基于虛擬儀器的壓力監(jiān)測系統(tǒng)的設計

1、生產(chǎn)過程參數(shù)的智能監(jiān)測是實現(xiàn)自動化的重要標志，監(jiān)測到的數(shù)據(jù)需要進行實時采集、傳送、處理。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬儀器率先由美國于20世紀80年代末研制成功，它是計算機系統(tǒng)與儀器系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。其運用配套的虛擬儀器開發(fā)軟件，借助PC機超強的計算處理能力而被廣泛的運用于工廠的各種數(shù)據(jù)監(jiān)測與處理。本設計為多通道壓力監(jiān)測系統(tǒng)，用來監(jiān)測來自各處不同的壓力變化情況。實現(xiàn)4路壓力的實時監(jiān)測、波形顯示。具體為應用LabVIEW 圖形化編程軟件和LabJackU12數(shù)據(jù)采集卡設計4通道壓力監(jiān)測系統(tǒng)，采用壓力傳感器，對4路壓力數(shù)據(jù)進行采集、分析處理、存儲顯示，實現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的曲線和數(shù)字實時顯示

2、，并具有超限報警功能，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，利用EXCEL工具箱實現(xiàn)報表輸出。本系統(tǒng)包括三個基本硬件部分：壓力傳感器，數(shù)據(jù)采集卡，PC機。其中，壓力測量利用AK-4型數(shù)字壓力傳感器，傳感器輸出的4-20mA信號送入調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為1-5V電壓信號，再送入LabJack U12數(shù)據(jù)采集卡將模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并輸入到PC機中，然后利用PC機中的LABVIEW圖形化編程軟件將輸入的電壓信號處理輸出并且顯示，并對信號進行分析對超限信號起到報警功能。關鍵詞：壓力監(jiān)測 LABVIEW 數(shù)據(jù)采集ABSTRACTIntelligent monitoring of the production paramet

3、ers is an important symbol to automate.The monitoring of the data requires real-time acquisition, transmission, processing. With computer technology, communication technology, the rapid development of the first virtual instrument was developed in the late 80 by the United States in the late 20th cen

4、tury, the successful development of computer systems and equipment, it is the product of the combination system technology. Its application supporting the development of virtual instrument software, with PC-super-computing processing power has been widely used in a variety of plant data monitoring a

5、nd processing. The design for the multi-channel pressure monitoring system, used monitor the pressure from changes in various parts. Pressure to achieve 4-way real-time monitoring, waveform display. Specifically for the application of LabVIEW graphical programming software and LabJackU12 Data Acquis

6、ition Card Design 4-channel pressure monitoring system, using pressure sensors, pressure on the 4-way data collection, analysis and processing, storage, display, realization of the curve of pressure data and digital real-time display, and has The more limited alarm functions, and statistical analysi

7、s of data using EXCEL toolbox to achieve report output. The system consists of three basic hardware components: pressure sensors, data acquisition card, PC machine. Among them, pressure measurement using AK-4 type digital pressure sensor, the sensor output 4-20mA signal into the conditioning circuit

8、 is converted to 1-5V voltage signal, and then into the LabJack U12 data acquisition card will be analog to digital conversion, and enter the to a PC machine and then use the PC, the LABVIEW graphical programming software to input the output voltage signal processing and displays, and signal analysi

9、s of the overrun alarm signal to play. Key words:Pressure monitor Labview Data acquisition目 錄第一章 緒論5引言51.2 課題的提出與意義66第二章壓力監(jiān)測系統(tǒng)總體設計77第三章 壓力傳感器93.1 壓力傳感器定義93.2 壓力傳感器分類93.3 傳感器的使用原則93.4 傳感器的選用113.4.1 傳感器的選用113.4.2 AK-4型壓力傳感器特點123.4.3 AK-4型壓力傳感器性能技術(shù)指標12第四章 數(shù)據(jù)采集131313141515第五章 虛擬儀器的概述175.1 虛擬儀器的概念175.2 虛

10、擬儀器的組成185.3 虛擬儀器的特點及優(yōu)勢205.4 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較21第六章 軟件設計232324板界面246.2.2 Labjack信號采集256.2.3 信號采集的通道設置26功能的實現(xiàn)27總 結(jié)29謝 辭30參考文獻31第一章 緒論1.1 引言壓力是人們所熟知的名詞，在認知中的壓力定義有很多,施加在物體上的力則是普遍認為。在醫(yī)學應用中壓力則定義為不是一種想象出來的疾病而是身體“戰(zhàn)備狀態(tài)”的反應，這是當我們意識到某種情形，或者某個人，或者某件事情具有潛在的威脅性的時候做出的反應1。而本論文所研究的壓力不涉及到醫(yī)學，而主要關注與普遍的認知物體所施加的力。生活中監(jiān)測系統(tǒng)這一詞應用

