虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破,是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能,结合相应的硬件,大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制,使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。
虚拟仪器系统可以广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、和工业生产等各种领域。
现有的虚拟仪器系统按硬件工作平台主要可分为基于PC总线的虚拟仪器、基于VXI的虚拟仪器、基于PXI的虚拟仪器,所应用场合不同各有其特点。
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。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分,才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少,以及出色的集成这四大优势。
虚拟仪器技术的三大组成部分,首先是高效的软件,软件是虚拟仪器技术中最重要的部份。使用正确的软件工具并通过设计或调用特定的程序模块,工程师和科学家们可以高效地创建自己的应用以及友好的人机交互界面。NI公司提供的行业标准图形化编程软件——LabVIEW,不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接,更能提供强大的后续数据处理能力,设置数据处理、转换、存储的方式,并将结果显示给用户。此外,NI 提供了更多交互式的测量工具和更高层的系统管理软件工具,例如连接设计与测试的交互式软件SignalExpress、用于传统C语言的LabWindows/CVI、针对微软Visual Studio的Measurement Studio等等,均可满足客户对高性能应用的需求。有了功能强大的软件,您就可以在仪器中创建智能性和决策功能,从而发挥虚拟仪器技术在测试应用中的强大优势。其次是模块化的I/O硬件,面对如今日益复杂的测试测量应用,NI提供了全方位的软硬件的解决方案。无论您是使用PCI, PXI, PCMCIA, USB或者是1394总线,NI都能提供相应的模块化的硬件产品,产品种类从数据采集、信号条理、声音和振动测量、视觉、运动、仪器控制、分布式I/O到CAN接口等工业通讯,应有尽有。NI高性能的硬件产品结合灵活的开发软件,可以为负责测试和设计工作的工程师们创建完全自定义的测量系统,满足各种独特的应用要求。目前,NI已经达到了每2个工作日推出一款硬件产品的速度,大大拓宽了用户的选择面:例如NI新近推出的新一代数据采集设备——先期推出的20款M系列DAQ卡,就为数据采集领域设定了全新的标准。最后是用于集成的软硬件平台。NI首先提出的专为测试任务设计的PXI硬件平台,已经成为当今测试、测量和自动化应用的标准平台,它的开放式构架、灵活性和PC技术的成本优势为测量和自动化行业带来了一场翻天覆地的改革。由NI发起的PXI系统联盟现已吸引了68家厂商,联盟属下的产品数量也已激增至近千种。PXI作为一种专为工业数据采集与自动化应用度身定制的模块化仪器平台,内建有高端的定时和触发总线,再配以各类模块化的I/O硬件和相应的测试测量开发软件 ,您就可以建立完全自定义的测试测量解决方案。无论是面对简单的数据采集应用,还是高端的混合信号同步采集,借助PXI高性能的硬件平台,您都能应付自如。这就是虚拟仪器技术带给您的无可比拟的优势。
同时,虚拟仪器技术的四大优势
一、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。
二、扩展性强
NI的软硬件工具使得工程师和科学家们不再圈囿于当前的技术中。得益于NI软件的灵活性,只需更新您的计算机或测量硬件,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您的整个系统。在利用最新科技的时候,您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。
三、开发时间少
在驱动和应用两个层面上,NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作,同时还提供了灵活性和强大的功能,使您轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。
四、无缝集成
虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂,工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求,而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。NI的虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口,帮助用户轻松地将多个测量设备集成到单个系统,减少了任务的复杂性。
虚拟仪器技术不断地扩展其功能及应用范围。现在LabVIEW不仅能在PC上开发测试程序,而且可以在嵌入式处理器和FPGA上设计硬件。这一技术也将最终提供这样的一个独立环境,使用户可以从设计测试系统到定义硬件的功能,如图3所示。测试工程师将能使用合适的功能来进行系统级的设计。当他们需要定义专门的测量功能时,他们也将可以用同样的软件工具来“细化”到合适的级别以定义测量的功能。例如,工程师可以开发LabVIEW程序来使用模块化仪器进行某些测量,如DC电压和上升时间。当工程师需要开发专门的测量时,他们也可以使用LabVIEW对原始的测量数据进行分析,从而开发出专门的测量,比如峰值检测。如果在某些情况下他们需要使用一些新的硬件功能来实现测量,如定制的触发,那么他们可以用LabVIEW定义一个触发和滤波方案,并嵌入到仪器卡上的FPGA中。
虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术,随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高,如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新,未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式,并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。
关键字:虚拟仪器
编辑:神话 引用地址:虚拟仪器技术的发展现状及特征
虚拟仪器系统可以广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、和工业生产等各种领域。
现有的虚拟仪器系统按硬件工作平台主要可分为基于PC总线的虚拟仪器、基于VXI的虚拟仪器、基于PXI的虚拟仪器,所应用场合不同各有其特点。
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。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分,才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少,以及出色的集成这四大优势。
虚拟仪器技术的三大组成部分,首先是高效的软件,软件是虚拟仪器技术中最重要的部份。使用正确的软件工具并通过设计或调用特定的程序模块,工程师和科学家们可以高效地创建自己的应用以及友好的人机交互界面。NI公司提供的行业标准图形化编程软件——LabVIEW,不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接,更能提供强大的后续数据处理能力,设置数据处理、转换、存储的方式,并将结果显示给用户。此外,NI 提供了更多交互式的测量工具和更高层的系统管理软件工具,例如连接设计与测试的交互式软件SignalExpress、用于传统C语言的LabWindows/CVI、针对微软Visual Studio的Measurement Studio等等,均可满足客户对高性能应用的需求。有了功能强大的软件,您就可以在仪器中创建智能性和决策功能,从而发挥虚拟仪器技术在测试应用中的强大优势。其次是模块化的I/O硬件,面对如今日益复杂的测试测量应用,NI提供了全方位的软硬件的解决方案。无论您是使用PCI, PXI, PCMCIA, USB或者是1394总线,NI都能提供相应的模块化的硬件产品,产品种类从数据采集、信号条理、声音和振动测量、视觉、运动、仪器控制、分布式I/O到CAN接口等工业通讯,应有尽有。NI高性能的硬件产品结合灵活的开发软件,可以为负责测试和设计工作的工程师们创建完全自定义的测量系统,满足各种独特的应用要求。目前,NI已经达到了每2个工作日推出一款硬件产品的速度,大大拓宽了用户的选择面:例如NI新近推出的新一代数据采集设备——先期推出的20款M系列DAQ卡,就为数据采集领域设定了全新的标准。最后是用于集成的软硬件平台。NI首先提出的专为测试任务设计的PXI硬件平台,已经成为当今测试、测量和自动化应用的标准平台,它的开放式构架、灵活性和PC技术的成本优势为测量和自动化行业带来了一场翻天覆地的改革。由NI发起的PXI系统联盟现已吸引了68家厂商,联盟属下的产品数量也已激增至近千种。PXI作为一种专为工业数据采集与自动化应用度身定制的模块化仪器平台,内建有高端的定时和触发总线,再配以各类模块化的I/O硬件和相应的测试测量开发软件 ,您就可以建立完全自定义的测试测量解决方案。无论是面对简单的数据采集应用,还是高端的混合信号同步采集,借助PXI高性能的硬件平台,您都能应付自如。这就是虚拟仪器技术带给您的无可比拟的优势。
同时,虚拟仪器技术的四大优势
一、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。
二、扩展性强
NI的软硬件工具使得工程师和科学家们不再圈囿于当前的技术中。得益于NI软件的灵活性,只需更新您的计算机或测量硬件,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您的整个系统。在利用最新科技的时候,您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。
三、开发时间少
在驱动和应用两个层面上,NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作,同时还提供了灵活性和强大的功能,使您轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。
四、无缝集成
虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂,工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求,而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。NI的虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口,帮助用户轻松地将多个测量设备集成到单个系统,减少了任务的复杂性。
