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儀器儀表如何從傳統(tǒng)儀器走到虛擬儀器
2018-12-29
測試與測量是人類認(rèn)識客觀世界的最基本方法。儀器儀表是實現(xiàn)測試與測量的工具。種類繁多的各種儀器儀表，已經(jīng)歷了傳統(tǒng)儀器階段和虛擬儀器階段。傳統(tǒng)儀器的缺點是靈活性差，沒有擺脫獨立使用、手動操作的模式，難以勝任復(fù)雜的多參數(shù)、多任務(wù)的測試要求。
傳統(tǒng)的智能儀器主要在儀器技術(shù)中用了某種計算機技術(shù)，而虛擬儀器則強調(diào)在通用的計算機技術(shù)中吸收儀器技術(shù)。由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子工業(yè)測量技術(shù)與儀器儀表上的應(yīng)用，新的測試?yán)碚?、新的測試方法、新的測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念。
作為虛擬儀器儀表核心的軟件系統(tǒng)具有通用性、通俗性、可視性、可擴展性和升級性，能為用戶帶來極大的利益，因此，具有傳統(tǒng)的智能儀器儀表所無法比擬的應(yīng)用前景和市場。
智能儀器是計算機科學(xué)、電子學(xué)、數(shù)字信號處理、人工智能、vlsi等新興技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器儀表技術(shù)的結(jié)合。隨著專用集成電路、個人儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器將會得到更加廣泛的應(yīng)用。作為智能儀器核心部件的單片計算機技術(shù)是推動智能儀器向小型化、多功能化、更加靈活的方向發(fā)展的動力?？梢灶A(yù)料，各種功能的智能儀器在不遠(yuǎn)的將來會廣泛地使用在社會的各個領(lǐng)域。
虛擬儀器就是其中的一種，虛擬儀器是基于通用PC建立的可編程儀器及儀器系統(tǒng)，就是在以通用計算機為核心的硬件平臺上，由用戶設(shè)計定義、具有虛擬前面板、測試功能由測試軟件實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)。在虛擬儀器中，硬件僅僅是為了解決信號的輸入與輸出，軟件才是整個儀器的關(guān)鍵。用戶可以通過軟件構(gòu)造幾乎任意功能的儀器?，F(xiàn)在虛擬儀器已得到了廣泛應(yīng)用，并成為當(dāng)前國內(nèi)外測試技術(shù)領(lǐng)域十分關(guān)注的技術(shù)熱點。
測量儀器的主要功能都是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等三大部分組成的。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分析和顯示完全用pc機的軟件來完成。因此，只要額外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就可以與pc機組成測量儀器。這種基于pc機的測量儀器稱為虛擬儀器。在虛擬儀器中，使用同一個硬件系統(tǒng)，只要應(yīng)用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測量儀器?？梢?，軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心，軟件就是儀器。
隨著PC、半導(dǎo)體和軟件功能的進一步更新，虛擬儀器的功能和性能已被不斷地提高，如今在許多應(yīng)用中，它已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。而虛擬儀器的各種優(yōu)點讓用戶可以放心地舍棄舊的傳統(tǒng)測量設(shè)備，接受更新型、以計算機為基礎(chǔ)的虛擬儀器系統(tǒng)。
由于計算機的性能價格比不斷改進，使虛擬儀器的價格更為大眾化，用戶不必再受限于傳統(tǒng)儀器的使用限制和昂貴的價格，進一步降低了使用成本，減少了系統(tǒng)的開發(fā)費用和系統(tǒng)的維護費用。此外，新型筆記本電腦又把虛擬儀器的便攜性和強大功能推向一個新的水平。所有這些必將加快虛擬儀器的發(fā)展，使它的功能和應(yīng)用領(lǐng)域不斷增強和擴大。
與常規(guī)的溫度校準(zhǔn)系統(tǒng)不同，虛擬儀器系統(tǒng)的核心是一臺計算機，它的功能硬件一臺帶有GPIB接口的高精度數(shù)字多用表和一臺溫度調(diào)節(jié)器。加熱控制順路是強電的可控硅元件及觸發(fā)電路，它接收溫度調(diào)節(jié)器的指令信號去調(diào)節(jié)檢定爐中加熱元件的電壓值。如果增加電子自動切換開關(guān)，可實現(xiàn)同爐中多支熱電偶溫度計的自動校準(zhǔn)工作。
