基于LabVIEW的虚拟实验室的研究(1)16240.docx

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1、毕业设计计基于LaabVIIEW的的虚拟实实验室的的研究姓 名： 学 号： 班 级： 专 业： 所在系： 指导老师： 基于LaabVIIEW的的电力电电子技术术虚拟实实验室的的设计与与实现摘要要实验在普普通高等等教育中中占有非非常重要要的地位位，是对对学生进进行素质质教育的的一个重重要环节节。随着着计算机机技术、网网络技术术、多媒媒体技术术、以及及虚拟仪仪器技术术的发展展，虚拟拟实验室室应运而而生。访访问者只只需拥有有一台可可连接到到Intternnet的的电脑就就可以不不受时间间地域的的限制完完成实验验，同时时虚拟实实验可减减少实验验设备的的开销，节节省人力力物力。虚虚拟实验验作为传传统实验

2、验的一个个必要的的有益补补充，既既能节约约大量的的教育经经费，也也使实验验在时间间和空间间上得到到有效的的延伸。它它在教育育、科研研等领域域中具有有广阔的的应用前前景，是是实验教教学的一一个新的的发展方方向，是是当前研研究的热热点课题题之一。因因此，虚虚拟实验验室的构构建具有有重要的的现实意意义。 论文分别别从基础础理论、技技术方法法和应用用开发三三个层面面对虚拟拟实验室室的构建建做了比较较全面的的研究，着着重研究究了虚拟拟实验室室的理论论架构、建建模方法法以及关关键技术，并并在此基基础上构构建了“电力电电子虚拟拟实验室室”。 本文着着重于适适应教学学需求这这一角度度，利用用LabbVIEEW

3、和MATTLABB软件从从基础理理论、技技术方法法和应用用开发三三个层面面对虚拟拟实验室室的构建建做了比比较全面面的研究究，着重重研究了了虚拟实实验室的的理论架架构、建建模方法法以及关关键技术术，并在在此基础础上构建建了“电力电电子虚拟拟实验室室”。并以以三相桥桥式可控控整流电电路实验验为例，通通过实验验增加了了学生做做实验的的兴趣，同同时也提提高了教教学质量量。关键词: 虚拟拟实验室室；LaabVIIEW；电力电电子Poweer eelecctroonicc teechnnoloogy bassed on LabbVIEEW ddesiign andd immpleemenntattionn

4、 off Viirtuual LabboraatorryAbsttracctExpeerimmentt teeachhingg haas bbeenn pllayiing an inccreaasinnglyy immporrtannt rrolee inn hiigheeduccatiion. Itts a kkey meaasurre tto iimprrovee thhe sstuddentts abiilitty. Virrtuaal LLaboorattoryyapppearrs wwithh thhe ddeveeloppmennt oof ccompputeer ttechhni

5、qque, Neetwoork tecchnoologgy, mulltimmediia ttechhnollogyy annd VVirttuall Innstrrumeent tecchniiquee. VVisiitorrs nneedd onnly havve aa coonneectiion to thee Innterrnett coompuuterr caan nnot subbjecct tto ggeoggrapphiccal limmitaatioons of timme tto ffiniish thee exxperrimeent, att thhe ssamee ti

6、ime, thhe vvirttuall exxperrimeent expperiimenntall eqquippmennt ccan redducee coostss, ssavee maanpoowerr annd mmateeriaal rresoourcces. Ass ann esssenntiaal aand bennefiiciaal ssuppplemmentt too thhe ttradditiionaal eexpeerimmentt, vvirttuall exxperrimeentss noot oonlyy saave a llot of eduucattion

7、n fuundss, bbut alsso eexteend theeexpperiimennts in timme aand spaace efffecttiveely. Itt haas tthe vasst aapplliedd fooreggrouund in theeeduucattionn annd rreseearcch rreallm. Virrtuaal LLaboorattoryy iss a neww deevellopmmentt diirecctioonoff thhe eexpeerimmentt teeachhingg ass weell as an acttiv

8、ee reeseaarchh toopicc reecenntlyy. TTherrefoore, thhe ddeveeloppmennt oof tthe virrtuaal llaboorattoryy off neetwoork is verry nneceessaary.Thiss thhesiis ddisccussses on thee coonsttrucctioon oof vvirttuall laaborratoory froom ttheooretticaalreeseaarchh, ttechhnollogiicall rooutee annd aappllicaat

