计算机在测控领域的应用.docx

《计算机在测控领域的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机在测控领域的应用.docx（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、计算机在测控领域的应用1基于数据收集的虚拟仪器系统这种方式借助于插入计算机内的数据收集卡与专用的软件如LabVIEW或者LabWindowsCVI相结合，通过AD变换将模拟、数字信号收集到计算机进展分析、处理、显示等，并可通过DA转换实现反应控制。根据需要还可参加信号调理和实时DSP等硬件模块。2基于通用接口总线GPIB接口的仪器系统GPIBGeneralPurposeInterfaceBus仪器系统的构成是迈向虚拟仪器的第一步，即利用GPIB接口卡将假设干GPIB仪器连接起来，用计算机增强传统仪器的功能，组织大型柔性自动测试系统，技术易于晋级，维护方便，仪器功能和面板自定义，开发和使用轻易。

2、它可高效灵敏地完成各种不同规模的测试测量任务。利用GPIB技术，可由计算机实现对仪器的操纵和控制，替换传统的人工操纵方式，排除人为因素造成的测试测量误差。同时，由于可预先编制好测试程序，实现自动测试，进步了测试效率。3利用VXI总线仪器实现虚拟仪器系统VXIVMEbusExtensionforInstrumentation总线为虚拟仪器系统提供了一个更为广阔的开展空间。VXI总线是一种高速计算机总线VMEVersaModuleEurocard总线在仪器领域的扩展。由于其标准开放、传输速率高、数据吞吐才能强、定时和同步准确、模块化设计、构造紧凑、使用方便灵敏，已越来越受到重视。它便于组织大规模、

3、集成化系统，是仪器开展的一个方向。4基于串行口或者其它工业标准总线的系统将某些串行口仪器和工业控制模块连接起来，组成实时监控系统。将带有RS232总线接口的仪器作为IO接口设备通过RS232串口总线与PC计算机组成虚拟仪器系统，目前仍然是虚拟仪器的构成方式之一。当今，PC计算机已更多地采用了USB总线和IEEE1394总线。22虚拟仪器的软件体系构成构成一个虚拟仪器系统，根本硬件确定以后，就可通过不同的软件实现不同的功能。软件是虚拟仪器系统的关键。没有一个优秀的控制分析软件，很难构成一台理想的虚拟仪器系统。根据VPPVXIPlugPlay系统标准的定义，虚拟仪器系统的软件构造应包含3局部，如图

4、22所示：1IO接口软件IO接口软件存在于仪器即IO接口设备与仪器驱动程序之间，是一个完成对仪器存放器单元进展直接存取数据操纵，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根底与核心。在VPP系统标准中，具体标准了虚拟仪器的IO接口软件的特点、组成、内部构造与实现标准，并将符合VPP标准的虚拟仪器IO接口软件定义为VISA软件。2仪器驱动程序每个仪器模块均有自己的仪器驱动程序。仪器驱动程序的本质是为用户提供了用于仪器操纵的较抽象的操纵函数集。对于应用程序来讲，它对仪器的操纵是通过仪器驱动程序来实现的；仪器驱动程序对于仪器的操纵与治理，又是通过IO软件所提供的

5、统一根底与格式的函数库VISA的调用来实现的。对于应用程序设计人员来讲，一旦有了仪器驱动程序，在不是特别理解仪器内部操纵经过的情况下，也可以进展虚拟仪器系统的设计工作。虚拟仪器驱动程序是连接上层应用程序与底层IO接口软件的纽带和桥梁。3应用软件开发环境应用软件开发环境的选择，可因开发人员的爱好不同而不同，但最终都必须提供应用户一个界面友好、功能强大的应用程序。在目前，虚拟仪器系统应用软件开发环境主要包括两种：基于传统的文本语言式的平台。主要是NI公司的LabWindowsCVI、Microsoft公司的VisualC、VisualBasic、Borland公司的Delphi等。基于图形化编程环

6、境的平台。如HP公司的HPVEE、NI公司的LabVIEW等。图形化软件开发平台的提出，可以大大减轻系统开发人员的负担，使其将主要精力集中投入到系统设计中，而不再是详细软件细节的推敲上。3虚拟仪器的关键技术虚拟仪器的开展领域非常广阔，开发虚拟仪器既要拥有计算机技术，又要拥有信息处理技术。总线技术是VI的一个关键问题，VI需要利用计算机的扩展槽、PCI插槽或者ISA插槽，所以开发VI的仪器硬件，首先要确定应采用哪一种总线标准，PCI总线是一种最新的计算机总线标准，它兼容性强，功能全，传输率高，工作时钟频率33MHz，构造与处理器独立，合适于将来的计算机。1997年9月，美国NI公司发布了一项PX

