第1讲 虚拟仪器的技术背景与基本概念
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第1章主要内容机 械 学 院 王 见 vi@ 机 械 学 院 王 见 vi@ 机 械 学 院 王 见 vi@ 虚拟仪器系统基础1.1仪器仪表的发展进程虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)是日益发展的计算机硬 、软件和总线技术在向其它相关技术领域密集渗透的过程中,与测 试技术、仪器仪表技术密切结合共同孕育出的一项全新的成果。
20 世纪中期,美国国家仪器公司(National Instruments Corporation 简称NI)首先提出了虚拟仪器的概念,认为虚拟仪器是由计算机硬 件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界 面的软件组成的测控系统,是一种由计算机操纵的模块化仪器系统 。
如果再作进一步说明,那么虚拟仪器是一种以计算机作为仪器统 一硬件平台,充分利用计算机独具的运算、存储、回放、调用、显 示以及文件管理等基本智能化功能,与传统仪器的专业化功能和软 件化的面板控件结合起来融为一体,这样便构成了一台从外观到功 能都完全与传统硬件仪器一致,同时又充分享用计算机智能资源的 全新的仪器系统。
由于仪器的专业化功能和面板控件都是由软件形 成,因此国际上把这类新型的仪器称为“虚拟仪器”。
有的资料上甚 至直接将虚拟仪器这种形式称为“软件即仪器”。
仪器仪表的发展进程与虚拟仪器机 械 学 院 王 见虚拟仪器的概念 虚拟仪器的软件系统 虚拟仪器的开发系统 虚拟仪器总线系统vi@1.2 虚拟仪器基本概念虚拟仪器的实质是利用I/O接口设备完成信 号的采集与传输,利用计算机强大的软件功能机 械 学 院 王 见 vi@1.2.1 虚拟仪器基本概念“虚拟”二字主要包括以下两方面的含义。
完成信号的运算、分析与存储,利用计算机显 示器模拟传统仪器的控制面板,并以多种形式 表达输出测试结果。
仪器面板是虚拟的 仪器功能由软件编程来实现1.2.2虚拟仪器的构成1.2.2.1 基于PC机平台的虚拟仪器 基于PC机的虚拟仪器的基本构成如下图所示。
认识虚拟仪器学院:电子信息工程学院班级:10级测控技术与仪器2班姓名:朱楠楠学号:20101527248认识虚拟仪器本学期我们接触学习了虚拟仪器这门课程,先是它的名字就吸引了我们的强烈兴趣,“虚拟”!那到底是研究什么的呢?和我们平时见的真实仪器各有什么千秋与优缺特点呢?机房上机的学习方式更是有利于老师操作控制并知道我们的学习,关于LabVIEW软件的演示更能被我们接受和掌握。
我在课余查找搜集了解了更多关于虚拟仪器的相关知识。
一、虚拟仪器的概念虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统,是一种计算机操纵的模块化仪器系统。
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
自1986年问世以来,世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW 图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节,从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间,并提高了产品开发和生产效率。
使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连,分析数据以获取实用信息,共享信息成果,有助于在较大范围内提高生产效率。
虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。
二、虚拟仪器的优势同其他技术相比,虚拟仪器技术具有四大优势:1、性能高虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的,所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点,包括功能超卓的处理器和文件I/O,使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。
此外,不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。
