拟仪器在我国的普及奠定了良好的基础。因此,我国的虚拟仪器存在巨大的发展
潜力。
1.3.2 虚拟仪器技术简介
虚拟仪器简称 VI,是具有虚拟面板的 PC 机仪器,由硬件设备与接口、PC 机、
设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。其中,硬件设备与接口可以是各种以 PC 机为
基础的内置功能卡如 DAQ、通用接口总线 GPIB 接口卡、串行口和 VXI 总线仪器
接口等,或者其他可程控的外部测试设备。设备驱动软件是直接控制各种可控制
硬件接口的驱动程序。虚拟仪器通过低层设备驱动软件与真实的仪器系统进行直
接通信,并通过虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器操作元素相
对应的各种控件虚拟仪器面板。应用程序负责对采集来的数据进行数据分析、图
像显示、数据存储以及数据打印等操作,面板上的按钮对应各种功能,并伴有动
态帮助,这样不仅充分实现单键操作和 OSD,而且用户对虚拟仪器面板的操作比
对真实仪器的操作更为方便
[7]
。
虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中
涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内,使
用较为广泛的计算机语言是美国 NI 公司的 LabVIEW。
LabVIEW
[8]
(Laboratory Virtual Instrument Engineer Workbench,实验室虚拟仪
器工作平台)是美国 NI 公司推出的一种基于 G 语言(Graphics Language,图形化
编程语言)的、具有革命性的、图形化虚拟仪器开发环境,是业界领先的测试、
测量和控制系统的开发工具。
虚拟仪器的概念
[9]
是用户在通用计算机平台上,在必要的数据采集硬件的支持
下,根据测试任务的需要,通过软件设计来实现和扩展传统仪器的功能。传统台
式仪器是由厂家设计并定义好功能的一个封闭结构,有固定的输入/输出接口和仪
器操作面板。每种仪器只能实现一类特定的测量功能,并以确定的方式提供给用
户。虚拟仪器则打破了传统仪器中其功能由厂家定义且用户无法改变的模式,使
得用户可以根据自己的需求,设计自己的仪器系统,并可通过修改软件来改变或
增减仪器的功能,真正体现了“软件就是仪器”这一新概念。
作为虚拟仪器的开发软件,LabVIEW 的特点如下:
1)具有图形化的编程方式,设计者无需编写任何文本格式的代码,是真正的