11、廣泛，很多人只是聽說過卻無法準確的定義什么是監(jiān)測系統(tǒng)，在本設計中我也通過用心去體會并在網(wǎng)上找到準確的監(jiān)測系統(tǒng)的定義。監(jiān)測系統(tǒng)對于工業(yè)生產(chǎn)和各行各業(yè)都是不可缺少的。隨著各種現(xiàn)代化設備的增加，各種數(shù)據(jù)的實時測量和分析成了通訊企業(yè)工作量較大的內(nèi)容。監(jiān)測系統(tǒng)幫助管理人員對設備進行實時監(jiān)控，預防故障的發(fā)生或者在故障發(fā)生后提供最及時的資料。自動監(jiān)測系統(tǒng)可以減少配備人員的數(shù)量并提高監(jiān)測業(yè)務的效率3。壓力監(jiān)測系統(tǒng)是本論文的中心內(nèi)容，同時也是科技社會的主流研究內(nèi)容。顧名思義，壓力監(jiān)測系統(tǒng)是上述兩項定義的結(jié)合，壓力監(jiān)測是通過利用先進的儀器儀表系統(tǒng)對工業(yè)機械上所產(chǎn)生或應用的壓力進行實時的監(jiān)控并進行控制。而監(jiān)控的手段

12、就要涉及到我所學的專業(yè)，測控技術(shù)。測控技術(shù)在現(xiàn)代科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)和國防科技等諸多領域中應用十分廣泛，它的現(xiàn)代化已被認為是科學技術(shù)、國防現(xiàn)代化的重要條件和明顯標志。20世紀70年代以來，計算機、微電子等技術(shù)迅猛發(fā)展，在其推動下，測控儀器與技術(shù)不斷進步，相繼誕生了智能儀器、PC儀器、VXI儀器、虛擬儀器及互換性虛擬儀器等微機化儀器及其自動測控系統(tǒng)，計算機與現(xiàn)代化儀器設備間的界限日漸模糊，測控領域和范圍不斷拓寬1 。電子測量技術(shù)作為測控技術(shù)的一部分，其發(fā)展總是與自然科學，特別是電子技術(shù)的最新發(fā)展緊密相連。從傳統(tǒng)的電測量指示儀表、數(shù)字化儀表到智能儀器，再到虛擬儀器，電子測量技術(shù)發(fā)生了革命性變化。虛擬

13、儀器改變了傳統(tǒng)測量儀器的概念、模式和結(jié)構(gòu)，用戶完全可以自己定義一起的功能和參數(shù)，即“軟件即是儀器”，虛擬儀器以其特有的優(yōu)勢顯示了強大的生命力2。虛擬儀器技術(shù)綜合運用了計算機技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、標準總線技術(shù)和軟件工程技術(shù)，代表了測量儀器與自動測試系統(tǒng)的未來發(fā)展方向。采用虛擬儀器構(gòu)建測試儀器，開發(fā)效率高，可維護性強，測試精度、穩(wěn)定性和可靠性能夠得到充分的保證，具有很高的性能價格比，節(jié)省投資，便于設備的更新和功能的轉(zhuǎn)換與補充。因此，虛擬儀器在產(chǎn)品性能測試、設備故障診斷、生產(chǎn)過程控制中得到普遍應用。1.2 課題的提出與意義壓力是工業(yè)生產(chǎn)過程中的一個重要參數(shù),準確地測量壓力進而控制壓力,對保證設備安

14、全和經(jīng)濟運行有重要意義。影響到整個設備的安全和經(jīng)濟效益。因此，準確測量壓力意義十分重要。高速發(fā)展的工業(yè)控制領域離不開壓力的測量，測量技術(shù)和儀器變得越來越重要。但由于弊端的傳統(tǒng)手段，如價格昂貴、功能單一、可擴展性不好等，很難滿足業(yè)界的要求。隨著計算機技術(shù)和虛擬儀器的發(fā)展，用戶的設計范圍變得比較廣泛。采用虛擬儀器構(gòu)建測試儀器，開發(fā)效率高，可維護性強，測試精度、穩(wěn)定性和可靠性能夠得到充分的保證，具有很高的性能價格比，節(jié)省投資，便于設備的更新和功能的轉(zhuǎn)換與補充。本課題也由此而提出。對于本課題，有很多的實現(xiàn)方法，然而對于我來講因為資金與實驗條件的多種限制，使我只能用很簡單的方式來模擬這種壓力監(jiān)測。而如今

15、的科技發(fā)展離不開計算機，而作為PC機應用程序的Labview作為一種圖形化編程的語言不但使用方便而且滿足功能因此被我選擇使用設計并實現(xiàn)此課題。Labview是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是Labview與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而Labview使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式3。虛擬儀器實際上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。虛擬儀器的研究中涉及的基礎理論主要有計算機數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。目前在這一領域內(nèi)，使用較為廣泛的計算機語言是美國NI公司的Labvi

16、ew。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標和概念，因此，Labview是一個面向最終用戶的工具。它可以增強你構(gòu)建自己的科學和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進行原理研究、設計、測試并實現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高工作效率。第二章 壓力監(jiān)測系統(tǒng)總體設計本設計為壓力監(jiān)測系統(tǒng)，并通過Labview進行圖形化編程。整體設計思路如下：利用壓力傳感器監(jiān)測壓力信號此信號為模擬信號，并由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行A/D信號轉(zhuǎn)換將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入PC機。進入P

17、C機的數(shù)字信號由Labview軟件采集，通過設計圖形化的界面實現(xiàn)多通道（4通道）的動態(tài)數(shù)據(jù)（波形）顯示。在采集信號的同時可設定信號上限，超出的信號不能顯示出來并使路燈閃亮。最終收集到的數(shù)據(jù)通過報表的形式輸出。對于虛擬儀器LABVIEW，軟件才是它的核心。在規(guī)劃、設計整個系統(tǒng)軟件時應堅持以下幾個原則：操作界面友好，使用方便。以方便習慣使用現(xiàn)有測量儀的人員的使用；另一方面也是讓工作人員更容易接受這套系統(tǒng)。labview軟件設計動態(tài)特性測試系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、波形顯示、靜態(tài)特性分析、數(shù)據(jù)保存及回放等功能。這些功能主要通過Labview軟件實現(xiàn)的。本實驗的軟件部分主要設計四個部分：信號的采集、數(shù)據(jù)的寫