9、ioon ddeveeloppmennt. It hass, eemphhatiicallly,disscusssedd reelevvantt thheorriess, mmodeelinng mmethhodss annd kkey tecchnoologgiess off viirtuualllaboorattoryy, AAccoordiing to theeoryy frrameeworrk, moddeliing metthodds aand tecchnoologgicaalscchemme mmenttionned aboove, ann inntellliggentt tth

10、e Virrtuaal LLaboorattoryy foor PPoweer EElecctriicExxperrimeent，iss coonsttrucctedd. Thiis ppapeer ffocuusess onn thhe tteacchinng ddemaand of thiis ppoinnt oof vvieww, tthe usee off LaabVIIEW andd MAATLAAB ssofttwarre ffromm thhe bbasiic ttheoory, teechnnoloogy andd apppliicattionn deevellopmmentt

11、 thhreee asspeccts of thee coonsttrucctioon oof aa viirtuual labboraatorry tto ddo aa moore commpreehennsivve sstuddy, foccusees oon tthe stuudy of Virrtuaal LLaboorattoryy off thhe ttheooretticaal fframmewoork, moodellingg meethoods andd keey ttechhnollogiies, annd oon tthe bassis of connstrructtin

12、gg thhe powwer eleectrroniic vvirttuall laaborratoory. AAnd to thee thhreee-phhasee brridgge cconttrollledd reectiifieer ccirccuitt exxperrimeent as an exaamplle, thrrouggh tthe expperiimenntall inncreeasee sttudeentss innterrestt, aand alsso iimprrovee thhe qquallityy off teeachhingg.Key worrds: Vi

13、irtuual Labboraatorry；LabbVIEEW；Powwer Eleectrric目录录第一章绪论111.1虚拟实实验和虚虚拟实验验室11.2国内外外虚拟实实验室的的发展与与现状11.2.1国外外虚拟实实验室的的发展与与现状11.2.2国内内虚拟实实验室的的发展与与现状11.2.3国内内外研究究现状存存在的问问题21.3电力电电子虚拟拟实验室室开发与与研究的的背景和和意义21.4本文主主要研究究内容3第二章虚拟实实验室的的开发环环境介绍绍52.1概述552.2虚拟仪仪器技术术52.2.1虚拟拟仪器的的定义52.2.2虚拟拟仪器的的硬件平平台62.2.3虚拟拟仪器的的应用软软件7

14、2.3虚拟仪仪器的功功能及特特点72.3.1虚拟拟仪器的的功能72.3.2虚拟拟仪器的的特点82.4开发平平台介绍绍92.4.1LaabVIIEW简简介992.4.2LaabVIIEW应应用程序序的构成成1102.4.3LaabVIIEW的的操作模模板1112.4.4LaabVIIEW的的主要特特性113第三章虚拟实实验室的的系统结结构153.1硬件结结构153.1.1网络络虚拟实实验室结结构1153.1.2本地地实验室室系统1153.2软件结结构163.2.1混合合编程1163.2.2三层层结构2203.3网络结结构及网网页发布布213.3.1网络络结构采采用B/S结构构213.3.2网页页

15、发布2223.4系系统管理理与操作作流程23第四章电力电电子虚拟拟实验室室系统的的设计与与实现2254.1虚拟实实验室的的实现方方法254.2虚拟实实验室各各模块实实现254.2.1用户户界面模模块的实实现2264.2.2仿真真计算模模块的实实现2284.2.3通信信管理模模块的实实现2294.2.4规则则审查模模块的实实现2294.2.5数据据库管理理模块2294.3电力电电子虚拟拟实验室室的网络络发布304.4虚虚拟实验验室应用用实例3304.4.1三相相桥式可可控整流流电路的的实验原原理3114.4.2实验验过程331第五章总结355参考文献献336致谢谢337第一章绪论1.1 虚拟实实

