
【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】1页(P8-8)【关键词】虚拟仪器;数据采集;单片机;传感器【作者】郭艳平;陈杭兴【作者单位】南京航空航天大学金城学院江苏南京 211156;南京航空航天大学金城学院江苏南京 211156【正文语种】中文【中图分类】TP39在生产和生活中,液位和流量的控制是一直是困扰人们的不变话题,例如居民生活用水的供应,食品生产,污水达标的排放,各种饮料加工厂,一般都使用存储液体的地方。
目录虚拟仪器设计基础课程设计任务书 (2)一引言 (4)二整体方案设计 (4)三硬件设计 (4)3.1.超声波模块 (4)3.2 单片机模块 (5)3.3电磁阀 (7)四软件设计 (8)五系统调试 (11)六心得体会 (11)七参考文献 (12)八附录 (13)虚拟仪器设计基础课程设计任务书一.设计题目液位控制系统设计二.设计目的和要求通过对虚拟仪器的设计,了解虚拟仪器设计的基本原理及常用的对象使用方法;通过设计一台虚拟式数据采集系统、图形识别系统、通过串口、并口控制、测温系统、转速测量系统等,了解虚拟仪器数据采集卡的使用及设置,并口或串口的数据传输,了解虚拟编程中如何驱动非NI公司的数据采集卡或电脑中常用的声卡,学会把外界物理信号采集到计算机并进行简单分析或者通过虚拟仪器产生符合要求的信号并通过声卡输出或者学会利用NI的ELVIS系统设计简单的测量软件。
加深虚拟仪器知识、单片机的了解,培养学生运用虚拟仪器思想解决工程实际问题的能力。
三.设计内容A.详细要求:使用LabVIEW开发环境和NI ELVIS,搭建液位系统模型,编写能控制此液位系统进出水、水平显示、预警等信息的程序。
B.前面板上要设置必要的控件对象以设置相应参数。
C.设计界面要美观,程序可读性好。
四.设计进度安排设计时间总计2周课程设计任务及要求讲解(0.5天)设计任务分析及查找资料(1.5天)程序编制及调试(5.5天)设计说明书撰写(2天)答辩(0.5天)五.设计任务书应包括的主要内容目录设计题目任务分析实现过程程序前面板及流程图结束语心得体会参考文献六.考核方法考核方式由三部分组成:平时学习态度(含考勤)、设计完成情况(含方案、程序质量、界面、说明书等)及答辩情况确定。
七.教师评语及成绩一.引言液位测量仪器在气象部门和水利部门有着广泛的应用。
液位的测量有很多种方法 ,其中超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:a) 测量精度高;b) 响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量;c) 非接触测量 ,性能稳定可靠 ,对液体的物理化学性质的适应性极强(如:不怕酸碱等强腐蚀性液体等) 。
毕业设计论文基于PLC的液位控制系统研究摘要本文设计了一种基于PLC的储罐液位控制系统。
它以一台S7-200系列的CPU224和一个模拟量扩展模块EM235进行液位检测和电动阀门开度调节。
系统主要实现的功能是恒液位PID控制和高低限报警。
本文的主要研究内容:控制系统方案的选择,系统硬件配置,PID算法介绍,系统建模及仿真和PLC编程实现。
本设计用PLC编程实现对储罐液位的控制,具有接线简单、编程容易,易于修改、维护方便等优点。
关键字:储罐;液位控制;仿真;PLCAbstractThis article is designed based on PLC, tank level control system. It takes a series s7-200 CPU224 and an analog quantities of EM235 expansion module to level detection and electric valve opening regulation.System main function is to achieve constant low level PID control and limiting alarm.The main contents of this paper: the choice of the control system plan, system hardware configuration, PID algorithm introduced, system modeling and simulation, and PLC programming. PLC programming with the design of the tank level control have the advantage of simple wiring, easy programming, easy to modify, easy maintenance and so on.Key word: tank ; level ;control ;simulation ;plc目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................... I I 1 绪论. (1)1.1盐酸储罐恒液位控制任务 (1)1.2本文研究的意义 (2)1.3本文研究的主要内容 (2)2 控制系统方案设计 (3)2.1储罐液位控制的发展及现状 (3)2.2系统功能分析 (3)2.3系统方案设计 (4)3 系统硬件配置 (5)3.1电动控制阀的选择 (5)3.1.1 控制阀的选择原则 (5)3.1.2 ZAJP 精小型电动单座调节阀性能和技术参数介绍 (10)3.2液位测量变送仪表的选择 (13)3.2.1 液位仪表的现状及发展趋势 (13)3.2.2 差压变送器的测量原理 (13)3.2.3 差压式液位变送器的选型原则 (14)3.2.4 DP系列LT型智能液位变送器产品介绍 (15)3.3PLC机型选择 (16)3.3.1 PLC历史及发展现状 (16)3.3.2 PLC机型的选择 (18)3.3.3 S7-200系列CPU224和EM235介绍 (20)4 PID算法原理及指令介绍 (21)4.1PID算法介绍 (22)4.2PID回路指令 (24)5 系统建模及仿真 (28)5.1系统建模 (28)5.2系统仿真 (30)5.2,1 MATLAB语言中Simulink交互式仿真环境简介 (30)5.2.2 系统仿真 (31)第6章系统编程实现 (33)6.1硬件设计 (33)6.1.1 绘制控制接线示意图 (33)6,1.2 I/O资源分配 (33)6.2软件设计 (34)6.2.1 STEP 7 Micro/Win V4.0 SP6编程软件介绍 (34)6.2.2 恒液位PID控制系统的PLC控制流程 (35)6.2.3 编写控制程序 (36)6.2.4 程序清单 (39)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论1.1 盐酸储罐恒液位控制任务如图1.1所示为某化工厂稀盐酸储罐,该罐为钢衬聚四氟乙烯储罐,罐体高6米,容量为50立方米,重500千克。
摘要应用组态软件设计一个仿真实验监控系统,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。
为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控系统,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统,并可稳定运行于多种操作系统.。
以MCGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进行监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。
为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MCGS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进行实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。
在该系统中,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作,完成仿真实验监控平台的设计,最终达到对水箱液位实时监控,实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。
关键词:MCGS组态软件;液位系统;仿真实验AbstractTo design a simulation experiment monitoring platform with application configuration software, realizing the actual engineering problems of process control, currently, our concrete problem is to achieve the temperature of the boiler and water tank level process control.In order to be able to solve real engineering problems to design a simulation experiment monitoring platform, we can base on a variety of configuration software to design this simulation platform. The MCGS configuration software has simple operation, perfect visibility, strong maintainability, high performance and other salient features. It can construct and generate host computer monitoring system quickly, and can be run on different kinds of operating systems steadily.With MCGS configuration software development platform, designing a simulation experiment monitor platform to achieve the process control of the actual engineering problems. Not only can monitor the level of the water tank and the temperature of the boiler, gathering the experiment data and establishing experiment reports, but also can do the off-line simulation experiment, simulation control.In order to control the water tank level and the water temperature of boiler well. Take a comprehensive consideration on various factors; this article will design a simulation experiment monitoring platform with MCGS configuration software to achieve the real-time control for this system. Specifically, we should use MCGS configuration software to implement this program. In this system, realizing the data acquisition, controlling