18、入、數(shù)據(jù)的讀出、數(shù)據(jù)的擬合。最后在軟件的前面板顯示出動態(tài)特性測試結(jié)果。圖2-1為系統(tǒng)總體設計框圖。信號輸入輸出信號數(shù)據(jù)采集PC機LABVIEW圖2-1系統(tǒng)總體設計框圖利用壓力傳感器，傳感器輸出的信號送入電路轉(zhuǎn)換為電壓信號，再送入數(shù)據(jù)采集卡將模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并輸入到PC機中，然后利用PC機中的LABVIEW圖形化編程軟件將輸入的電壓信號處理輸出并且顯示，并對信號進行分析對超限信號起到報警功能，數(shù)據(jù)可由EXCEL生成報表。圖2-2為系統(tǒng)的總細節(jié)框圖。報警(綠燈亮)EXCEL工具箱實現(xiàn)報表輸出LABVIEW數(shù)據(jù)處理壓力傳感器接受壓力信號數(shù)據(jù)采集卡接受模擬信號進行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號壓力信號（電

19、流信號）通過接入電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號存儲顯示壓力數(shù)據(jù)的曲線和數(shù)字實時顯示數(shù)據(jù)接收圖2-2 系統(tǒng)總體細節(jié)框圖 第三章 壓力傳感器3.1 壓力傳感器定義壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應用。3.2 壓力傳感器分類1.應變片壓力傳感器電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。2.陶瓷壓力傳感器抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變。3.擴散硅壓力傳

20、感器工作原理被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。4.藍寶石壓力傳感器利用應變電阻式工作原理，采用硅- 藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。5壓電壓力傳感器壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失。3.3 傳感器的使用原則現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別，如何根

21、據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進行某個量的測量時首先要解決的問題。當傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理6。 1根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型要進行個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大?。槐粶y位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸

22、測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進口，價格能否承受，還是自行研制。在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。2靈敏度的選擇通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交

23、叉靈敏度越小越好。3.頻率響應特性傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實際上傳感器的響應總有定延遲，希望延遲時間越短越好。傳感器的頻率響應高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。在動態(tài)測量中，應根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性，以免產(chǎn)生過火的誤差。4.線性范圍傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足

24、要求。但實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。5.穩(wěn)定性傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應能力。在選擇傳感器之前，應對其使用環(huán)境進行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些

25、要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，要能夠經(jīng)受住長時間的考驗。6.精度精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設計制造傳感器。自制傳感

26、器的性能應滿足使用要求。3.4 傳感器的選用3.4.1 傳感器的選用總結(jié)以上本設計選用AK-4型為壓力傳感器。本傳感器具有零點、靈敏度調(diào)整功能，標準電壓、電流信號輸出，精度高，性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便，廣泛用于各種動、靜態(tài)；氣、液態(tài)介質(zhì)的壓力測量、控制，根據(jù)用戶要求可提供各種螺紋接。AK-4型壓力傳感器主要用途：該傳感器適用于各種動、靜態(tài)、氣、液體介質(zhì)的壓力測量。圖3-1為AK-型壓力傳感器的實物圖，圖3-2為示意圖。圖3-1實物圖圖3-2示意圖3.4.2 AK-4型壓力傳感器特點1.具有零點、靈敏度調(diào)整功能，標準電壓、電流信號輸出2.精度高，性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝使用方便3

27、.根據(jù)用戶要求可提供各種螺紋接口4.分類:AK-4a：普通型鋁外殼AK-4b：不銹鋼外殼 AK-4c：密封型：全O圈密封，隔潮；全不銹鋼結(jié)構(gòu)，防腐蝕AK-4f：數(shù)顯壓力變送器，1/2數(shù)碼顯示，直接顯示壓力數(shù)值，并且具有變送功能。3.4.3 AK-4型壓力傳感器性能技術(shù)指標AK-4型壓力傳感器的主要技術(shù)指標如表3-1所示表3-1 AK-4型壓力傳感器的主要技術(shù)指標技術(shù)指標技術(shù)參數(shù)單位量程0-0.1,0.2,0.5,1,2,5,10,15,20,25,30,40,50,60,100MPa輸出信號0-5，1-5V4-20，0-10mA精度%FS非線性0.2%FS遲滯%FS重復性%FS供橋電壓

28、7;6，12，24VDC絕緣電阻100M工作溫度-10至+50零點偏移%FS/4h熱零點偏移%FS/10熱靈敏度偏移%FS/10允許過負荷120%FS接線方式插座：1、電源（+）；2、輸出（+）3輸出（-）；4電源（-）。導線連接方式見合格證書第四章 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集非電量或者電量信號,送到上位機中進行分析,處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。通常，必須在數(shù)據(jù)采集設備采集之前調(diào)制傳感器信號,包括對其進行增益或衰減和隔離,放大,濾波等.對待某些傳感器，還需要提