16、验和虚虚拟实验验室 虚拟实实验(VVirttuall Exxperrimeent)，就是是在虚拟拟环境中中进行的的实验。虚虚拟实验验是相对对真实实实验(RReall Exxperrimeent)来讲的的，后者者在实验验中所采采用的实实验设备备、实验验对象、实实验环境境都是以以实物形形态出现现的，而而在虚拟拟实验中中，这些些实验设设备和实实验对象象不是以以实物形形态存在在的，而而是以虚虚拟形态态存在。虚虚拟实验验的实验验过程主主要是对对虚拟物物的操作作，可以以由实验验者部分分或完全全控制，实实验的结结果可以以被存储储、处理理、再现现，因此此，虚拟拟实验可可以不断断重复进进行。通通过虚拟拟实验，可

17、可以使实实验者在在进行真真实实验验之前对对整个实实验进行行熟悉，从从而提高高实验效效率和减减少不必必要的实实验设备备损失。虚拟实验验存在于于虚拟实实验室中中，实验验环境、实实验对象象和实验验设备是是由虚拟拟实验室室提供的的。虚拟拟实验室室(Viirtuual Labboraatorry)是是以计算算机软硬硬件技术术为支撑撑，使用用软件开开发工具具实现的的一种虚虚拟实验验环境，通通过开发发一系列列虚拟实实验组件件来模拟拟和再现现真实实实验环境境、实验验设备和和实验过过程，使使实验者者脱离实实际实验验条件的的束缚，互互动的感感受实验验信息，在在更加方方便和快快捷的条条件下，通通过一个个具有丰丰富的

18、界界面信息息、友好好的互动动能力和和强大的的数据处处理能力力的实验验环境进进行实验验。1.2 国内外外虚拟实实验室的的发展与与现状1.2.1国外外现状：美国卡耐耐基梅梅隆大学学的虚拟拟实验，将将计算机机控制的的示波器器、函数数发生器器等设备备连接到到网络，实实现了学学生远程程的控制制与操作作。麻省理工工学院同同微软公公司合作作推出II-Laab项目目，项目目的内容容是建设设多学科科的虚拟拟实验室室，项目目的目的的是研究究基于虚虚拟实验验室的科科学与工工程学科科的新型型教育框框架。新加坡国国立大学学允许用用户通过过Intternnet进进行远程程实验，使使得用户户可以按按照自己己的安排排在任何何

19、时间和和任何地地方进行行实验，而而需要很很少的空空间和人人力来维维护，也也可以实实现昂贵贵的实验验设备的的共享。1.2.2国内内现状：北京大学学计算机机系设计计的基于于wwww的网上上虚拟实实验室33WNVVLABB就是一一种支持持大计算算量和交交互式的的网上虚虚拟实验验室的通通用基本本框架。中国科学学技术大大学的大大学物理理虚拟实实验室把把虚拟实实验用在在教学演演示与物物理实验验方面，是是全国第第一套真真正意义义上的虚虚拟实验验教学软软件。南京大学学建立的的分析化化学大型型仪器虚虚拟实验验室，可可以在虚虚拟实验验室中对对实验仪仪器虚拟拟操作。1.2.3国内内外研究究现状存存在的问问题1.单一

20、一性单一性是是指实验验的主体体，即实实验者，只只能单独独完成所所定制的的或半定定制的实实验。2.依赖赖性部分虚拟拟实验平平台虽然然实现了了软硬结结合功能能，能接接受硬件件电路数数据信息息，但对对数据的的结论性性分析只只能依赖赖第二方方仿真软软件，即即暴露出出仿真精精度不高高和可靠靠性差的的问题，并并给实验验系统的的完整性性大打折折扣。3.局限限性目前的虚虚拟实验验室仍只只能进行行某个专专业的，某某个方面面的实验验，实验验者也只只能对实实验内容容进行有有限的选选择，尚尚没用统统一的，规规范化的的和标准准化的实实验开发发平台以以应对各各种各样样的用户户要求。1.3 电力电电子虚拟拟实验室室开发与与

21、研究的的背景和和意义根据对一一些学校校的调研研，高校校虚拟实实验室的的建设有有如下的的特点和和问题1：1.虚拟拟实验室室的发展展依赖于于传统实实验教学学模式的的局限，未未能充分分发挥作作用由于于传统观观念的束束缚，可可能很多多老师还还是处于于观望阶阶段，已已经习惯惯了看得得见、摸摸得着的的实实在在在的仪仪器，对对虚拟实实验室持持怀疑、观观望等消消极的思思想。那那么就必必须要宣宣传虚拟拟实验室室，让老老师们都都熟悉它它，更新新对信息息化实验验手段和和实验教教学模式式的认识识，以实实现信息息化虚拟拟实验与与“传统”实验的的整合。2.虚拟拟实验室室在一些些特定学学科的应应用相对对集中这这一特点点主要

