吉林大学：《智能仪器设计基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 虚拟仪器 Virtual Instrumentation——Computer Based Instruments

虛拟仪器 Virtuallnstrumentation Computer Based Instruments 主讲人:林君

Virtual Instrumentation-- Computer Based Instruments 主讲人：林 君 虚拟仪器

主要内容 从智能仪器到虚拟仪器 虚拟仪器的特点 虚拟仪器的体系 虚拟仪器的硬件 虚拟仪器的软件 虚拟仪器的应用

主要内容 从智能仪器到虚拟仪器 虚拟仪器的特点 虚拟仪器的体系 虚拟仪器的硬件 虚拟仪器的软件 虚拟仪器的应用

、从智能仪器到虚拟仪器

一、从智能仪器到虚拟仪器

Virtual Instrumentation ully Programmable System VXI Chassis GUI IEEE 488 Rack and Stack System DAQ Boards with rTs Analog Instrumentation 仪器的发展历史

仪器的发展历史 VXI Chassis DAQ Boards with RTSI Fully Programmable System GUI IEEE 488 Rack and Stack System Analog Instrumentation Virtual Instrumentation

微处理器 程序存储器 数据存储器 (ROM) (ROM) 1/0接口 键盘显示接口 标准仪用 通信接匚 D/A 键盘 显示 转换器转换器 外部仪用 标准总线 被测量 信号 模拟 调理 执行器 模拟量输入输出 人机接口 通信接口 智能仪器的基本结构

微处理器 MPU 程序存储器 （ROM） 数据存储器 （ROM） I/O接口 键盘显示接口 标准仪用 通信接口 A/D 转换器 D/A 转换器 键盘 显示 外部仪用 标准总线 信号 调理 模拟 执行器 模拟量输入输出 人机接口 通信接口 被测量 智能仪器的基本结构

INTERNET I SAPCI 插卡式仪器 计算机 RS232/485 USB 打印口 GPIB/ 串行通信 串行通信 并行通信 VXI/PXI 仪器 仪器 仪器 总线仪器 测控对象 基于计算机的仪器系统

ISA/PCI 插卡式仪器 RS232/485 串行通信 仪器 打印口 并行通信 仪器 GPIB/ VXI/PXI 总线仪器 计算机 USB 串行通信 仪器 测控对象 INTERNET 基于计算机的仪器系统

虚拟仪器概念的提出 虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司( Nationa1 Instrument)在1986年提出的,但其雏形可以追溯到1981 年申美国西北仪器系統公司推出的 Apple i为基础的数字 存储示波器。这种仪器和个人计算机的概念相适疝,当时被 称为个人仪器。( Personal/ Instrument) 1986年,N公司推出了图形化的虚拟仪 器编程环境LabⅥIEW,标志着虚拟仪器软件设计平 台基本成型,虚拟仪器从概念构思变为工程师可实 现的具体对象

虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司（National Instrument）在1986年提出的，但其雏形可以追溯到1981 年由美国西北仪器系统公司推出的Apple II为基础的数字 存储示波器。这种仪器和个人计算机的概念相适应，当时被 称为个人仪器。（Personal Instrument）。 虚拟仪器概念的提出 1986年，NI公司推出了图形化的虚拟仪 器编程环境LabVIEW，标志着虚拟仪器软件设计平 台基本成型，虚拟仪器从概念构思变为工程师可实 现的具体对象

V定义 ●虚拟仪器Ⅵrtua nstrumentation)是指通过 应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来,用户可通 过友好的图形界面来操作这台计算机,就像在操作自己定 文自己设计的一台单个夜器一样,从而完成对被测试量 的采集、分析、判断、显示、数据存储等。与传统仪器 样,如果忽略它的跨网络的位置透明性,它同样划分为数 据釆集、数据分析处理、显示结果三大功能模块。 插入式DAQ卡 信号处理 网络传输 GP|B仪器 数字滤波 硬复制 VX仪器 统计 文件/0 RS232 分析 图形用户接口 虚拟仪器功能模块划分

VI定义 虚拟仪器( VI - Virtual Instrumentation ) 是指通过 应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，用户可通 过友好的图形界面来操作这台计算机，就像在操作自己定 义、自己设计的一台单个仪器一样，从而完成对被测试量 的采集、分析、判断、显示、数据存储等。与传统仪器一 样，如果忽略它的跨网络的位置透明性，它同样划分为数 据采集、数据分析处理、显示结果三大功能模块。 插入式DAQ卡 VXI仪器 GPIB仪器 RS232 信号处理 统计 数字滤波 分析 网络传输 文件I/O 硬复制 图形用户接口 虚拟仪器功能模块划分

、虚拟仪器的特点

二、虚拟仪器的特点

V与传统仪器的比较 传统仪器 虚拟仪 关键是硬件 关键软件 开发与维护费用高 开岁与维护费低 技术更新周期长 更新周期短 价格高 格低,并且可重用性与可配置性强 「厂商定义仪器功能 用户定义仪器功能 系统封闭、固定 系统开放、灵活,与计算机的进步同 易与其他设备连接 容易与其他设备连接 仪器=AD+CPU+软件 The Software s Instruments

仪器 = A/D + CPU+ 软件 The Software Is Instruments 传统仪器 虚拟仪器 关键是硬件 关键是软件 开发与维护费用高 开发与维护费用低 技术更新周期长 技术更新周期短 价格高 价格低，并且可重用性与可配置性强 厂商定义仪器功能 用户定义仪器功能 系统封闭、固定 系统开放、灵活，与计算机的进步同 不易与其他设备连接 容易与其他设备连接 VI与传统仪器的比较