7、I总线标准，PXIPCIExtentionforInstrument是PCI在仪器领域的扩展。开发VI可以考虑采用PXI标准，由于数据处理工作量大，VI的仪器硬件局部要尽量做得功能强大，否那么，采用软件会影响仪器处理速度。目前，虚拟仪器已具备时域分析和频率域分析的功能，速度都非常快。图形化的编程环境是VI技术的又一关键因素。1986年，NI公司推出了LabVIEW软件包，它简单直观、效率高、速度快、具有优化的图形编译机制，独特快捷的查错、调试方法，极大地进步了运行速度，采用LabVIEW可以数倍地进步系统开发速度。近年来基于Windows95和WindowsNT的开发平台成为后起之秀，可以使用

8、VisualC、VisualBasic、BorlandC等功能强大的编程软件编写专用应用软件。4虚拟仪器的整体设计在科学研究与工程实验室里，有各种各样的仪器与设备。怎样进步它们的综合使用效率？怎样对它们进展更有效的治理？是仪器用户值得考虑的问题。目前，最有效的方法是采用“虚拟仪器技术。即充分利用计算机强大的治理与处理才能，以此为根底，将实验室相关设备搭配起来，构成一种全新的实验环境。实验室中的仪器与设备一般都是具有特定功能的单台设备。假如它们具有某种总线接口，就有可能进展虚拟仪器的构造。步骤如下：1确定所用仪器或者设备的接口形式。假如仪器设备具有RS232串行总线接口，那么不用进展处理，直接用

9、连线将仪器设备与计算机的RS232串行接口连接即可；假如是GPIB或者HPIB接口，那么需要额外装备一块GPIB488接口板，将接口板插入计算机的ISA插槽，建立起计算机与仪器设备之间的通讯渠道；假如使用计算机来控制VXI总线设备，也需要装备一块GPIB接口卡，通过GPIB总线与VXI主机箱零槽模块通讯，零槽模块的GPIBVXI翻译器将GPIB的命令翻译成VXI命令并把各模块返回的数据以一定的格式传回主控计算机。由于计算机的RS232串行接口有限，假设仪器设备比拟多，必要时必须扩展计算机的RS232接口。市场上此类产品品种繁多，用户可以根据详细情况，选择适宜的RS232总线接口扩展产品。2确定

10、所选择的接口卡是否具有设备驱动程序。接口卡的设备驱动程序是控制各种硬件接口的驱动程序，是连接主控计算机与仪器设备的纽带；假如有设备驱动程序，它合适于何种操纵系统？假如没有，或所带的设备驱动程序不符合用户所用的操纵系统，用户就有必要针对所用接口卡，编写设备驱动程序。3确定应用治理程序的编程语言。假如用户有专业的图形化编程软件，如LabVIEW、HPVEE，那么就可以采用专业的图形化编程软件进展编程。假如没有此类软件，那么可以采用通用编程语言，如VisualC、VisualBasic或Delphi。由于它们易于使用、功能强大而倍受测控人员的青睐。4在硬件连接无误的情况下，编写用户的应用治理程序。5

11、完毕语虚拟仪器技术使当代测控系统更灵敏、更紧凑、更经济、功能更强。而图形编程方式使系统软件开发更省时、更省力、更轻易。无论是测量、测试、计量，或者是工业经过控制和分析处理，还是其它更为广泛的测控领域，虚拟仪器都是理想的高效率的解决方案。随着计算机技术的不断开展，虚拟仪器技术也会在各领域中发挥其重要作用，并表现出强大的生命力，它必然会对科技开展和工业消费产生不可估量的影响。参考文献1李刚，林凌LabVIEW易学易用的计算机图形化编程语言M北京航空航天大学出版社2袁翔，等基于总线式的虚拟仪器系统J机电工程，199843刘君华，贾惠芹，等虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW教程M西安电子科技大学出版社4施珍珠，张玮，等虚拟仪器技术J国外电子测量技术，200215李晓维虚拟仪器技术分析J电子测量与仪器学报，199636秦树人，张思复，汤宝平，等集成测试技术与虚拟式仪器J中国机械工程，199917杨乐平，李海涛，肖相生，等LabVIEW程序设计与应用M电子工业出版社