22、是是由这些些学科的的性质决决定的。这这些学科科的许多多内容和和科研课课题都是是以实验验为基础础的，而而其中的的许多实实验都经经常受到到实验设设备、实实验场地地和实验验经费等等条件的的限制，有有些实验验的危险险性也较较大，因因此这些些学科理理所当然然地率先先选择了了虚拟实实验室。3.软件件开发应应成为虚虚拟实验验室建设设和开发发的重点点，应予予以高度度重视“在实验验室的建建设中，对对有形资资产的投投入容易易达成共共识，而而对无形形资产的的投入则则显得不不足，对对软件开开发的力力度不够够”。在调调查中发发现许多多虚拟实实验室的的软件、平平台都是是采用国国外的产产品，或或者在国国外的同同类产品品基础

23、上上二次加加工而成成，如在在国内高高校比较较普及的的电工电电子类虚虚拟实验验室许多多都属于于这种情情况。与与传统的的实验室室建设有有所不同同，虚拟拟实验室室的建设设对实验验室软件件的要求求非常高高，如果果不注意意在软件件开发方方面的投投入，而而仅仅靠靠购买国国外的软软件，不不但要为为同后的的软件升升级投入入更多的的资金，而而且自身身的实验验室水平平和科研研水平的的提高也也会受到到限制。传统仪器器下的高高校实验验教学，己己严重滞滞后于信信息时代代和工程程实际的的需要。滞滞后的实实验设备备无法满满足现代代测试技技术所需需要的速速度快、实实时性好好、具有有良好人人机界面面的要求求，难以以实现功功能扩

24、展展和资源源共享。 虚拟仪器器是在计计算机为为核心的的硬件平平台上，通通过软件件将计算算机硬件件资源与与仪器硬硬件有机机地融为为一体，利利用计算算机强大大的软件件功能实实现信号号数据的的运算、分分析、处处理，形形成既有有传统仪仪器的基基本功能能，又有有特殊功功能的新新型仪器器。运用用虚拟仪仪器代替替传统仪仪器，不不但能满满足电子子信息类类实验教教学的需需要，大大大提高高设备利利用率，实实现资源源共享，降降低实验验室建设设成本，用用户还可可以根据据自己需需要定义义仪器的的新功能能。 电力电子子技术是是一门新新兴的高高新技术术学科，是是利用电电力电子子器件进进行电能能转换的的技术。近近年来发发展十

25、分分迅速。电电力电子子实验环环节在教教学中占占有非常常重要的的地位，是是提高学学生动手手能力、培培养创造造能力和和综合素素质的一一个有效效的手段段，很多多学科都都是以实实验课程程为基础础的，缺缺少了实实验的支支持，工工科学科科的教学学和科研研活动就就无法进进行。学学生只有有通过足足够的验验证型实实验和一一定数量量的综合合设计型型实验才才能加深深理解和和掌握所所学的理理论知识识和应用用技术，也也只有通通过实验验，才能能将理论论与实践践很好地地结合起起来22 3。总结本课课题的研研究有以以下三点点重要意意义：1.实验验是教学学环境中中一个必必不可少少的过程程，尤其其是对于于电力电电子类等等实践性性

26、很强的的专业，实实验教学学环节更更是至关关重要。2.虚拟拟实验代代表了以以传统硬硬件为主主的仪器器系统向向以软件件为主的的系统的的根本性性转移。3.虚拟拟实验能能仿真整整个测试试系统并并能实现现数据的的拾取、存存储、处处理、分分析一条条龙操作作。1.4 本文主主要研究究内容论文分别别从理论论研究、技技术方法法和应用用开发三三个层面面对虚拟拟实验室室的构建建做了全全面论述述。着重重讨论了了虚拟实实验室的的理论架架构、建建模方法法以及关关键技术术，提出出了一种种面向对对象的模模块化虚虚拟实验验室解决决方案，并并以“电力电电子网上上虚拟实实验室”为例详详细介绍绍了其实实现过程程。本课题的的研究工工作

