計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)01-

計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心，以測(cè)試為主要目的所組建的系統(tǒng)。主要介紹：計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的典型應(yīng)用。前續(xù)課程：數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)。章節(jié)緒論監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)時(shí)間量測(cè)量模入通道測(cè)量數(shù)據(jù)處理測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾和可靠性設(shè)計(jì)第一章緒論1.1計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的組成與典型應(yīng)用智能儀器虛擬儀器1.2計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)1.1計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的組成與典型應(yīng)用1.1.1智能儀器

智能儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量?jī)x器相結(jié)合的產(chǎn)物，是含有微計(jì)算機(jī)或微處理器的測(cè)量?jī)x器。它擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷及自動(dòng)化操作等功能，具有一定智能的作用(表現(xiàn)為智能的延伸或加強(qiáng)等)。智能儀器的組成智能儀器微機(jī)系統(tǒng)專(zhuān)用外圍設(shè)備CPU存儲(chǔ)器通用外圍設(shè)備（鍵盤(pán)、顯示器等）測(cè)試部分GPIB接口傳感器測(cè)量電路數(shù)據(jù)采集電路（放大、采/保）A/D轉(zhuǎn)換智能儀器的優(yōu)點(diǎn)１.功能較多，使用靈活，配有通用接口，有完善的遠(yuǎn)地和本地輸入／輸出功能，能很方便的接入測(cè)試系統(tǒng)。本地命令：通過(guò)儀器面板上的鍵盤(pán)發(fā)出的命令。遠(yuǎn)地命令：通過(guò)通用測(cè)試系統(tǒng)總線(xiàn)上的鍵盤(pán)發(fā)出的命令。智能儀器的優(yōu)點(diǎn)2.具有自檢查、自校準(zhǔn)、自診斷能力。3.硬件軟化，即對(duì)CPU編程，用軟件完成硬件的功能。4.近年來(lái)，智能儀器已開(kāi)始從較為成熟的數(shù)據(jù)處理向知識(shí)處理發(fā)展。模糊判斷、故障診斷、容錯(cuò)技術(shù)、傳感器融合、機(jī)件壽命預(yù)測(cè)等，使智能儀器的功能向更高的層次發(fā)展，部分代替人來(lái)完成原來(lái)需要依靠人的智能才能完成的工作。智能儀器的工作過(guò)程CPU接收本/遠(yuǎn)地命令，解釋并執(zhí)行。CPU通過(guò)接口發(fā)出控制信息給測(cè)試電路，以規(guī)定的功能啟動(dòng)測(cè)量。測(cè)試電路的數(shù)據(jù)由CPU讀取、處理、儲(chǔ)存、輸出。1.1.2虛擬儀器（VirtualInstrument）虛擬儀器指在通用計(jì)算機(jī)上添加一些專(zhuān)用軟件和必要的儀器硬件模塊，使用戶(hù)在相應(yīng)軟件的支持下，操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)時(shí)就象操作一臺(tái)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)儀器一樣。虛擬儀器強(qiáng)調(diào)軟件的作用，提出“軟件就是儀器”的概念。虛擬儀器與智能儀器的區(qū)別在于微機(jī)是否與儀器的測(cè)量部分融合在一起。虛擬儀器的內(nèi)部功能信號(hào)采集與控制數(shù)據(jù)分析處理測(cè)量結(jié)果的表達(dá)虛擬儀器的構(gòu)成要素虛擬儀器硬件平臺(tái)應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)儀器硬件虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW（NI）LabWindows/CVI（NI）VEE（HP）虛擬儀器的構(gòu)成方式PC-DAQ測(cè)試系統(tǒng)GPIB系統(tǒng)VXI系統(tǒng)PXI系統(tǒng)

VXI總線(xiàn)和PXI總線(xiàn)是NI公司推出的兩種先進(jìn)的總線(xiàn)系統(tǒng)，它們特別適合組成各種虛擬儀器系統(tǒng)，在測(cè)控領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。DAQ儀器利用PC技術(shù)，設(shè)計(jì)手段靈活，性?xún)r(jià)比高，性能選擇范圍大，大量的軟件工具可用VXI總線(xiàn)VXI總線(xiàn)是計(jì)算機(jī)操作的模塊化自動(dòng)儀器系統(tǒng)，是結(jié)合GPIB儀器和DAQ板的先進(jìn)技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的高速、多廠商、開(kāi)放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。VXI技術(shù)優(yōu)化了諸如高速A/D轉(zhuǎn)換器、標(biāo)準(zhǔn)化觸發(fā)協(xié)議以及共享內(nèi)存和局部總線(xiàn)等先進(jìn)技術(shù)和性能，成為可編程儀器的新領(lǐng)域，并已成為電子測(cè)量?jī)x器行業(yè)的熱門(mén)領(lǐng)域。VXI總線(xiàn)技術(shù)經(jīng)過(guò)十年的發(fā)展，它依靠有效的標(biāo)準(zhǔn)化，采用模塊化的方式，實(shí)現(xiàn)了系列化、通用化以及VXI儀器的互換性和互操作性。

PXI總線(xiàn)VXI雖然實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的模塊化，但是價(jià)格昂貴、使用復(fù)雜。GPIB具有較高的性?xún)r(jià)比，但是卻難以集成到同步、高效的測(cè)試系統(tǒng)中。1997年，NI起草出新的解決方案：PXI,并在1998年作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推向市場(chǎng)。PXI產(chǎn)品成本較低，它集定時(shí)與觸發(fā)、高帶寬及高性?xún)r(jià)比于一身，并能輕松地將硬件和軟件，包括VXI、GPIB及串口設(shè)備與PXI新產(chǎn)品、USB及以太網(wǎng)設(shè)備集成在一起。今天，有許多公司正在積極開(kāi)發(fā)并支持各種PXI模塊，為更多的應(yīng)用提供全新的產(chǎn)品。這一平臺(tái)的未來(lái)發(fā)展被持續(xù)看好。

虛擬儀器的主要特點(diǎn)具有極大的靈活性虛擬儀器的軟/硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，具有開(kāi)放性、互換性和可重復(fù)使用的特點(diǎn)。融合了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的硬件功能，利用了計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源。虛擬儀器基于網(wǎng)絡(luò)和接口技術(shù)，具有更方便、更靈活的互聯(lián)能力。圖1-3集中型計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)在組建方式上可分為集中型和積木型功能和結(jié)構(gòu)固定圖1-4積木式自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)系統(tǒng)組成靈活方便，但總線(xiàn)傳輸速度不夠快實(shí)時(shí)故障診斷系統(tǒng)1.2計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心，以測(cè)控為主要目的所組建的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)主要有：1.程序控制系統(tǒng)——開(kāi)環(huán)控制2.實(shí)時(shí)閉環(huán)控制系統(tǒng)圖1-6程序控制系統(tǒng)框圖圖1-7計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖圖1－8分布式局部網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)示意圖(a）分散式局部網(wǎng)絡(luò)測(cè)控圖1－8分布式局部網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)示意圖(b）遞階式局部網(wǎng)絡(luò)測(cè)控過(guò)程通道輸入/輸出通道稱(chēng)為過(guò)程通道，它是微機(jī)與測(cè)