虚拟仪器论文虚拟仪器技术发展论文

虚拟仪器论文虚拟仪器技术发展论文

摘要：本文介绍了虚拟仪器的产生、虚拟仪器组成及结构，分析了虚拟仪器的优势，并对虚拟仪器的现状及展望进行简述。

关键词：虚拟仪器；信号；展望

overview of the 30-102 virtual instrument technology development

deng songqing,wang yao

(91913 troop,dalian116041,china)

abstract:this paper describes the emergence of virtual instruments,virtual instrument composition and structure,analysis of the advantages of virtual instruments,and the current situation and prospect of virtual instruments briefly.

keywords:virtual instrument;signal;prospect 一、虚拟仪器的产生

虚拟仪器（virtual instrument，简称vi）是利用计算机来管理仪器，组织仪器系统，利用计算机建立的可编程仪器系统。美国国家仪器公司ni（national instruments）于20世纪八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器概念。由于没有传统仪器专用的前面板、显示器，所有仪器

面板都在监视器上模拟显示，所以称为虚拟仪器。虚拟仪器的出现引发了传统仪器领域的一场变革，利用人的智力资源替代物质资源，虚拟仪器实现了传统仪器、计算机和网络技术融为一体，产生了虚拟测试技术，随后研制和推出了基于多种总线，各个领域应用的虚拟仪器。

二、虚拟仪器组成及结构

虚拟仪器主要由硬件和软件组成。系统硬件组成如下图，硬件主要包括模块化的信号采集与处理，信号转换与测试和集成的硬件平台。模块化的信号采集与处理，信号转换与测试主要将信号转变成利于计算机处理的数字信号。集成的硬件平台是以gpib、vxi、pxi总线为代表的模块化仪器平台，内建有定时和触发总线，不但可适应简单的数据采集应用，还可适用高端混合信号同步采集。系统软件包括开发平台、总线接口卡驱动程序等。开发平台是虚拟仪器的核心，最典型的有ni公司提供的行业标准图形化编程软件----labview等，不仅能轻松方便地完成与各种硬件的连接，更能提供强大的数据处理能力，并将处理结果显示出来。

三、虚拟仪器的特点 （一）虚拟仪器技术性能高

虚拟仪器是利用计算机来分析、处理数据，借助计算机计算速率高、处理数据快、存贮容量大的特点，虚拟仪器测

量数据可存贮、处理，并可借助internet实现远程控制。随着产品集中度逐步提升，工程师们需要多种测量功能的仪器来满足完整的测试需求，传统测量仪器无法满足测量要求，虚拟仪器的开发平台可满足多种复杂功能的测量需求，同时还可在开发平台上开发特定需求的虚拟测量仪器。

（二）扩展性强

传统仪器是以硬件为主，智能化的仪器也仅有一些固定性的辅助软件，灵活性不强，可扩展性能差。虚拟仪器软件具有开放性，硬件具有模块化特点，可扩展性强。虚拟仪器可灵活、方便地改变测量仪器的功能、技术性能。以软件为主的虚拟仪器技术为用户提供创新技术，科学家和工程师可根据自身需求组织测量系统而不受仪器厂家定制的测量功能的限制。

（三）开发时间少

传统测量仪器的旋钮、开关、内置电路和用户所使用的功能都是由仪器生产厂家进行专门研制的，传统测量仪器的技术和元件都需专门开发，开发时间长，更新换代慢。ni公司提供的行业标准图形化编程软件----labview构架能与计算机、仪器仪表和通信等结合在一起。ni虚拟仪器平台为所有i/o装备提供标准的接口，减少了任务的复杂性。测量和控制方案可轻松配置、创建、维护、升级和修改。

四、虚拟仪器现状态及展望 （一）虚拟仪器的现状

近年来，虚拟仪器公司开发了不少虚拟仪器开发软件，建立了数据处理的高级分析库和开发工具库，以便使用者组建自己的虚拟仪器或测试平台，最典型的有ni公司的lab view软件和lab windows/cvi软件，美国hp公司hp-vee和hptig软件，美国tektronis公司的ez-test和tek-tns软件。虚拟仪器开发系统不仅适应通用计算机总线系统，如usb总线和ieee 1394总线，而且建立各种仪表专用的总线系统，如gpib、vxi和pxi总线。

（二）虚拟仪器的展望

随着科学研究的深入，需要设计、生产检测和诊断维修一体化、标准化的测试系统。在虚拟仪器技术中，应用计算机软件代替传统仪器的某些硬件，并且计算机直接参与测试信号的产生和测量特征的分析，将使虚拟仪器技术智能化、网络化。借助于总线技术的虚拟仪器技术是未来测试技术发展的基本方向。开放式的数据采集标准，将使虚拟仪器走上标准化、通用化、模块化道路。

五、结束语

作为一种以计算机软件为核心的新型仪器系统，虚拟仪器具有功能强、测试精度高、人机界面优异、灵活性强等优

点。随着通信技术、网络技术和计算机硬件和虚拟仪器技术的开发软件的发展，虚拟仪器将在测量、控制、信号处理等方面得到广泛的应用和发展。逐步取代传统仪器成为仪器领域的主流，成为测量、分析和控制的基础。

参考文献：

[1]陈尚松，李智,雷加,郭庆.虚拟仪器回顾与展望[j].理论与方法,2009,12:17-26

[2]刘晓东,杨保民.虚拟仪器技术在专用测试设备上的应用[j].电子测量技术,2010,2:109-112