虛擬儀器與測(cè)量技術(shù)

1、虛擬儀器虛擬儀器與測(cè)量技術(shù)與測(cè)量技術(shù)北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)系電路基礎(chǔ)教學(xué)中心2006年6月10日第一講第一講虛擬儀器與測(cè)量技術(shù)概述虛擬儀器與測(cè)量技術(shù)概述虛擬儀器(VirtualInstruments)技術(shù)是檢測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，由美國(guó)國(guó)家儀器(NationalInstruments)公司于1986年提出是指在通用計(jì)算機(jī)上添加軟件和一些硬件模塊構(gòu)成一套根據(jù)個(gè)人需求來(lái)獲取數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)和輸出可視化數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。它利

2、用PC機(jī)的顯示功能模擬真實(shí)儀器的控制面板以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果利用PC軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的運(yùn)算、分析、處理，由IO接口設(shè)備(卡)完成信號(hào)的采集、測(cè)量與調(diào)理，從而完成各種測(cè)試功能，用戶(hù)操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)就像操作一臺(tái)真實(shí)的儀器。虛擬儀器系統(tǒng)的構(gòu)成是在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)支持下，通過(guò)專(zhuān)用軟件（如LabVIEW、VEE）來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的測(cè)試功能，而且可以通過(guò)不同測(cè)試功能的軟件模塊組合來(lái)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)試功能；接口卡是外界電信號(hào)與計(jì)算機(jī)之間的橋梁和紐帶，

3、具有數(shù)據(jù)采集、信號(hào)控制和輸出功能，它將從傳感器或相應(yīng)設(shè)備獲取的信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換，送給計(jì)算機(jī)，并接受計(jì)算機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)或控制信號(hào)，將模擬或數(shù)字信號(hào)傳遞給外設(shè)。在幾種主要虛擬儀器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)中，以美國(guó)國(guó)家儀器公司的LabVIEW影響最大，LabVIEW作為一個(gè)圖形化的開(kāi)發(fā)環(huán)境，帶有大量的內(nèi)置功能，能夠完成仿真、數(shù)據(jù)采集、儀器控制、測(cè)量分析和數(shù)據(jù)顯示等任務(wù)。虛擬儀器的系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：利用虛擬儀器可以構(gòu)成常規(guī)儀器不易完成的測(cè)試系統(tǒng)，如大量重復(fù)的

4、測(cè)量，長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集，特性曲線的測(cè)量等。在基礎(chǔ)電子線路實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量頻率響應(yīng)曲線是必需和常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如測(cè)量濾波器的通頻帶、放大器的頻率特性、萬(wàn)用表的頻率特性等，傳統(tǒng)的測(cè)試方法需要信號(hào)源、示波器和直流電源這些傳統(tǒng)設(shè)備，測(cè)試方法是逐點(diǎn)設(shè)置頻率，逐點(diǎn)測(cè)量輸入輸出電壓，并要進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，然后逐點(diǎn)繪圖，完成一次測(cè)試過(guò)程需要較長(zhǎng)的時(shí)間，并且精度不是很高，如果利用虛擬儀器技術(shù)，瞬間即可高精度地完成同樣的測(cè)試過(guò)程，大大提高了效率。我們使用的傳統(tǒng)儀