29、供激勵信號在工業(yè)現(xiàn)場，我們會安裝很多的各種類型的傳感器，輸入壓力的溫度的流量的聲音的電參數(shù)的等等，受現(xiàn)場環(huán)境的限制傳感器信號如壓力傳感器輸出的電壓或者電流信號不能遠傳或者因為傳感器太多布線復雜，我們就會選用分布式或者遠程的采集卡3（模塊）在現(xiàn)場把信號較高精度地轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過各種遠傳通信技術(shù)（如485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡）把數(shù)據(jù)傳到計算機或者其他控制器中進行處理。這種也算作數(shù)據(jù)采集卡的一種，只是它對環(huán)境的適應能力更強，可以應對各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。如果是在比較好的現(xiàn)場或者實驗室，如學校的實驗室，就可以使用USB/PCI這種采集卡。和常見的內(nèi)置采集卡不同，外置數(shù)據(jù)采集卡一般采用US

30、B接口和1394接口，因此，外置數(shù)據(jù)采集卡主要指USB采集卡和1394采集卡。通過以上說明我的設計為實驗室設計因此最適合使用USB采集，而基于我所設計內(nèi)容特點我選用數(shù)據(jù)采集卡labjackU12來完成。將采集到的信號放大濾波后，由數(shù)據(jù)采集卡labjack進行A/D轉(zhuǎn)換并將其送入PC機中。虛擬儀器是計算機和儀器技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物,它將計算機硬件資源儀器與測控系統(tǒng)硬件資源和虛擬儀器軟件資源有效結(jié)合起來。基于LabJackU12數(shù)據(jù)采集器和LabVIEW圖形化編程語言組成虛擬儀器測試系統(tǒng)的硬件和軟件以及儀器的功能特點,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集測試的控制與實時顯示數(shù)據(jù)存儲與分析等功能,提高了測試的精度。且靈活

31、性好,能夠根據(jù)需要移植應用到其它的測試場合8。圖4-1LabJackU12的正面圖數(shù)據(jù)采集硬件有多種形式，數(shù)據(jù)采集硬件的選擇要根據(jù)具體的場合并考慮到自己現(xiàn)有的技術(shù)資源，本次課題采用U12產(chǎn)品，如圖4-1所示。LabJackU12是一個USB接口的、多功能數(shù)據(jù)采集控制器，是目前性價比最高的多功能數(shù)據(jù)采集控制器。它使計算機輕而易舉地和外部物理世界聯(lián)系起來，被廣泛地應用于測試儀器，工業(yè)過程控制，數(shù)據(jù)監(jiān)視等各種數(shù)據(jù)采集和控制場合。LabJackU12是美國LabJack公司研發(fā)、生產(chǎn)的產(chǎn)品10。LabJackU12主要性能和特點如下：1.12位、八個單端或四個差動的模擬量輸入2.±10伏的模

32、擬量輸入范圍3.具有可編程放大器，增益為1，2，4，5，8，10，16或20倍4.采樣速率可高達8000赫茲（在短時讀模式下）或1200赫茲（在連續(xù)讀模式下）8.20個數(shù)字輸入輸出口（每個口的速率可達到50赫茲）13.百分之百的軟件控制，沒有任何跳線或開關17.可在視窗操作系同98SE，ME，2000或XP上使用22.大約尺寸為10cm×15cm×3cmLabJackU12要求計算機操作系統(tǒng)是Windows（視窗）98SE，ME，2000或XP。要確定操作系統(tǒng)版本，點擊開始->設置->控制面板->系統(tǒng)->常規(guī)，確認版本號是4.10.2222或更高。對

33、軟硬件安裝的先后次序沒有要求。在計算機正常運行狀態(tài)下，用提供的連接線把LabJackU12接到計算機的USB口上。這根USB連接線為LabJackU12提供了電源以及它與計算機間的通訊。狀態(tài)發(fā)光二極管會快速閃爍4次（頻率大約4赫茲），然后保持暗狀態(tài)，這說明計算機正在訪問查尋。訪問查尋是計算機操作系統(tǒng)對一個USB器件進行信息讀取的過程，這些信息是用來描述被查詢器件的名稱及其功能。Windows本身自帶LabJackU12所需的底層驅(qū)動程序，接上LabJack后，系統(tǒng)自動開始訪問查尋。Windows對一個新器件進行首次訪問查尋時可能需要一兩分鐘，Windows可能會告訴你它正在安裝驅(qū)動程序，如果W

34、indows出現(xiàn)提示，請接受所有的缺省值。如果必要，重新啟動計算機，此時可能需要視窗的安裝光盤，請確定所提供光盤的視窗版本是否正確。訪問查尋在每次連接時都會發(fā)生，但只需幾秒鐘。訪問查尋完成后，發(fā)光二極管會閃兩次并保持亮狀態(tài)，這說明視窗己正常地訪問查尋了LabJack。如果LabJack不能被訪問查詢：檢查計算機的操作系統(tǒng)的版本號是或更高，嘗試將LabJack連到另一臺計算機上；嘗試將其他USB設備連到該計算機上。雖然Windows已包含了LabJack所需的USB底層驅(qū)動程序，但是它還需要高級驅(qū)動程序來進行數(shù)據(jù)的傳送和接收。隨機提供的安裝光盤將安裝高級驅(qū)動程序、應用程序和一些范例程序的源代碼。