27、主要要包括以以下几个个方面：1.从理理论层面面讨论了了虚拟实实验室的的基本概概念及其其分类，对对仿真虚虚拟实验验室的本本质、架架构及架架构过程程进行了了分析。2.从技技术和方方法层面面，讨论论了虚拟拟实验室室开发过过程中的的常见仿仿真建模模方法和和实现技技术。并并对本虚虚拟实验验室进行行了功能能定位，对对其构建建的基本本原则和和实现的的用户操操作流程程进行了了详细的的描述。在在对应用用系统常常用的两两种网络络结构进进行对比比的基础础上，提提出了本本虚拟实实验室的的网络构构建体系系结构，并并对虚拟拟实验室室的软件件结构进进行了设设计。3.按照照本文提提出的理理论架构构、建模模方法和和技术方方案，

28、构构建了一一个仿真真型“电力电电子网上上虚拟实实验室”。虚拟拟实验室室集实验验教学、实实验操作作与实验验报告于于一体，实实现了从从辅助教教学、自自主实验验到实验验报告的的网上提提交与批批阅的全全程操作作与管理理。本课题拟拟依托LLabVVIEWW,Maatlaab等软软件平台台，构建建一个仿仿真型电电力电子子虚拟实实验系统统。该虚虚拟实验验室系统统集实验验教学、实实验操作作与实验验报告于于一体，实实现从辅辅助教学学、自主主实验到到实验报报告的网网上提交交与批阅阅的全程程操作与与管理。第二章虚拟实实验室的的开发环环境介绍绍2.1 概述由于微电电子技术术、计算算机技术术、软件件技术、网网络技术术的

29、高度度发展及及其电子子测量技技术与仪仪器上的的应用，新新的测试试理论、新新的测试试方法、新新的测试试领域以以及新的的仪器结结构不断断出现，在在许多方方面已经经突破的的传统仪仪器的概概念，电电子测量量仪器的的功能和和作用己己经发生生了质的的变化。在在这种背背景下，美美国国家家仪器公公司(NNatiionaal IInsttrummentts)在在20世纪纪80年代代最早提提出虚拟拟仪器(Virrtuaal nnstrrumeent)的概念念同时推推出了用用于虚拟拟仪器开开发的工工程软件件包LaabVIIEW。NI公司司宣称“Thee Sooftwwaree iss thhe IInsttrumm

30、entt，即即“软件就就是仪器器”。虚拟拟仪器利利用现有有的计算算机，加加上特殊殊设计的的仪器硬硬件和专专用软件件，形成成既有普普通仪器器的基本本功能，又又有一般般仪器所所没有的的特殊功功能的高高档低价价的新型型仪器。虚虚拟仪器器的出现现是仪器器发展史史上的一一场革命命，代表表着仪器器发展的的最新方方向和潮潮流，对对科学技技术的发发展和工工业生产产的进步步将产生生不可估估量的影影响，同同时对改改善高校校实验教教学仪器器设备，提提高教学学质量也也是一个个福音。LabVVIEWW是Labboraatorry VVirttuall Innstrrumeent Engg:eerringg Woorkb

31、bencch的缩缩写，即即实验室室虚拟仪仪器工程程平台，是是美国NNI公司司(Naatioonall Innstrrumeent Commpanny)推推出的一一种基于于G语言(GGrapphiccs LLangguagge，图图形化编编程语言言)的虚拟拟仪器软软件开发发工具。最最初它是是基于苹苹果公司司的Maacinntossh微机机的。后后来NII公司不不断推出出基于各各种操作作系统的的LabbVIEEW版本本。20003年年NI公司司推出了了LabbVIEEW7 Exppresss。正正是由于于LabbVIEEW的出出现开创创T的仪器器研究新新方法虚拟仪仪器2.2 虚拟仪仪器技术术2.2

