文献综述
随着计算机技术的发展,传统仪器开始转向计算机化。虚拟仪器是仪器技术和计算机技术深层次结合产物,是计算机测试领域的一项重要技术,由美国国家仪器公司1986年推出的概念。它的出现彻底改变了传统的仪器观,从根本上更新了测量仪器的概念,带来了一种全新的仪器观念,代表着测量仪器发展的最新方向和潮流,是未来仪器产业发展的一大趋势。在这个概念下的测量仪器,计算机处于核心地位,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。灵活高效的软件能创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便的提供全方位的系统集成,标准的软件平台能满足对同步和定时应用的需求。
由于虚拟仪器是一种基于计算机的测试技术,可以充分利用计算机的丰富的软硬件资源以及强大的图形化环境和在线帮助功能。完成完全自定义的用户界面,大大地改善了传统仪器在数据处理、表达、存储等方面的限制,达到了传统仪器无法比拟的效果。其特点主要体现在以下几个方面:性能高、扩展性强、开发时间少和出色的集成。
作为虚拟仪器的实验平台,LabVIEW是一个具有高度灵活性的开发系统。是由美国国家仪器公司推出的主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台,是一种基于图形开发、调试和运行的集成化环境。
LabVIEW的出现大大提高了虚拟仪器的开发效率,降低了对开发人员的要求,用LabVIEW设计的虚拟仪器可以脱离LabVIEW开发环境,最终用户看见的是和实际的硬件仪器相似的操作面板。作为基于图形化编程语言的开发环境,LabVIEW所包含的各种特性使其成为开发测试、测量、自动化及控制应用的理想工具,直观、自然、简洁的程序开发方式大大降低了学习难度,开发者可以通过各种交互式控件、对话框、菜单及函数模块进行编程。由于尽可能采用通用硬件,所以各种仪器的差异主要在软件方面。可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器。
LabVIEW软件目前已在航天、汽车、电子产品、天然气、半导体测试、太阳能、风能等行业广泛应用。从工业生产到高等学校实验室,LabVIEW的应用极为广泛。工业领域中可应用于生产检测、研究与分析、过程控制和工业自动化、机器监控。涉及的技术包括电子测量、物理探伤、电子工程、振动分析、声学分析、故障分析、医学信息处理、射频信号处理等。例如:
1)虚拟医疗仪器是虚拟技术在医学领域中的一种应用。如医学信号的数据采集系统、医疗仪器系统的控制及远程医疗诊断系统等的开发和利用,为推动医疗仪器的现代化带来新的动力。
2)目前我国的高档台式仪器(如数字示波器、频谱分析仪等)还主要依赖进口。这些仪器加工工艺复杂,对制造水平要求高,生产突破有困难,而采用虚拟技术后,就可只采购适合于实际应用情况的通用仪器,依赖于虚拟仪器软件的开发平台,设计出高性能价格比的仪器系统。虚拟的脉冲和过渡过程测量仪器可任意调节脉冲参数,满足测量要求;信号的采集和处理都变得更加简单。
参考文献︰
[1] 德湘轶. Labview程序设计基础[M]. 北京:清华大学出版社, 2012
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