35、插入安裝光盤前，關閉所有打開的應用程序，特別是與LabJack相關的軟件。安裝程序通常會開始運行。如果安裝程序沒自動運行，你可用鼠標雙擊在光盤上的。LabJack安裝結(jié)束后會安裝美國國家儀器儀表公司的Labview運行引擎LVRTE）。所安裝的應用程序是需要該引擎才能運行的。如果有重啟的提示，請照辦。一些病毒掃描程序和LVRTE的安裝可能有沖突。如果運行應用程序出錯，重復以上安裝直到LVRTE正確為止。要測試安裝正確與否，運行LJTEST程序。開始=>程序=>LabJack=>LJtest確定沒選擇“TestFixtureInstalled”和“Continuous”，按運行

36、（RUN）按鈕，LJtest應該一項項地測試并通過8個獨立的測試。安裝光盤會安裝高級驅(qū)動程序(ljackuw.dll)、高級驅(qū)動程序的ActiveX接口和調(diào)用這些動態(tài)鏈接庫的Labview子程序。DLL和OCX安裝在Windows的系統(tǒng)目錄中。如果安裝程序能找到Labview的目錄，它會把Labview的子程序拷貝到“vi.libaddons”目錄下。這樣他們會出現(xiàn)在Labview的功能板上。否則，這些子程序會被復制到c:ProgramFilesLabJack)driverslabview目錄中。LabJackDLL中有38個函數(shù)，OCX和Labview子程序中也有相應的函數(shù)。由于Active

37、X的限制性，OCX中有兩個附加的函數(shù)。除了AIBurst和AIStreamStart/Read/Clear，所有函數(shù)都是指令/相應模式。大多數(shù)函數(shù)使用了下列兩個參數(shù)：errorcodeLabJack特定的錯誤碼。0指沒有錯誤，2指沒有找到LabJack。用“GetErrorString”函數(shù)可以獲得錯誤信息或見本文件中段。idnum該參數(shù)可以是設備號，系列號，或者-1。設備號或系列號指定某個LabJack，而-1指所能找到的第一個LabJack。每個LabJack都有設備號和系列號。設備號是在0和255之間的一個數(shù)，用戶可以改變它。系列號是256到2,147,483,647之間的一個數(shù)。每個L

38、abJack都有一個唯一的系列號，用戶是不能改變它的。為了能讓更多的編程語言調(diào)用，盡量使用基本的變量類型。所有聲明都使用C寫的。在ActiveX中如有不同，我們都會詳細說明的。參數(shù)前的“*”號說明該參數(shù)是個指針。這樣的參數(shù)可以是輸入，也可以使輸出，而非指針參數(shù)一定是輸入。有時指針不是指向一個單一值的，而是指向一個數(shù)組。這在參數(shù)說明中都會提到。一些數(shù)字口的參數(shù)用一個值來包含每位I/O口的信息，每一位I/O口在參數(shù)中都有其對應的位（如參數(shù)trisD中的第0位對應設置數(shù)字口D0的輸入輸出方向）。比如在DigitalIO函數(shù)中，參數(shù)*trisD是指向以內(nèi)存的指針，而該內(nèi)存的值表示了16個數(shù)字線的方向：

39、如果*trisD指向的值是0，那么所有的數(shù)字線將都是輸入線。如果*trisD指向的值是1(20)，那么D0是輸出，D1-D15是輸入。如果*trisD指向的值是5(20+22),那么D0和D2使輸出，而其他都是輸入。如果*trisD指向的值是65535(20+215),則D0-D15都是輸出。*trisD所致的值的范圍是0到65535。當調(diào)用DigitalIO時，如果updateDigital>1，那么所有的數(shù)字線都會根據(jù)*trisD所指向的值被設定成輸入或輸出。當DigitalIO返回時，*trisD所指向的值也和LabJackU12中方向寄存器中的狀態(tài)相對應12。第五章 虛擬儀器的概

40、述5.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念是由美國國家儀器公司（National Instruments）最先提出的。NI公司同時也提出了“軟件即儀器”的口號，徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由廠家定義，用戶無法改變的局面，從而引起了儀器和自動化工業(yè)的一場革命。隨著現(xiàn)在硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器的智能化和虛擬化成為各級實驗室以及研究機構(gòu)發(fā)展的方向。虛擬儀器，它既具有傳統(tǒng)儀器的功能，又有別于其他傳統(tǒng)儀器。它能夠充分利用和發(fā)揮現(xiàn)有計算機的先進技術(shù)，使儀器的測試和測量及自動化工業(yè)的系統(tǒng)測試和監(jiān)控變得異常方便和快捷。所謂虛擬儀器是基于計算機的軟硬件測試平臺，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量儀器，如示波器、信號發(fā)生器、頻譜分析

41、儀等；可集成于自動控制、工業(yè)控制系統(tǒng)之中；可自由構(gòu)建成專有儀器系統(tǒng)。虛擬儀器是智能儀器之后的新一代測量儀器9。虛擬儀器的核心技術(shù)思想就是“軟件即是儀器”。該技術(shù)把儀器分為計算機、儀器硬件和應用軟件三部分。虛擬儀器技術(shù)的實質(zhì)是充分利用最新的計算機技術(shù)來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器的功能。虛擬儀器以通用計算機和配備標準數(shù)字接口的測量儀器（包括GPIB、RS-232等傳統(tǒng)儀器以及新型的VXI模塊化儀器）為基礎，將儀器硬件連接到各種計算機平臺上，直接利用計算機豐富的軟硬件資源，將計算機硬件（處理器、存儲器、顯示器）和測量儀器（頻率計、示波器、信號源）等硬件資源與計算機軟件資源（包括數(shù)據(jù)的處理、控制、分析和表達、