2、扩展性强NI的软硬件工具使得我们不再受限于当前的技术中。
这得益于NI软件的灵活性,只需更新计算机或测量硬件,就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进整个系统。
在利用最新科技的时候,我们可以把它们集成到现有的测量设备,最终以较少的成本加速产品上市的时间。
对虚拟仪器的认识院系:级别:班级:姓名:学号:日期:通过对本学期的虚拟仪器课程的学习,下面是我对虚拟仪器方面的认识。
一.虚拟仪器概述1.1仪器的发展随着电子技术的发展,仪器的发展经历了四个时期:(1)第一代仪器:模拟仪器如指针式万用表、晶体管电压表,它们的基本特征是采用模拟电子技术实现,采用指针显示结果。
(2)第二代仪器:数字化仪器数字化仪器目前相当普及,如数字电压表、频率计等。
这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号的测量,并以数字方式输出最终结果。
(3)第三代仪器:智能仪器智能仪器内置微处理器,能进行自动测量,具有一定的数据处理能力,可取代部分脑力劳动。
它的全部功能全部都是以硬件(或固化的软件)的形式存在,无论是开发还是应用,都缺乏灵活性。
(4)第四代仪器:虚拟仪器虚拟仪器是现代计算机技术和测量技术相结合的产物,是传统仪器观念的一次巨大变革,是将来仪器发展的一个重要方向。
从1988年开始,陆续有虚拟仪器产品面市。
此后,虚拟仪器产品飞速增加。
1.2虚拟仪器的概念及特点虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统,是一种计算机操纵的模块化仪器系统,以通用的计算机硬件系统及操作系统来实现各种仪器功能。
与传统的仪器相比,虚拟仪器具有以下特点:(1)虚拟仪器的软件和硬件具有开放性、模块化、互换化以及可重复使用等特点。
例如,为了提高仪器的性能,可加入一个通用的仪器模块或者更换一个仪器模块,而不必重新购买整个仪器。
(2)在通用硬件平台搭建后,有软件来实现仪器的具体功能,即软件在仪器中具有重要的作用。
(3)虚拟仪器的功能是由用户根据实际需要通过软件来定义的,而不是事先由仪器厂商定义的。
(4)虚拟仪器研制的周期较传统仪器大为缩短。
(5)虚拟仪器的性价比较高。
(6)虚拟仪器技术更新较快、成本较低、测试自动化程度较高,而且可与网络及其他设备互联。
(7)虚拟仪器具有友好、灵活的人机界面。
科技写作作业——虚拟仪器技术文献综述姓名:学号:201198501专业:电气工程及其自动化2013.12虚拟仪器技术综述引言:现代计算机技术和信息技术的迅猛发展,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。
人们曾为测量仪器从模拟化、数字化到智能化的进步而欣喜,也为自动测试技术的日新月异的发展所鼓舞,当今虚拟仪器技术的出现又使得测量仪器进步入了高科技的殿堂。
与传统的仪器不同,虚拟仪器(virtual instrument)是基于计算机和标准总线技术的模块化系统,通常它是由控制模块、仪器模块和软件组成,在虚拟仪器中软件是至关重要的,仪器的功能都要通过它来实现,因此软件是虚拟仪器的核心,“软件就是仪器”,从本质上反映了虚拟仪器的特征。
从构成方式上讲,虚拟仪器可分为四大类:gpib体系结构、pc-daq 体系结构、vxi体系结构和pxi体系结构。
虚拟仪器应用程序的开发环境主要有两种=一种是基于传统的文本语言的软件开发环境,常用的有lab windows/cvi、.visual basidc=vc++等:一种是基于图形化语言的软件开发环境,常用的有lab view和hp vee。
其中图形化软件开发系统是用工程人员所熟悉的术语和图形化符号代替常规的文本语言编程,界面友好,操作简便,可大大缩短系统开发周期,深受专业人员的青睐。
摘要:仪器是智能仪器和计算机技术发展的结果,是一类重要的仪器仪表和测试系统,得到广泛的应用。
本文系统地介绍了虚拟仪器枝术的概念,分析了虚拟仪器的组成,通过与传统仪器相比,得到虚拟仪器所具有的优点,分析出虚拟仪器的发展方向,并指出在实际组建虚拟仪器系统时需解决的枝术问题。
关键词:虚拟仪器技术问题 GPIB VXI一、虚拟仪器的介绍1.1 虚拟仪器的概念虚拟仪器这个概念是在20世纪80年代中期由美国国家仪器公司(NI)首先提出来的。
当时该公司提出“软件就是仪器”,这对传统仪器概念有着重大突破。