傳統(tǒng)的智能儀器主要在儀器技術(shù)中用了某種計算機技術(shù)，而虛擬儀器則強調(diào)在通用的計算機技術(shù)中吸收儀器技術(shù)。由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子工業(yè)測量技術(shù)與儀器儀表上的應(yīng)用，新的測試?yán)碚?、新的測試方法、新的測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念。
作為虛擬儀器儀表核心的軟件系統(tǒng)具有通用性、通俗性、可視性、可擴展性和升級性，能為用戶帶來極大的利益，因此，具有傳統(tǒng)的智能儀器儀表所無法比擬的應(yīng)用前景和市場。
智能儀器是計算機科學(xué)、電子學(xué)、數(shù)字信號處理、人工智能、vlsi等新興技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器儀表技術(shù)的結(jié)合。隨著專用集成電路、個人儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器將會得到更加廣泛的應(yīng)用。作為智能儀器核心部件的單片計算機技術(shù)是推動智能儀器向小型化、多功能化、更加靈活的方向發(fā)展的動力?？梢灶A(yù)料，各種功能的智能儀器在不遠(yuǎn)的將來會廣泛地使用在社會的各個領(lǐng)域。
虛擬儀器就是其中的一種，虛擬儀器是基于通用PC建立的可編程儀器及儀器系統(tǒng)，就是在以通用計算機為核心的硬件平臺上，由用戶設(shè)計定義、具有虛擬前面板、測試功能由測試軟件實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)。在虛擬儀器中，硬件僅僅是為了解決信號的輸入與輸出，軟件才是整個儀器的關(guān)鍵。用戶可以通過軟件構(gòu)造幾乎任意功能的儀器?，F(xiàn)在虛擬儀器已得到了廣泛應(yīng)用，并成為當(dāng)前國內(nèi)外測試技術(shù)領(lǐng)域十分關(guān)注的技術(shù)熱點。
測量儀器的主要功能都是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等三大部分組成的。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分析和顯示完全用pc機的軟件來完成。因此，只要額外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就可以與pc機組成測量儀器。這種基于pc機的測量儀器稱為虛擬儀器。在虛擬儀器中，使用同一個硬件系統(tǒng)，只要應(yīng)用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測量儀器?？梢?，軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心，軟件就是儀器。
隨著PC、半導(dǎo)體和軟件功能的進一步更新，虛擬儀器的功能和性能已被不斷地提高，如今在許多應(yīng)用中，它已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。而虛擬儀器的各種優(yōu)點讓用戶可以放心地舍棄舊的傳統(tǒng)測量設(shè)備，接受更新型、以計算機為基礎(chǔ)的虛擬儀器系統(tǒng)。
由于計算機的性能價格比不斷改進，使虛擬儀器的價格更為大眾化，用戶不必再受限于傳統(tǒng)儀器的使用限制和昂貴的價格，進一步降低了使用成本，減少了系統(tǒng)的開發(fā)費用和系統(tǒng)的維護費用。此外，新型筆記本電腦又把虛擬儀器的便攜性和強大功能推向一個新的水平。所有這些必將加快虛擬儀器的發(fā)展，使它的功能和應(yīng)用領(lǐng)域不斷增強和擴大。
與常規(guī)的溫度校準(zhǔn)系統(tǒng)不同，虛擬儀器系統(tǒng)的核心是一臺計算機，它的功能硬件一臺帶有GPIB接口的高精度數(shù)字多用表和一臺溫度調(diào)節(jié)器。加熱控制順路是強電的可控硅元件及觸發(fā)電路，它接收溫度調(diào)節(jié)器的指令信號去調(diào)節(jié)檢定爐中加熱元件的電壓值。如果增加電子自動切換開關(guān)，可實現(xiàn)同爐中多支熱電偶溫度計的自動校準(zhǔn)工作。
基于虛擬儀器的溫度校準(zhǔn)系統(tǒng)完全能滿足在溫度校準(zhǔn)實驗室中對不同溫度計使用不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進行校準(zhǔn)檢定的要求。它利用一套硬件設(shè)備，使用不同的軟件就可以滿足各種溫度和各個溫度段對校準(zhǔn)的要求，并具有高精度、高效率和全自動的特點，它是現(xiàn)代溫度計量室校驗設(shè)備發(fā)展的方向。
（文章鏈接：中國化工儀器網(wǎng)）
TAGS : 儀表
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