42、過程通訊以及圖形用戶界面）有機的結(jié)合起來。軟件是虛擬儀器的關鍵，當基本硬件確定以后，就可以通過不同的軟件實現(xiàn)不同的功能。用戶可以根據(jù)自己的需要，設計自己的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的應用要求。利用計算機豐富的軟、硬件資源，可以大大突破傳統(tǒng)儀器的數(shù)據(jù)的分析、處理、表達、傳遞、存儲等方面的限制，達到傳統(tǒng)儀器無法比擬的效果。它不僅可以用于電子測量、測試、分析、計量等領域，而且還可以用于進行設備的監(jiān)控以及工業(yè)過程自動化。虛擬儀器還可以廣泛用于電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、振動分析、聲學分析、故障診斷及教學科研等多個方面。虛擬儀器的設計方法和實現(xiàn)步驟與一般軟件的設計方法和實現(xiàn)步驟基本相同 ，只不過虛擬儀器設計時

43、要考慮硬件部分。虛擬儀器設計方法主要包括以下三個部分： 1.IO接口儀器驅(qū)動程序的設計2.儀器面板的設計3.儀器功能算法的設計5.2 虛擬儀器的組成虛擬儀器從構(gòu)成要素上講，由計算機、應用軟件和儀器硬件等構(gòu)成；從構(gòu)成分式上講則由以DAQ板和信號調(diào)理為儀器硬件而組成的PC-DAQ測試系統(tǒng)，或已GPIB，VXI，Serial和Field bus等標準總線儀器為硬件組成的GPIB系統(tǒng)、VXI系統(tǒng)、串口系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等多種形式。虛擬儀器的構(gòu)成如圖5-1所示。圖5-1 虛擬儀器組成框圖目前，虛擬儀器的構(gòu)成方式有以下幾種：插卡式的VI這種方式用數(shù)據(jù)采集卡配以計算機平臺和虛擬儀器軟件，便可構(gòu)成各種數(shù)據(jù)采集

44、和虛擬儀器系統(tǒng)。它充分利用了計算機的總線、機箱、電源以及軟件的便利，其關鍵在于A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。這種方式受PC機機箱、總線限制，存在電源功率不足，機箱內(nèi)噪聲電平較高、無屏障，插槽數(shù)目不多、尺寸較小等缺點。隨著基于PC的工業(yè)控制計算機技術(shù)的發(fā)展，PC-DAQ方式存在的缺點已經(jīng)和正在被克服。因個人計算機數(shù)目非常龐大，插卡式儀器價格便宜，因此其用途廣泛，特別適用于工業(yè)測控現(xiàn)場、各種實驗室和教學部門使用。2.并行口式的VI最新發(fā)展的可連接到計算機并行口的測試裝置，其硬件集成在一個采集盒里或探頭上，軟件裝在計算機上，可以完成各種VI功能。它的最大好處是可以與筆記本計算機相連，方便野外作業(yè)，又可與臺式PC相

45、連，實現(xiàn)臺式和便攜式兩用，非常方便?？偩€方式的VIGPIB（General Purpose Interface Bus）技術(shù)是IEEE488標準的VI早期的發(fā)展階段。它的出現(xiàn)使電子測量由獨立的單臺的手工操作向大規(guī)模自動測試系統(tǒng)發(fā)展。典型的GPIB系統(tǒng)由一臺PC機，一塊GPIB接口卡和若干臺GPIB儀器通過GPIB電纜連接而成。在標準情況下，一塊GPIB接口卡可帶多達14臺的儀器，電纜長度可達20m。GPIB技術(shù)可以用計算機實現(xiàn)對儀器的操作和控制，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作方式，很方便的把多臺機器組合起來，形成大的自動測試系統(tǒng)。GPIB測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡單，造價較低，主要市場在臺式儀器市場。適用于精

46、確度要求高，但對計算機速率要求和總線控制實時性要求不高的場合應用?？偩€方式的VI VXI總線是VMEbus eXtension for Instrumentation的縮寫，是高速計算機總線VME在VI領域的擴展，有穩(wěn)定的電源，強有力的冷卻能力和嚴格的RFI/EMI屏蔽。由于它的標準開放，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強、定時和同步精確、模塊可重復利用、眾多儀器廠家支持的優(yōu)點，得到廣泛的應用。經(jīng)過多年的發(fā)展，VXI系統(tǒng)的組建和使用越來越方便，有其他儀器無法比擬的優(yōu)勢，適用于組建大、中規(guī)模自動測量系統(tǒng)以及對速度、精度要求高的場合，但VXI系統(tǒng)要求有專用的機箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價比較高。

47、總線方式的VI PXI總線是PCI eXtension for Instrumentation 的縮寫，是PCI在VI領域的擴展。這種新型模塊化儀器系統(tǒng)是在PCI總線內(nèi)核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的，具有多板同步觸發(fā)、精確定時的星形觸發(fā)、相鄰模塊間高速通訊的局部總線以及高度的可擴展性等優(yōu)點，適用于大型高精度集成系統(tǒng)。6.網(wǎng)絡接口方式的VI盡管Internet技術(shù)最初并沒有考慮如何將嵌入式智能儀器設備連接在一起，不過NI等公司已經(jīng)開發(fā)了通過Web瀏覽器觀測這些嵌入式儀器設備的產(chǎn)品，使人們可以通過Internet 操作儀器設備。根據(jù)虛擬儀器的特性，我們能夠方便的將虛擬儀器組成計算機網(wǎng)絡。