information output, as well as the human-machine interaction by the MCGS configuration software, and accomplishing the design of the simulation experiment monitoring platform, which can to achieve the level of the water tank and the water temperature of the boiler in real-time monitoring, experimental data collection, report forms of the output and synchronized curve display ultimately.Key Words:MCGS configuration software; liquid level system; simulation experiment目录1绪论 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于MCGS组态编程的液位控制系统设计液位控制系统是一种用于监测和控制液体在容器中的水平高度的技术。
在工业领域中,液位控制系统被广泛应用于仓储、化工、石油、生物工程等领域。
随着MCGS(Master Control & Graphic System)组态编程技术的发展,液位控制系统的设计变得更加简单和灵活。
液位控制系统一般由传感器、控制器、执行器等组成。
传感器可以监测液位的变化,并将信号传输给控制器。
控制器根据传感器的信号来判断液位的高低,并通过执行器来实现对液位的控制。
在MCGS组态编程的液位控制系统设计中,首先需要进行硬件的连接和配置。
将传感器、控制器和执行器按照系统要求连接起来,并在MCGS软件中对其进行配置和初始化。
该步骤通常需要一定的硬件和软件知识。
接下来,需要在MCGS软件中进行系统界面的设计。
通过MCGS的图形化界面设计工具,可以轻松地创建系统的监控界面。
在液位控制系统中,可以设计一个仪表盘,显示当前液位的数值和状态。
同时,还可以设计一个趋势图,记录液位的历史变化。
通过这些界面,操作员可以直观地了解液位的实时情况。
在系统界面设计完成后,接下来需要进行程序的编写。
MCGS提供了丰富的编程功能,可以通过简单的拖拽和连接来实现各种逻辑控制。
在液位控制系统中,可以根据液位传感器的信号来判断液位的高低,并根据设定的阈值来控制执行器的动作。
例如,当液位超过高阈值时,执行器关闭进水阀门;当液位低于低阈值时,执行器打开排水阀门。
通过这样的逻辑控制,可以实现对液位的稳定控制。
在实际应用中,液位控制系统不仅要求准确可靠,还需要具备一定的安全性。
因此,在设计过程中,需要考虑到各种故障和异常情况的处理。
例如,当传感器故障时,控制器应能够发出警报并采取相应的控制措施;当执行器故障时,控制器应能够及时检测到并进行报警。
总之,基于MCGS组态编程的液位控制系统设计,可以使系统的设计和调试更加简单和灵活。
基于虚拟仪器的液位控制系统设计1系统软件设计软件是虚拟仪器的关键。
设计一个虚拟仪器系统,在硬件平台确定之后,就可以通过设计不同的软件,实现不同的仪器功能。
在设计、实现虚拟仪器的软件系统时,需要考虑众多因素,如硬件需求、计算机硬件、操作系统;软件是否建立在开放的结构上,是否需要编程经验?利用此软件程序是否能在不同的计算机平台上移植?将来能否方便的扩展虚拟仪器的功能。
由于选用专用的开发软件,必须具有一定的仪器以及数据采集设备配合使用。
数据采集系统的性能在很大程度上取决于其应用软件的研究与开发,所以在明确了系统设计目标之后,应该采用好的程序开发方法,如结构化设计方法、模块化思想、多线程以及软件系统的评价标准等等。
软件系统的模块化设计原则为使研制出的软件具有良好的可靠性、易维护性、易扩充性及易装卸性,软件设计应遵循规范化的模块化设计原则[13]。
1)自顶向下逐步求精的设计方法软件设计往往在开始时不了解问题的全部细节,只能对问题做出全局性的决策,即设计表征解决问题一般策略的抽象算法。
对抽象算法做进一步求精,进入下一层抽象。
在求精过程的每一步,抽象概念(语句或数据)都被精细化。
2)根据逻辑功能划分物理模块①模块的分解:消除重复的功能部分,使得模块的块内联系较高,块间联系较低。
②模块的合并;③模块的复制。
3)模块的作用范围应处在模块的控制范围之内模块的作用范围是指模块内判定影响的范围。
只要某模块中含有依赖于某种判定操作,则该模块就处于该判定的作用范围之内。
4)依据逻辑功能确定模块之间的调用关系模块之间的调用与被调用,决定于模块各自的逻辑功能,因而对模块的扇入扇出并无加以限制的必要。
一般来讲,底层模块的扇入较高,顶层模块的扇出较高。
5)模块接口应保持简明降低模块接口的复杂性,是模块设计中必须考虑的问题。
保持模块接口的简明,一方面须减少模块间传递的信息量,更重要的是使所传递的必要信息具有明确的逻辑含义。
6)模块应保持单入口性质单入口模块,易于理解。
毕业设计(论文)开题报告1.发展,跨学科的综合设计、高精尖的制造技术使它能更高速、更灵敏、更可靠、更便捷地获取被分析、检测、控制对象的全方位信息,而更高程度的智能化应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能,是数值、逻辑与知识结合分析的结果,智能化的标志是知识的表达与应用。
根据上述智能仪器仪表的发展趋势,我们可以得出以下结论:(1)智能仪器仪表的智能化程度有待进一步提高智能仪器仪表的智能化程度表征着其应用的广度和深度,目前的智能仪表还只是处于一个较低水平的初级智能化阶段,但在某些特殊的工艺及应用场合则对仪器仪表的智能化程度提出了相对较高的要求,而当前的智能化理论,如:神经网络、遗传算法、小波理论、混沌理论等已经具备潜在的应用基础,这就意味着我们有必要也有能力结合具体的应用需要下大力气去开发更加高级智能化的仪器仪表技术。
