文档介绍：虚拟仪器班级:电0704-2班姓名:张科学号:20072031一、虚拟仪器概述虚拟仪器(virtualinstrumention)是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式,一种是将计算机装入仪器,其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小,这类仪器功能也越来越强大,目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托,实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。虚拟仪器的主要特点有:1、尽可能采用了通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件。2、可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器。用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。虚拟仪器由硬件和软件两部分组成。虚拟仪器的硬件主体是电子计算机,通常是个人计算机,也可以是任何通用电子计算机。为计算机配置的电子测量仪器硬件模块是各种传感器、信号调理器、模拟数字/转换器(ADC)、数字/模拟转换器(DAC)、数据来集器(DAQ)等。电子计算机及其配置的电子测量仪器硬件模块组成了虚拟仪器测试硬件平台的基础。虚拟仪器还可以选配开发厂家提供的系统硬件模块,组成更为完善的硬件平台。1986年,美国NI公司(NationInstrument)提出了虚拟仪器的概念,提出了"软件即仪器"的口号,彻底打破了传统仪器只能由生产厂家定义,用户无法改变的局面,从而引起仪器和自动化工业的一场革命。随着现代软件和硬件技术的飞速发展,仪器的智能化和虚拟化已经成为未来各级实验室以及研究机构发展的方向。虚拟仪器,顾名思义,它应具有传统仪器的功能,又有别于其传统仪器。它的特点体现在其灵活性上,它能够充分利用和发挥现有计算机先进技术,使仪器的测试和测量及自动化工业的系统测试和监控变得异常方便和快捷。同其他技术相比,虚拟仪器技术具有四大优势:性能高,扩展性强,开发时间少,无缝集成虚拟仪器突破了传统电子仪器以硬件为主体的模式,实际上,使用者是在操作具有测试软件的电子计算机进行测量,犹如操作一台虚设的电子仪器,虚拟仪器因此而得名。虚拟仪器的硬件是电子计算机和为其配之的必要的电子仪器硬件模块。电子计算机与为其配置的电子仪器测试模块通过编制的计算机测试软件结合起来,组成通用的电子测量硬件平台。使用者是通过友好的图形界面(通常是设在电子计算机终端显示屏上图形化的虚拟的菜单式控制机构,这些菜单式的控制机构的图形,通常只占显示屏的一部分,形成了虚拟仪器的虚拟前面板),以点击菜单来调控虚拟仪器的性能,就像在操作自己定义、自已设计的一台电子仪器。田量信号是藉测试软件的调控,经由电子测量硬件平台的采集,再经电子计算机的处理,得到最终的测试结果,并以数据、曲线、图形甚至是多维测试结果模型,显示在电子计算机的终端显承屏上(通常占据着电子计算机终端显示屏的主要幅面)。当然,测试结果也可以直接通过计算机网络传送或记录保存。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内,使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。二、LabVIEW介绍LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)的简称,是美国国家仪器公司(NATIONALINSTRUMENTS,简称NI)的创新软件产品,也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境。LabVIEW是一个程序开发环境。类似于C、BASIC。但LabVIEW的特点在于,它使用图形化编程语言G在流程图中创建源程序,而非使用基于文本的语言来产生源程序代码。LabVIEW还整合了与诸如满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485以及数据采集卡等硬件通讯的全部功能。内置了便于TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。虽然LabVIEW是一个通用编程系统,但是它也包含为数据采集和仪器控制特别设计的函数库和开发工具。LabVIEW程序被称为虚拟仪器(VIs),是因为它们的外观和操作能模仿实际的仪器。由于LabVIEW所使用的术语、图标和概念都是技术人员、科学家、工程师所熟悉的,故而即使用户没有多少编程经验,同样也能利用LabVIEW来开发自己的应用程序。LabVIEW自1986年问世以来,经过不断改进和更新,已经从最初简单的数据采集和仪器控制的工具发展成为科技人员用来设计、发布虚拟仪器软件的图形化平台,成为测试测量和控制行业的标准软件平台。LabVIEW是美国国家仪器公司(NatioanalINSTRUMENTS,NI)的软件产品。1986年10月NT公司正式发