虚拟仪器技术不断地扩展其功能及应用范围。现在LabVIEW不仅能在PC上开发测试程序,而且可以在嵌入式处理器和FPGA上设计硬件。这一技术也将最终提供这样的一个独立环境,使用户可以从设计测试系统到定义硬件的功能,如图3所示。测试工程师将能使用合适的功能来进行系统级的设计。当他们需要定义专门的测量功能时,他们也将可以用同样的软件工具来“细化”到合适的级别以定义测量的功能。例如,工程师可以开发LabVIEW程序来使用模块化仪器进行某些测量,如DC电压和上升时间。当工程师需要开发专门的测量时,他们也可以使用LabVIEW对原始的测量数据进行分析,从而开发出专门的测量,比如峰值检测。如果在某些情况下他们需要使用一些新的硬件功能来实现测量,如定制的触发,那么他们可以用LabVIEW定义一个触发和滤波方案,并嵌入到仪器卡上的FPGA中。
虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术,随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高,如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新,未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式,并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。
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基于虚拟仪器的织机纬纱张力测试新方法
以前,纬纱张力的测试多采用动态电阻应变仪,利用光线示波器进行记录,工作复杂,且结果精度和准确性难以令人满意 。文献 提出对纺纱张力测试采用应变电桥、自制放大电路、数据采集卡、计算机、VB编程实现,具有简单、准确、通用等特点。此方法也可用于纬纱张力测试,但需要自己设计硬件电路,电路参数调整不方便,灵活性较差,且VB编写仪器界面不是很好。本文针对上述问题介绍一种基于虚拟仪器的测试新方法,该方法具有建立系统快、简单、可靠、通用性强、界面友好等特点。
1 系统组成
图1为测试系统框图,主要由传感器、数据采集卡、计算机及相应软件组成。
1.1 传感器 主轴传感器采用光电编码
[测试测量]
基于虚拟仪器的仪表电源自动测试系统的设计与应用
1引言
仪表电源的性能优劣会直接影响到仪表的工作,为了保证仪表能够在复杂环境卜正常工作,对仪表电源的性能提出了两个基木要求:稳定性和可靠性。在大批量的仪表电源的性能检测中,完全依靠人工完成,将耗费大量的时间和精力,因此设计开发了一种仪表电源自动测试平台,对仪表电源实行快速、自动和准确测试,并给出测试报告。
2仪表电源性能指标
仪表电源的性能指标主要有二项:源效应、负载效应和漂移。源效应和负载效应体现了仪表电源的稳定性能,而漂移体现了仪表电源可靠性能。
源效应的测量是仅山于源电压的变化而引起电压或电流稳定输出量的变化量的测量。对于稳压仪表电源的源效应测量,采用图1所示电路,计算公
[测试测量]
基于CAN总线和虚拟仪器技术的汽车CAN节点测试仪设计
引 言 Controller Area Network(控制器局域网,缩写为CAN),是为解决汽车电子控制单元间的信息通信而由德国Bosch公司提出的一种总线标准,以其卓越的性能、极高的可靠性和低廉的价格,现在已经在汽车领域获得广泛应用。 为了保证汽车CAN总线节点安全、稳定运转,同时为了提高大批量生产的效率,必须在生产过程中对CAN节点产品进行测试,开发基于CAN总线的汽车CAN节点测试仪显得十分重要。本文通过选择高速处理器和采用虚拟仪器技术保证测试仪的通用性,使其只需通过软件更新便可测试多个CAN节点。 CAN协议简介 CAN协议建立在ISO/OSI 7层开放互连参考模型基础之上,为了方便应用,同时保证各节点间无差错的数
[测试测量]
基于虚拟仪器技术的航空机载电子设备自动测试系统
机载电子设备自动测试系统需要对上百种部件进行功能测试,涉及的信号种类和数量都很多,这些信号按照频率分为低频和高频两种,按时域特性分为连续和离散信号,按照形式分为电信号和非电信号(如温度、速度、高度、气压、航向等)。为满足复杂的测试需求,我们采用虚拟仪器技术。
系统硬件设计
PXI模块化仪器相对于GPIB、VXI、RS232等仪器而言,具有速度快、体积小、易扩展等优势,因此作为硬件的主体。再选用常规信号源(SOURCE)和信号测量模块(SENSOR),通过GPIB和RS232总线扩展专用和自研设备。整个系统硬件原理如图1所示。
图1 系统硬件架构
由于PXI模块较多,且为了今后的扩展,选用了18槽的P
[应用]
清华虚拟仪器设计大赛扩展至21所高校
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基于虚拟仪器的RailSAR测控系统的实现
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关键词: 虚拟仪器
RailSAR LabWindows/CVI
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[传感技术]
基于虚拟仪器的智能电表辐射抗扰度自动测试系统设计
一、 引言
近年来,随着我国智能电网战略的实施以及新的能源计量与管理政策的出台,智能电能表结构日益复杂,大量采用的电力线载波或无线通信等电能数据传送技术带来了抄表技术的革新,同时带来了电磁环境的干扰与抗干扰问题日益严重,电能表的电磁兼容( EMC , Electromagnetic Compatibility )问题就显得尤为重要,这对相应的电磁兼容测量测试技术提出了更高的要求。
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[测试测量]