(2)智能仪器仪表的稳定性、可靠性、可维护性问题有待长期和持续的关注仪器仪表运行的稳定性、可靠性、可维护性是用户首要关心的问题,智能仪器仪表也不例外,随着智能仪表技术的不断拓展、新型的智能仪表也将陆续投放市场,这需要我们始终把握一个原则:每一项智能新技术的应用有待实践的检验,是否用户有信心和勇气敢于做“第一个吃螃蟹的人”。
这就需要在安全性、可靠性、可维护性技术的指标上进行并行开发,使智能仪器仪表在这三个指标上都满足用户的需求。
(3)智能仪器仪表的潜在功能应用有待最大化提高目前工业自动化领域的实际应用尚未将智能仪器仪表的功能发挥到最大化,而更多的只是应用了其总体功能的半数左右或者更少,而这一应用现状的主要原因是,控制系统的总体架构忽略了诸如现场总线等的技术优势,这需要仪器仪表厂商与用户建立良好的合作伙伴关系,加强长期合作,以短期投资促长期效益,通过建立“智能仪表+现场总线”的控制系统强化架构,确立更加优化的投资观念,达成和谐共赢的更高目标。
(4)继续加大国内智能仪器仪表的开发投入与使用智能仪表技术及应用还需要经历一个较为漫长的成熟发展期,而对于国内智能仪表技术及产品开发已经面临着更大的挑战,这种局面召唤着国内仪器仪表行业共同探讨智能仪器仪表的发展问题,应对激烈的国际竞争市场,担负仪器仪表产业的历史使命,在日益优厚的国家及政府扶持政策下,坚持产、学、研的密切结合,并且继续加大国内智能仪器仪表的开发投入,使我国智能仪器仪表技术得到质的提升,使智能仪器仪表技术进入飞速发展的崭新时代,以促进我国工业生产的飞速发展。
目录摘要 (Ⅲ)Abstract ............................................................................................. I V 第一章绪论 . (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景 (1)1.2.1 虚拟仪器技术的国内外发展现状 (1)1.2.2 虚拟仪器技术发展趋势 (2)1.3 虚拟仪器的开发软件 (4)1.3.1 虚拟仪器的开发语言 (4)1.3.2 图形化虚拟仪器开发平台——Labview (5)1.3.3 基于Labview平台的虚拟仪器程序设计 (6)1.4 本设计所做的工作 (7)第二章系统设计理论及硬件平台 (8)2.1 数据采集理论 (8)2.1.1 数据采集技术概论 (8)2.1.2 采集系统的一般组成 (10)2.1.3 传感器 (10)2.1.4 信号调理 (10)2.1.5 输入信号的连接方式 (10)2.1.6 选择合适的测量系统 (12)2.2 PID控制理论 (13)2.2.1 控制规律的选择 (14)2.3 数据采集卡的选择 (17)2.3.1 数据采集卡的主要性能指标 (17)2.3.2 数据采集卡(DAQ卡)的组成 (18)2.3.3 PCI-1710HG数据采集卡 (18)2.4 PC机 (19)2.5 液位控制对象 (20)2.6 本设计的信号流程图 (22)第三章系统软件设计 (24)3.1 程序模块化设计概述 (24)3.1.1 软件系统的模块化设计原则 (24)3.1.2 本设计的软件系统模块划分 (26)3.1.3 系统总体程序流程图 (27)3.1.4 设计过程中的量程变换 (28)3.2 系统各模块应用程序 (28)3.2.1 数据采集与输出程序 (28)3.2.2 PID控制算法程序 (29)3.2.3 数据保存程序 (29)3.2.4 历史数据读取程序 (30)第四章系统软件的具体实现 (31)4.1 系统监控界面 (31)4.2 实验步骤及其调试结果 (31)4.3 历史数据读取 (33)第五章总结 (34)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)基于虚拟仪器的液位控制系统设计摘要虚拟仪器VI(Visual Instrument)正在成为当今世界流行的一种仪器构成方案,它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统。
虚拟仪器系统利用了计算机系统的强大功能,大大突破了传统仪器在数据采集、处理、显示、存储等方面的限制,用户可以自由定义,自由组合计算机平台、硬件、软件以及完成系统功能所需的附件,可以方便的对其进行维护、扩展、升级,因此“Soft is Instruments (软件就是仪器)的观念正逐步被人们接受。
本设计采用PCI-1710多功能数据采集卡,运用虚拟仪器进行实验水箱液位控制系统的设计。
该系统具有数据实时采集、采集数据实时显示、存储和对水箱液位进行单回路或串级PID控制,并通过数据采集卡输出控制信号对液位信号实时控制等功能。
本设计是虚拟仪器在测控领域的一次成功尝试。
实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案,能够高效的实现各种测控任务。
关键字:虚拟仪器,液位控制,PCI-1710,PID,Labviewliquid-level control system design Based on the VisualinstrumentAbstractNowadays the Visual Instrument ( VI ) is becoming a popular scheme of instruments constitution. It combines the computer platform with standard interface hardware modules and develops testing software to form a system. Utilizing the powerful function of computer system, the visual instrument system has dramatically broken through the limitation of traditional instruments in data acquisition, processing, displaying, storage, etc. The