虚拟仪器简介41720.pptx
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1、目录目录l仪器仪表技术的主要发展阶段l虚拟仪器的概念l虚拟仪器的特点l虚拟仪器的结构l虚拟仪器的应用l虚拟仪器的发展趋势 1 仪器仪表技术的主要发展阶段123电磁指针式仪表(电磁技术为基础)模拟指针式电子仪表(以分立元件为基础)模拟指针式及数字式电子仪表(以小规模集成电路为基础)1 仪器仪表技术的主要发展阶段456智能化电子仪器仪表(以大规模和超大规模集成电路为基础)多功能自动测试系统(融合电子测量、自动控制和计算机技术,是基于物理硬件为基础的传统仪器技术发展的高级阶段)虚拟仪器技术新阶段(21世纪的发展方向)2 虚拟仪器的基本概念在以计算机为核心的硬件平台上配合以相应的输入/输出口具有计算机
2、显示的虚拟面板由测试软件来实现测试功能一种计算机仪器系统 虚拟仪器测量仪器技术计算机技术总线技术全新的仪器技术3 虚拟仪器的特点1打破了传统仪器的封闭性把仪器的绝大部分硬件变成计算机上的文件23用户可以自行定义、自行设计、自行组建自己需要的仪器可将组建的多种仪器存放在计算机的仪器库中45配以通讯卡和传感器6构成功能、性能、外观和操作方式都和传统仪器相同或超过传统仪器的新型概念仪器系统特特点点 利用计算机强大的软件功能实现信号调理和数据的运算、分析、处理利用相应的接口设备完成信号的采集、输入/输出,从而完成各种仪器功能比比较较虚拟仪器和传统仪器的比较虚拟仪器和传统仪器的比较虚虚拟仪拟仪器器传统仪
3、传统仪器器仪器厂商定义硬件是关键仪器的功能和规模已固定多为实验室拥有技术更新慢开发和维护费用高价格昂贵系统封闭,与其它设备的连接受限用户自己定义软件是关键系统的功能和规模可需改个人可以拥有一个实验室技术更新快节省开发和维护费用价格低,可重复利用基于计算机的开放系统,方便与外设和网络连接 虚拟仪器最终要取代大量的传统仪器成为仪器领域的主流产品,成为测量、分析控制自动化仪表的核心,并成为机器人技术的核心。4 4 虚拟仪器的结构虚拟仪器的结构 计算机计算机硬件接口模块虚虚拟仪器器软件件基本基本构构成成VXIVXI仪器系统仪器系统GPIBGPIB仪器控制系统仪器控制系统数据采集卡系统数据采集卡系统 其
4、其它它计算机算机硬件硬件现场总线设备USB仪器器PXI仪器器VXI仪器器4.1 虚拟仪器的硬件结构数数据采集卡据采集卡GPIB接口接口仪器器 4.2 虚拟仪器的软件结构 I/O接口软件存在于仪器(即I/O接口设备)与仪器驱动程序之间,是一个完成对仪器寄存器进行直接存取数据操作,并为仪器与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件,是实现开放的、统一的虚拟仪器系统的基础与核心。完成对某一待定仪器的控制与通信的软件程序,每个仪器模块均有自己的仪器驱动程序。实质是为用户提供用于仪器操作的较抽象的操作函数集。虚拟仪器驱动程序是连接上层应用程序与底层I/O接口软件的纽带和桥梁。将计算机的数据分析和显示功能与仪器
5、驱动器融合在一起。基于传统的文本语言式的平台,如LabWindows/CVI,Visual C+,Delphi等;基于图形化编程环境的平台,如L abVIEW和HPVEE等 仪器驱动程序仪器驱动程序应用软件开发环境应用软件开发环境I/O接口软件接口软件 虚虚拟仪拟仪器的器的应应用用领领域域电电子子测试测试机械控制机械控制汽汽车测试车测试声学声学测试测试食品加工食品加工机器人机器人振振动测试动测试制制药药生生产产5 虚拟仪器的应用领域 虚拟仪器的虚拟仪器的虚拟仪器的虚拟仪器的发展趋势发展趋势发展趋势发展趋势 根据虚拟仪器的特性,能够方便地将虚拟仪器组成计算机网络。利用网络技术将分散在不同地理位置
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