48、利用計算機網(wǎng)絡將分散在不同地理位置不同功能的設備聯(lián)系在一起，使昂貴的硬件設備、軟件在網(wǎng)絡上得以共享，減少了設備重復投資?，F(xiàn)在，有關MCN（Measurement and Control Networks ）方面的標準正在積極進行，并取得一定的進展。由此可見，網(wǎng)絡化虛擬儀器將具有廣泛的應用前景。接口方式的VIUniversal Serial Bus（USB）因為其在PC機上的廣泛使用、即插即用的易用性和高達480Mbits/s的傳輸速率，逐漸的成為儀器控制的主流總線技術(shù)?，F(xiàn)在計算機上的USB接口越來越多，也使得工程師可以很方便的將基于USB的測量儀器連接到整個系統(tǒng)中。但是USB在儀器控制方面上亦

49、有一些缺點。比如說USB的排線沒有工業(yè)標準的規(guī)格，在惡劣的環(huán)境下，可能造成數(shù)據(jù)的丟失，此外，USB對排線的距離也有一定的限制。無論哪種VI系統(tǒng)，都是將硬件儀器搭載到筆記本電腦，工作站等各種計算機平臺加上應用軟件構(gòu)成的。5.3 虛擬儀器的特點及優(yōu)勢虛擬儀器是基于計算機的功能化硬件模塊和計算機軟件構(gòu)成的電子測試儀器，而軟件是虛擬儀器的核心，如圖2-1所示，其中軟件的基礎部分是設備驅(qū)動軟件，而這些標準的儀器驅(qū)動軟件使得系統(tǒng)的開發(fā)與儀器的硬件變化無關。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點之一，有了這一點，儀器的開發(fā)和換代時間將大大縮短。虛擬儀器中應用程序?qū)⒖蛇x硬件（如GPIB，VXI，RS-232，DAQ板）和可重

50、復用庫函數(shù)等軟件結(jié)合在一起，實現(xiàn)了儀器模塊間的通信、定時與觸發(fā)。源代碼庫函數(shù)為用戶構(gòu)造自己的虛擬儀器（VI）系統(tǒng)提供了基本的軟件模塊。由于VI的模塊化、開放性和靈活性，以及軟件是關鍵的特點，當用戶的測試要求變化時可以方便地由用戶自己來增減硬、軟件模塊，或重新配置現(xiàn)有系統(tǒng)以滿足新的測試要求。這樣，當用戶從一個項目轉(zhuǎn)向另一個項目時，就能簡單地構(gòu)造出新的VI系統(tǒng)而不丟失己有的硬件和軟件資源7。圖5-2 虛擬儀器開發(fā)框圖虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢在于可由用戶定義自己的專用儀器系統(tǒng)，且功能靈活，很容易構(gòu)建，所以應用面極為廣泛。虛擬儀器技術(shù)十分符合國際上流行的“硬件軟件化”的發(fā)展趨勢，因而常被稱作“軟件儀器” 。

51、它功能強大，可實現(xiàn)示波器、邏輯分析儀、頻譜儀、信號發(fā)生器等多種普通儀器全部功能，配以專用探頭和軟件還可檢測特定系統(tǒng)的參數(shù)，如汽車發(fā)動機參數(shù)、汽油標號、爐窯溫度、血液脈搏波、心電參數(shù)等多種數(shù)據(jù)；它操作靈活，完全圖形化界面，風格簡約，符合傳統(tǒng)設備的使用習慣，用戶不經(jīng)培訓即可迅速掌握操作規(guī)程。虛擬儀器實際上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。虛擬儀器的研究中涉及的基礎理論主要有計算機數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。目前在這一領域內(nèi)，使用較為廣泛的計算機語言是美國NI公司的LabVIEW。虛擬儀器的起源可以追溯到20世紀70年代，那時計算機測控系統(tǒng)在國防、航天等領域已經(jīng)有了相當?shù)陌l(fā)展。PC機出現(xiàn)以后，儀器級

52、別的計算機化成為可能，甚至在Microsoft公司的Windows誕生之前，NI公司已經(jīng)在Macintosh計算機上推出了以前的版本。對虛擬儀器和LabVIEW長期、系統(tǒng)、有效的研究開發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認的權(quán)威11。普通的PC有一些不可避免的弱點。用它構(gòu)建的虛擬儀器或計算機測試系統(tǒng)性能不可能太高。目前作為計算機化儀器的一個重要發(fā)展方向是制定了VXI標準，這是一種插卡式的儀器。每一種儀器是一個插卡，為了保證儀器的性能，又采用了較多的硬件，但這些卡式儀器本身都沒有面板，其面板仍然用虛擬的方式在計算機屏幕上出現(xiàn)。這些卡插入標準的VXI機箱，再與計算機相連，就組成了一個測試系統(tǒng)。VXI儀器價格昂貴

