电子测量第1章 (2).ppt

（2）仪器驱动程序 连接上层应用程序与底层I/O接口仪器的纽带和桥梁。是完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序集合。 仪器厂商提供有相应仪器的驱动程序（原代码），为用户提供对仪器操作的较抽象的操作函数集。 （3）程控仪器标准命令SCPI SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments，可程控仪器标准命令）。 面向测试功能而非仪器。 （4）应用软件 建立在仪器驱动程序之上，直接面对用户操作。 提供直观、友好的操作界面、丰富的数据分析与处理（时域、频域、数字滤波等）功能，完成自动测试任务。 通常，包括测试管理软件和测试功能软件两部分。 2. 虚拟仪器软件开发平台 （1）虚拟仪器软件框架结构 （2）通用的可视化软件编程环境 Microsoft公司的Visual C++和Visual Basic、Inprise公司的Delphi和C++ Builder等。 （3）专用于虚拟仪器开发的软件编程环境 图形化编程（G语言）环境：Agilent VEE、NI LabVIEW； 文本编程环境：NI LabWindows/CVI。 其中，LabVIEW是目前最流行、应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件。 非常适于仪器、测量与控制领域的虚拟仪器软件开发。 NI公司还推出了用于数据采集、自动测试、工业控制与自动化等领域的多种设备驱动软件和应用软件，如： LabVIEW的实时应用版本LabVIEW RT； 工业自动化软件BridgeVIEW； 工业组态软件Lookout； 基于Excel的测量与自动化软件Measure； 即时可用的虚拟仪器平台VirtualBench； 生理数据采集与分析软件Biobench； 测试执行与管理软件TestStand； 还包括NI-488.2、NI-VISA、NI-VXI、NI-DAQ、NI-IMAQ、NI-CAN、NI-FBUS等设备驱动软件； 以及各种LabVIEW和LabWindows/CVI的增值软件工具包。 1.5 虚拟仪器系统设计及系统集成 1. 虚拟仪器系统的设计过程 主要包括测试需求分析、系统总体方案设计、系统硬件设计、系统软件设计、系统集成及系统调试等。 （1）测试需求分析 分析被测参数的形式（电量还是非电量、数字量还是模拟量）、范围（幅度、频率）和数量（通道数），激励信号的形式和范围要求； 性能指标（测量精度、速度）要求； 功能（用户接口界面、数据分析与处理、存储与显示、外部通信接口等）要求。 （2）系统总体方案设计 根据测试任务要求，确定测试方法； 系统组成结构设计。 （3）系统硬件设计 自制或购买； 硬件系统集成。 （4）系统软件设计 选择软件开发环境； 底层驱动设计； 上层应用软件设计（用户界面设计、测量数据分析与处理、算法设计、测量结果表达）。 （5）软硬件集成与调试 功能测试； 指标测试； 系统优化。 1.6 虚拟仪器技术应用 1. 应用广泛 从军事到民用； 特别是仪器、测量与控制、自动化等领域。 测试测量 工业自动化 声学测试 设备测试 工业自动化 食品加工 汽车测试 生物医学研究 控制工程 机器视觉 计量校准 电子与非电子测试 石油和天然气工程 制药生产 光纤校准 光学度量和测定 工业机器人 过程自动化 研发调试 半导体测试 SCADA 统计流程控制 通信测试 振动测试 晶片传送手臂 机械制造 * 江苏科技大学电信学院 江苏科技大学电信学院 江苏科技大学电信学院 江苏科技大学电信学院 江苏科技大学电信学院 第1章 虚拟仪器概述 本章概述 1.1 虚拟仪器的基本概念 1.2 虚拟仪器的形成和发展 1.3 虚拟仪器的系统结构 1.4 虚拟仪器的软件系统 1.5 虚拟仪器系统设计及系统集成 1.6 虚拟仪器技术应用 本章总结 1.1 虚拟仪器的基本概念 1. 虚拟仪器的定义 传统仪器：特定功能和仪器外观。 虚拟仪器（VI，Virtual Instrumentation）：是一种以计算机和测试模块的硬件为基础、以计算机软件为核心所构成的，并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板，以及由计算机所完成的仪器功能，都可由用户软件来定义的计算机仪器。 如：虚拟示波器 虚拟数字电压表 基于虚拟仪器的 温度检测与控制 2. 虚拟仪器的特点 从虚拟仪器的组成结构上来看： （1）虚拟仪器的硬件是通用的（包括通用计算机硬件平台和通用的测量功能硬件）； （2）良好的人机界面。虚拟仪器的面板（或称软面板）是虚拟的（通过“控件”虚拟出面板）； （3）功能强。虚拟仪器的功能是由用户软件定义的。 （4）虚拟仪器之“虚拟”含义： 虚拟仪器面板； 软件实现仪器功能。如：基于高速数据采集硬件，通过计算机软件编程可实现“虚