user can not only freely define and combine the computer platform, hardware, software and the required accessories to complete system functions, but also make maintenance, expansion and upgrading. Therefore people gradually accept the conception that software is the instrument.This design uses the PCI - 1710 multi-function data- acquisition card and visual instrument to devise the control system of the experimental water tank’s liquid level. This system has the functions of real-time data acquisition, real-time data displaying and storage, a single-loop or cascade PID control of the water tank’s liquid level. Besides, it can output the control signal through the data-acquisition card to a real-time control of the liquid level, etc.This design is a successful attempt of the visual instruments in the testing and controlling field. Practice proves that the Visual Instrument is an excellent solution to efficiently fulfill various testing and controlling tasks.Key words: Visual instrument, Liquid-level control, PCI - 1710, PID, Labview第一章绪论1.1 引言测控技术与仪器实验室有5套液位控制实验装置,但这些控制装置目前都是用传统模拟仪表进行控制。
为了在这些实验装置上进行开展研究性实验,必须先将这些实验装置改造为由计算机进行液位检测和控制。
虚拟仪器VI(Visual Instrument)正在成为当今世界流行的一种一起构成方案,它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统[1]。
工业液位控制中, 常常用到液位控制。
在这些控制中,最重要的参数是液位,因此有必要对液位控制进行自动的、实时的监控。
过去通用的方法是由工作人员分班定时监测液位计的指示值, 将指示值与规定液位数值比较, 并算出两者的差值, 根据液位变化大小作出判断、控制阀门的开度大小。
其弊端是定时查看缺乏实时性, 不能对系统中的突发事件进行及时地处理; 不能排除人为发生错误的因素, 如记录时的误读和误记等[2]。
所以, 本毕业设计要设计一套实时、自动的液位控制监控系统,并充分引入虚拟仪器的概念, 使所设计的监控系统结构清晰、概念简单。
1.2 课题背景1.2.1虚拟仪器技术的国内外发展现状虚拟仪器VI(Visual Instrument)正在成为当今世界流行的一种一起构成方案,它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统。
虚拟仪器在国外已经比较成熟了,由于其很强的灵活性,使得该技术适用于现代复杂的测试测量系统中。
近几年,虚拟仪器技术在国内的发展势也越来越受到重视[3] 。
而虚拟仪器系统利用了计算机系统的强大功能,大大突破了传统仪器在数据采集、处理、显示、存储等方面的限制,用户可以自由定义,自由组合计算机平台、硬件、软件以及完成系统功能所需的附件,可以方便的对其进行维护、扩展、升级,因此“Soft is Instruments (软件就是仪器)的观念正逐步被人们接受[3]。
现代计算机技术和信息技术的迅猛发展,也冲击着国民经济的各个领域,也引起了测量仪器和测试技术的巨大变革。
自从1986年美国国家仪器公司(National Instruments Corp,简称NI)提出虚拟仪器的概念以后,虚拟仪器由于其性价比、开放性等优势迅速地占领了市场。
虚拟仪器技术最核心的思想,就是利用计算机的硬/软件资源,使本来需要硬件实现的技术软件化(虚拟化),以便最大限度地降低系统成本,增强系统的功能与灵活性[4]。
1.2.2虚拟仪器技术发展趋势虚拟仪器是微电子、通信、计算机等现代科学技术高速发展的产物。
自从1785年库仑发明静电扭秤,1834年哈里斯提出静电电表结构以来,电测仪表和电子仪器随相关技术的进步、仪器仪表元器件质量的提高和测量理论方法的改进得到飞速发展。
有一种较普遍地说法将测量仪器的发展分为五个阶段,如图1.1所示。
图1. 1测量技术的发展从十九世纪初到二十世纪末,测量仪器经历了模拟仪器、电子仪器、数字仪器、智能仪器等阶段,发展到现在的虚拟仪器。
模拟仪器主要有模拟式电压表、电流表等,这些仪表解决了当时对某些量的测量的需求。
从二十世纪初到五十年代左右,测量仪器的材料性能得到改善出现了电子管,同时测量理论和方法与电子技术、控制技术相结合,出现了以记录仪和示波器为代表的电子仪表五十年代以后随着晶体管和集成电路的出现以及应用电子技术的发展将数字技术成功地应用到测量仪器。
这时电子控制集成电路和计算机技术开始融为一体成为测量仪器的主要特征。
七十年代初第一片微处理器问世,微型计算机技术从此发展迅猛,在其影响下测量仪器呈现出新的活力并取得了长足进步。
伴随微电子技术、计算机技术、网络技术的迅速发展及在电工电子测量技术领域的应用,测量仪器也不断进步和发展,出现了智能仪器。