53、，目前又推出了一種較為便宜的PXI標準儀器。虛擬儀器研究的另一個問題是各種標準儀器的互連及與計算機的連接。目前使用較多的是IEEE488或GPIB協(xié)議。未來的儀器也應當是網(wǎng)絡化的。利用LabVIEW，可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文件，它是一個真正的32位編譯器。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多種版本。虛擬儀器具有傳統(tǒng)獨立儀器無法比擬的優(yōu)勢，但它并不否定傳統(tǒng)儀器的作用，它們相互交叉又相互補充，相得益彰。在高速度、高帶寬和專業(yè)測試領域，獨立儀器具有無可替代的優(yōu)勢。在中低檔測試領域，虛擬儀器可取代一部分獨立儀器的工作，但完成復雜環(huán)境下的

54、自動化測試是虛擬儀器的拿手好戲，是傳統(tǒng)的獨立儀器難以勝任的，甚至不可思議的工作。專家們指出，在這個計算機和網(wǎng)絡時代，利用計算機和網(wǎng)絡技術(shù)對傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)進行改造，已是大勢所趨，而虛擬儀器系統(tǒng)正是計算機和網(wǎng)絡技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器技術(shù)進行融合的產(chǎn)物，因此，在21世紀，虛擬儀器將大行其道，日漸受寵，將會引發(fā)傳統(tǒng)的儀器產(chǎn)業(yè)一場新的革命?？傊?，由于LabVIEW能夠為用戶提供簡明、直觀、易用的圖形編程方式，能夠?qū)⒎爆崗碗s的語言編程簡化成為以菜單提示方式選擇功能，并且用線條將各種功能連接起來，十分省時簡便，深受用戶青睞。與傳統(tǒng)的編程語言比較，LabVIEW圖形編程方式能夠節(jié)省85以上的程序開發(fā)時間，其運行速度卻幾

55、乎不受影響，體現(xiàn)出了極高的效率。使用虛擬儀器產(chǎn)品，用戶可以根據(jù)實際生產(chǎn)需要重新構(gòu)筑新的儀器系統(tǒng)。例如，用戶可以將原有的帶有RS232接口的儀器、VXI總線儀器以及GPIB儀器通過計算機，聯(lián)接在一起，組成各種各樣新的儀器系統(tǒng)，由計算機進行統(tǒng)一管理和操作12。5.4 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器具有傳統(tǒng)獨立儀器無法比擬的優(yōu)勢（如表5-1所示）。在高速度、高帶寬和專業(yè)測試領域，獨立儀器具有無可替代的優(yōu)勢。在中低檔測試領域，虛擬儀器可取代一部分獨立儀器的工作，但完成復雜環(huán)境下的自動化測試是虛擬儀器的拿手好戲，是傳統(tǒng)的獨立儀器難以勝任的，甚至不可思議的工作9。1.傳統(tǒng)儀器的面板只有一個，上面布置了種

56、類繁多的顯示和操作元件。由此導致許多識讀和操作錯誤。虛擬儀器與之不同，它可以通過在幾個分面板上的操作來實現(xiàn)比較復雜的功能。這樣，在每個分面板上就可以實現(xiàn)功能操作的單純化和面板布置的簡潔化，從而提高操作的正確性和便捷性。同時，虛擬儀器的面板上的顯示元件和操作元件的種類與形式不受標準元件和加工工藝的限制，由編程來實現(xiàn)，設計者可以根據(jù)用戶的要求和操作需要來設計儀器面板13。2.在通用硬件平臺確定后，軟件取代傳統(tǒng)儀器中由硬件完成的儀器功能。3.儀器的功能是由用戶根據(jù)需要用軟件來定義，不是事先由廠家定義的。4.儀器性能的改進和功能擴展只需更新相關軟件設計，不需購買新儀器。5.虛擬儀器開放、靈活，與計算機

57、同步發(fā)展，與網(wǎng)絡及其他周邊設備互聯(lián)。6.由于其以PC為核心，使得許多數(shù)據(jù)處理的過程不必像過去那樣由測試儀器本身來完成，而是在軟件的支持下，利用PC機CPU的強大的數(shù)據(jù)處理功能來完成，使得基于虛擬儀器的測試系統(tǒng)的測試精度、速度大為提高，實現(xiàn)自動化、智能化、多任務測量。7.可方便地存貯和交換測試數(shù)據(jù)，測試結(jié)果的表達方式更加豐富多樣。8.虛擬儀器在高性價比的條件下，降低系統(tǒng)開發(fā)和維護費用，縮短技術(shù)更新周期。表5-1 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器傳統(tǒng)儀器開發(fā)維護費用低開發(fā)維護費用高技術(shù)更新周期短（0.51年）技術(shù)更新周期短（510年）軟件是關鍵硬件是關鍵價格低價格昂貴開放、靈活與計算機同步，可重復用和重配置固定可用網(wǎng)絡聯(lián)絡周邊各儀器只可連有限的設備自動化、智能化、多功能、遠距離傳輸功能單一，操作不便近年來，隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，己經(jīng)形成了網(wǎng)絡虛擬儀器。這是一種新型的基于Web技術(shù)的虛擬儀器，使得虛擬儀器測試系統(tǒng)成為Internet/Intranet的一部分，實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控和管理。在當前流行的C/S/D網(wǎng)絡模式下，利用嵌入式技術(shù)（包括數(shù)據(jù)庫嵌入和網(wǎng)絡模塊的嵌入）可以充分利用有效資源，提高測試效率。第六章 軟件