32、.1虚拟拟仪器的的定义所谓虚拟拟仪器，就就是以计计算机为为核心的的硬件平平台上，其其功能由由用户设设计和定定义，具具有虚拟拟面板，其其测试功功能由测测试软件件实现的的一种计计算机仪仪器系统统。虚拟仪器器的“虚拟”两字主主要包含含以下两两方面的的含义：（1）虚虚拟仪器器的面板板是虚拟拟的。虚虚拟仪器器面板上上的各种种“图标”与传统统仪器面面板上的的各种“器件”所完成成的功能能是相同同的。由由各种开开关、按按钮、显显示器等等图标实实现仪器器电源的的“通”、“断”，被测测信号的的“输入通通道”、“放大倍倍数”等参数数的设置置，及测测量结果果的“数值显显示”、“波形显显示”等。传统仪器器面板上上的器件

33、件都是“实物”，而且且是由“手动”和“触摸”进行操操作的；虚拟仪仪器前面面板是外外形与实实物相像像的“图标”，每个个图标的的“通”、“断”、“放大”等动作作都可以以通过操操作计算算机鼠标标或键盘盘来完成成。因此此，设计计虚拟仪仪器前面面板就是是在前面面板设计计窗口中中摆放所所需的图图标，然然后对图图标的属属性进行行设置。（2）虚虚拟仪器器测量功功能是通通过对图图形化软软件流程程图的编编程来实实现的。虚虚拟仪器器是在以以PC为为核心组组成的硬硬件平台台支持下下，通过过软件编编程来实实现仪器器的测量量功能的的。因为为可以通通过不同同测试功功能软件件模块的的组合来来实现多多种测试试功能，所所以在硬硬

34、件平台台确定后后，就有有“软件就就是仪器器”的说法法。这也也体现了了测试技技术与计计算机深深层次的的结合。图2.11反映了了常见的的虚拟仪仪器组建建方案，虚虚拟仪器器一般由由通用仪仪器硬件件平台和和应用软软件两大大部分组组成。图2.11 常见见的虚拟拟仪器组组建方案案Fig .2.1 Commmon virrtuaal iinsttrummentt coonsttrucctioon sscheeme2.2.2虚拟拟仪器的的硬件平平台构成虚拟拟仪器的的硬件平平台有两两大部分分:1.计算算机一般为一一台PCC机或者者工作站站，它是是硬件平平台的核核心。虚虚拟仪器器使用的的个人计计算机中中，微处处理

35、器和和总线成成为最重重要的因因素。其其中，微微处理器器的发展展是最迅迅速的，它它使虚拟拟仪器的的能力得得到极大大地提高高。800年代末末制造的的虚拟频频率分析析仪完成成一个11, 0024点点的快速速傅立叶叶变换需需要1秒种的的时间;今天的的系统可可以在11毫秒内内完成同同样的运运算，速速度提高高了一千千倍。这这意味着着，如果果以前人人们是用用虚拟仪仪器来做做快速傅傅立叶变变换观察察信号，那那么今天天可以利利用它进进行高速速的实时时运算，并并将之应应用于过过程控制制和其它它控制系系统中。总线技术术的发展展也为提提高虚拟拟仪器的的处理能能力提供供了必要要的支持持。PCCI总线线性能比比ISAA总

36、线提提高了近近十倍，使使得微处处理器能能够更快快地访问问数据。使使用ISSA总线线时，插插在电脑脑中的数数据采集集板的采采集速度度最高为为2MBBps;使用PCC工总线线时，最最高采集集速度可可提高到到1322MBpps。由由于总线线速度的的大大提提高，现现在可以以同时使使用数块块数据采采集板，甚甚至图像像数据采采集也可可以和数数据采集集结合在在一起。2.I/O接口口设备主要完成成被测信信号的采采集、放放大、模模/数转换换。可根根据不同同情况采采用不同同的I/0接口口硬件设设备，如如数据采采集卡(DAQQ) , GPPIB总总线仪器器、VXXI总线线仪器模模块、串串口仪器器等，虚虚拟仪器器构成

37、方方式有五五种类型型，如图图2.22所示。无无论哪种种VI系统统，都是是通过应应用软件件将仪器器硬件与与通用计计算和相相结合。图2.22 虚拟拟仪器的的基本构构成Fig .2.2 Basiic sstruuctuure of virrtuaal iinsttrummentt2.2.3虚拟拟仪器的的应用软软件软件包括括应用软软件和II/0驱驱动软件件:1.应用用程序。包含两个个方面的的程序:1.实现现虚拟面面板功能能的前面面板软件件程序。2.定义义侧试功功能的流流程图软软件程序序。2.I/0接口口仪器驱驱动程序序。这类程序序用来完完成特定定外部硬硬件设备备的扩展展、驱动动和通信信。大部分虚虚拟仪

