虚拟仪器简介

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,虚拟仪器简介,1,目录,仪器仪表技术的主要发展阶段,虚拟仪器的概念,虚拟仪器的特点,虚拟仪器的结构,虚拟仪器的应用,虚拟仪器的发展趋势,2,1 仪器仪表技术的主要发展阶段,1,2,3,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）,3,1 仪器仪表技术的主要发展阶段,4,5,6,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）,4,2 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,5,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,6,3 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,2,3,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,4,5,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,特点,7,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,实质,8,比较,虚拟仪器和传统仪器的比较,虚拟仪器,传统仪器,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,9,DIGITAL,DIGITAL DIGITAL DIGITAL DIGITAL DIGITAL DIGITAL,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。,10,4 虚拟仪器的结构,计算机,硬件接,口模块,虚拟仪器,软件,基本,构成,VXI仪器系统,Customer Relationship Management,GPIB仪器控制系统,数据采集卡系统,11,其它计算机,硬件,现场总线,设备,USB仪器,PXI仪器,VXI仪器,数据采集与控制,计算机,（系统软件）,4.1 虚拟仪器的硬件结构,数据采集卡,GPIB接口,仪器,测试对象,12,4.2 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,应用软件开发环境,I/O接口软件,13,虚拟仪器的,应用领域,电子测试,机械控制,汽车测试,声学测试,食品加工,机器人,振动测试,制药生产,5 虚拟仪器的应用领域,14,网络化,网络化,外挂式,外挂式,PXI高精度集成,基于Linux,虚拟仪器的,发展趋势,15,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不同功能的测试设备联系在一起，,使昂贵的硬件设备、软件在网络上得以共享，减少了设备重复投资。,现在，有关MCN(Measurment and Control Networks)方面的标准正在,积极进行，并取得了一定进展。,网络化虚拟仪器,PXI系统高度的可扩展性和良好的兼容性，以及比VXI系统,更高的性价比，将使它成为未来大型高精度集成测试系统的主,流虚拟仪器平台。,PXI,型高精度集成虚拟仪器,6 虚拟仪器的发展趋势,16,6 虚拟仪器的发展趋势,L,目前主流的虚拟,仪器主要是基于Windows操作系统，,主要面向大众用户,基于Windows操作系统的应用程序占用内存大，,系统,稳定性不理想，常出现“死机”现象,基于Linux操作系统的虚拟仪器,在工业现场应用,场合，多任务并行是,经常要解决的问题，,然而基于Windows,操作系统的应用程,序并不能真正实现,实时多任务并行处理,17,6 虚拟仪器的发展趋势,在Linux平台上几乎能使用所有流行的开发软件，如C+，FORTRAN,JAVA等,Linux是真正的多任务的操作系统，可以同时执行几个程序,Linux允许多个用户同时登录，充分利用操作系统的资源,每个程序都有自己的主内存区，系统处理主内存区是采取保护的方式，可避免因一个程序的执行失败而引起整个系统瘫痪.,基于Linux的虚拟仪器,基于Linux的虚拟仪器更容易满足多任务并行处理及现场检测和控制要求,18,6 虚拟仪器的发展趋势,PC-DAQ式虚拟仪器是现在比较流行的虚拟仪器系统，但是，由于基于PC I总线的虚拟仪器在插入DAQ时都需要打开机箱等，比较麻烦,计算机内部的强电磁干扰对被测信号也会造成很大的影响,以USB接口方式的外挂式虚拟仪器系统将成为今后廉价型虚拟仪器测试系统的主流,01,02,主机上的PC I插槽有限，再加上测试信号直接进入计算机，各种现场的被测信号对计算机的安全造成很大的威胁,03,19,National Instruments（美国国家仪器有限公司，,简称为,NI）创立于1976年，总部设于Texas州的Austin，在世界各地设有50多个分公司和办事处，和众多系统联盟成员。,NI提出“软件就是仪器”的口号，开辟了“虚拟仪器”的崭新测量概念。20多年来，NI不断致力于开发基于计算机的测试测量与自动化平台。长远的发展目标保证NI的产品具有长期的兼容性，并享有完善的技术支持。,7 NI简介,20,NI产品的广泛应用,更快,更省钱,共同目标,更好,电子,机械,化工,生物,医药,教育,从日本的汽车测试,澳洲的心脏,起搏器设计验证,英国电信电话,线路性能测试,通信,汽车制造,科研,500多种软硬件产品,21,NI 的最佳产品,在全球测量行业内首屈一指,GPIB接口卡,VXI控制器,插入式数据采集卡,TestStand,LabVIEW,PXI模块化仪器系统,22,谢谢！,23,