选择虚拟仪器技术的理由/为什么选择虚拟仪器技术?
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分,才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少,以及出色的集成这四大优势。
虚拟仪器技术的三大组成部分: 1.高效的软件
软件是虚拟仪器技术中最重要的部份。使用正确的软件工具并通过设计或调用特定的程序模块,工程师和科学家们可以高效地创建自己的应用以及友好的人机交互界面。NI公司提供的行业标准图形化编程软件——LabVIEW,不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接,更能提供强大的后续数据处理能力,设置数据处理、转换、存储的方式,并将结果显示给用户。此外,NI 提供了更多交互式的测量工具和更高层的系统管理软件工具,例如连接设计与测试的交互式软件SignalExpress、用于传统C语言的LabWindows/CVI、针对微软Visual Studio的Measurement Studio等等,均可满足客户对高性能应用的需求。
有了功能强大的软件,您就可以在仪器中创建智能性和决策功能,从而发挥虚拟仪器技术在测试应用中的强大优势。
2.模块化的I/O硬件
面对如今日益复杂的测试测量应用,NI提供了全方位的软硬件的解决方案。无论您是使用PCI, PXI, PCMCIA, USB或者是1394总线,NI都能提供相应的模块化的硬件产品,产品种类从数据采集、信号条理、声音和振动测量、视觉、运动、仪器控制、分布式I/O到CAN接口等工业通讯,应有尽有。NI高性能的硬件产品结合灵活的开发软件,可以为负责测试和设计工作的工程师们创建完全自定义的测量系统,满足各种独特的应用要求。
目前,NI已经达到了每2个工作日推出一款硬件产品的速度,大大拓宽了用户的选择面:例如NI新近推出的新一代数据采集设备——先期推出的20款M系列DAQ卡,就为数据采集领域设定了全新的标准。
3.用于集成的软硬件平台
NI首先提出的专为测试任务设计的PXI硬件平台,已经成为当今测试、测量和自动化应用的标准平台,它的开放式构架、灵活性和PC技术的成本优势为测量和自动化行业带来了一场翻天覆地的改革。由NI发起的PXI系统联盟现已吸引了68家厂商,联盟属下的产品数量也已激增至近千种。
PXI作为一种专为工业数据采集与自动化应用度身定制的模块化仪器平台,内建有高端的定时和触发总线,再配以各类模块化的I/O硬件和相应的测试测量开发软件 ,您就可以建立完全自定义的测试测量解决方案。无论是面对简单的数据采集应用,还是高端的混合信号同步采集,借助PXI高性能的硬件平台,您都能应付自如。这就是虚拟仪器技术带给您的无可比拟的优势。
虚拟仪器的分类 : 虚拟仪器的发展随着微机的发展和采用总线方式的不同,可分为五种类型:
第一类: PC 总线——插卡型虚拟仪器 这种方式借助于插入计算机内的数据采集卡与专用的软件如 LabVIEW 相结合(注:美国 NI 公司的 Labview 是图形化编程工具,它可以通过各种控件自已组建各种仪器。Labview/cvi 是基于文本编程的程序员提供高效的编程工具,通过三种编程语言 Visual C++, Visual Basic,Labviews/cvi 构成测试系统,它充分利用计算机的总线、机箱、电源及软件的便利。但是受 PC 机机箱和总线限制,且有电源功率不足,机箱内部的噪声电平较高,插槽数目也不多,插槽尺寸比较小,机箱内无屏蔽等缺点。另外, ISA 总线的虚拟仪器已经淘汰, PCI 总线的虚拟仪器价格比较昂贵。
第二类:并行口式虚拟仪器 最新发展的一系列可连接到计算机并行口的测试装置,它们把仪器硬件集成在一个采集盒内。仪器软件装在计算机上,通常可以完成各种测量测试仪器的功能,可以组成数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数据记录仪、数据采集器。美国 LINK 公司的 DSO-2XXX 系列虚拟仪器 , 它们的最大好处是可以与笔记本计算机相连,方便野外作业,又可与台式 PC 机相连,实现台式和便携式两用,非常方便。由于其价格低廉、用途广泛,特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
第三类: GBIB 总线方式的虚拟仪器 GPIB 技术是 IEEE488 标准的虚拟仪器早期的发展阶段。它的出现使电子测量独立的单台手工操作向大规模自动测试系统发展,典型的 GPIB 系统由一台 PC 机、一块 GPIB 接口卡和若干台 BPIB 形式的仪器通过 GPIB 电缆连接而成。在标准情况下,一块 GPIB 接口可带多达 14 台仪器,电缆长度可达 40 米。 GPIB 技术可用计算机实现对仪器的操作和控制,替代传统的人工操作方式,可以很多方便地把多台仪器组合起来,形成自动测量系统。 GPIB 测量系统的结构和命令简单,主要应用于台式仪器,适合于精确度要求高的,但不要求对计算机高速传输状况时应用。
第四类: VXI 总线方式虚拟仪器 VXI 总线是一种高速计算机总线 VME 总线在 VI 领域的扩展,它具有稳定的电源,强有力的冷却能力和严格的 RFI/EMI 屏蔽。由于它的标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持的优点,很快得到广泛的应用。经过十多年的发展, VXI 系统的组建和使用越来越方便,尤其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合。有其他仪器无法比拟的优势。然而,组建 VXI 总线要求有机箱、零槽管理器及嵌入式控制器,造价比较高。
第五类: PXI 总线方式虚拟仪器 PXI 总线方式是 PCI 总线内核技术增加了成熟的技术规范和要求形成的,增加了多板同步触发总线的技术规范和要求形成的,增加了多板发总线,以使用于相邻模块的高速通讯的局总线。 PXI 的高度可扩展性。 PXI 具有 8 个扩展槽,而台式 PCI 系统只有 3~4 个扩展槽,通过使用 PCI — PCI 桥接器,可扩展到 256 个扩展槽,台式 PC 的性能价格比和 PCI 总线面向仪器领域的扩展优势结合起来,将形成未来的虚拟仪器平台。
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