38、器器开发环环境均提提供一定定程度的的I/00设备支支持。许许多I/0驱动动程序己己经集成成在开发发环境中中。以LLabVVIEWW为例，它它能够支支持串行行接口、GPIB及VXII等标准准总线和和多种数数据采集集板，LLabVVIEWW还可以以驱动许许多仪器器公司的的仪器，如如Hewwlettt-PPackkardd, Phiilipps, Teektrroniix, B&KK, FFlukke等。同同时，LLabVVIEWW可调用用Winndowws动态态连接库库和用户户自定义义的动态态连接库库中的函函数以解解决对某某些非NNI公司司支持的的标准硬硬件在使使用过程程中的驱驱动问题题。2.3

39、虚拟仪仪器的功功能及特特点2.3.1虚拟拟仪器的的功能虚拟仪器器利用个个人计算算机强大大的图形形环境和和在线帮帮助功能能，建立立虚拟仪仪器面板板，完成成对仪器器的控制制，数据据分析与与显示，代代替传统统仪器，改改变传统统仪器的的使用方方式，提提高仪器器的功能能和使用用效率，大大幅度降降低仪器器价格，使使用户可可以根据据自己的的需要定定义仪器器的功能能，同时时利用计计算机显显示器的的显示功功能来模模拟传统统仪器的的控制面面板，以以多种形形式表达达输出检检测结果果；利用用计算机机强大的的软件功功能实现现信号数数据的运运算、分分析和处处理；利利用I/O接口口设备完完成信号号的采集集、测量量和调理理，

40、从而而完成各各种测试试功能的的一种计计算机仪仪器系统统。使用用者利用用鼠标或或键盘操操作虚拟拟面板，就就如同使使用一台台专用测测量仪器器一样。因因此，虚虚拟仪器器的出现现，使测测量仪器器和计算算机的界界限模糊糊了。虚虚拟仪器器广泛应应用于电电子测量量、电力力工程、物物矿勘探探、医疗疗、振动动分析、声声学分析析、故障障诊断及及教学科科研等诸诸多领域域。虚拟仪器器最常见见的应用用是取代代传统的的台式仪仪器。随随着插入入式数据据采集板板速率的的提高和和触发技技术的改改进，插插入式数数据采集集板技术术使台式式仪器获获得了新新生。利利用虚拟拟仪器开开发软件件编制出出的虚拟拟仪器程程序，用用户可以以调整数

41、数据采集集板的动动作，使使软件可可以显示示输出的的结果，同同时有的的虚拟仪仪器具备备许多分分析仪器器的功能能，可以以把插入入式数据据采集板板变成波波形图和和动态信信号分析析仪，使使用户可可以方便便地进行行许多分分析工作作。2.3.2虚拟拟仪器的的特点虚拟测试试仪器系系统的概概念是测测控系统统的抽象象。不管管是传统统的还是是虚拟的的仪器，它它们的功功能都是是相同的的：采集集数据，对对采集来来的数据据进行分分析处理理，然后后显示处处理结果果。它们们之间的的不同主主要体现现在灵活活性方面面。虚拟拟仪器由由用户自自己定义义，这意意味着用用户可以以自由组组合计算算机平台台的硬件件、软件件以及各各种完成成应用系系统所需需要的附附件，而而这种灵灵活性是是由供应应商定义义的，功功能固定定独立的的传统仪仪器是不不具备的的。概括地说说，虚拟拟仪器主主要有以以下特点点：1.软件件是虚拟拟仪器的的核心。虚拟仪器器的硬件件确立后后，它的的功能主主要是通通过软件件来实现现的，软软件在虚虚拟仪器器中具有有重要的的地位。美美国国家家仪器公公司（NNI）就就曾提出出一个著著名的口口号“软件件就是仪仪器”。2.虚拟拟仪器的的性价比比高。一方面，虚虚拟仪器器能同时时对多个个参数进进行实时时高效的的测量，同同时，由由于信号号的传送送和数据据处理几几乎都是是靠数字字信号或或软件