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虚拟仪器有什么特点呢?
根据我两年多学习和实践,总结出以下特点:
1、强大的运行环境
我们知道虚拟仪器通常是运行在各种商业化计算机上,而商业化计算机在运行速度、带宽、存储能力、数据处理能力、网络LAN、及可利用的各种总线技术——USB、1394等方面是任何嵌入式系统无法与之比拟的。所以我们说虚拟仪器运行引擎是最强大的。
注意:尽管运行环境强大,但在实时性还是不如嵌入式系统(解决这个问题可以使用LabVIEW RT或使用cRIO模块等)。
从虚拟仪器诞生(1986年刚好那时PC也刚刚出现)到现在,计算机技术飞速发展也可以说带动或者说是推动了虚拟仪器应用的发展。因为计算机只是虚拟仪器的运行平台同时它是由第三方制造的,所以我们大可不必关心如何提高它的性能,这些统统都由计算机设计者和制造商来考虑。面对不断涌现出的多线程技术、多核技术、PCIe技术以及操作系统的进步,我们只管尽情享受和利用它们为我们带来的高性能。
计算机有着丰富的软件资源如:Word、Excel、MatLab等等,虚拟仪器也可充分地利用这些资源。
2、多功能性
商品化仪器往往功能较为单一,习惯上是以类来区别的它们的功能不同。比如:DMM、示波器、信号发生器等等,它们相互间在功能上也是不兼容的,用DMM不可能产生模拟信号、用信号发生器不可能查看到波形,但虚拟仪器可以完全做到这一点,虚拟仪器的最大的特点就在于多功能性。
我做过一个项目《电动式振动台检定系统》就充分发挥了虚拟仪器的多功能性。通常“电动式振动台”检定都是在现场进行的,在做《电动式振动台检定系统》项目之前,我们去现场检定需要带6件仪器(示波器、电荷放大器、失真度测量仪、动态信号分析仪、数字式频率计、记录仪等还没算上携带的传感器)至少得安排两个人和一辆车。而使用虚拟仪器技术开发的《电动式振动台检定系统》时,只需带一个NI USB 9233数据采集卡(巴掌大小)和几支传感器加上一个笔记本电脑(如果对方有电脑带一个光盘就可以了)。把待测信号数据采集到计算机上,其余所有分析、计算功能就都是通过应用软件来完成。
3、强大的分析处理能力
我们知道虚拟仪器是运行在计算机上,而计算机的数据处理能力及LabVIEW软件开发平台提供的强大的分析能力能够解决商品化仪器所做不到的事情。
比如:较好失真度测量仪在低频段也只能测量到10Hz频率的失真度,而电动式振动台检定需要检测低达5Hz的加速度失真度值,商品仪器可能也买不到,即便是可以卖到那么价格和使用的频度都可能是我们承受不起。但利用虚拟仪器技术开发的《电动式振动台检定系统》借助于LabVIEW的强大分析功能解决了这个问题。
还有一个实例:我们知道使用数字式频率计来测量频率对输入信号的失真度是有一定的要求的,当信号中含有较大的谐波时测试可能是不准确的,道理就是谐波会影响数字式频率计的过零触发的时间点。而电动式振动台检定时希望能够在失真度高达25%的情况下测量频率值,数字式频率计显然无法做到这一点,但利用虚拟仪器技术开发的《电动式振动台检定系统》借助于LabVIEW的强大分析功能解决了这个问题。
4、灵活性
如果看了上边的内容,还用我们继续谈什么灵活性吗?将6件仪器的测试功能仅用一个应用软件包和一块巴掌大的数据采集卡就实现了,谁还能说不灵活呢?对了,这也可以说成是便携性,可是座在这里一天了也懒得划分的那么仔细了,见谅。
其实虚拟仪器的灵活性体现在功能的变化上,换句话说同一块数据采集卡根据测试需求可以设计出不同测试功能的虚拟仪器,或者我们强调它可以由使用者来自定义它的测试功能(当然是指具有开发能力的使用者)。
顺便说一下,由于LabVIEW简单易学,即学即用的特点使灵活性更加鲜明。
如果我们希望利用虚拟仪器的形式来满足自定义的测试或控制需求时,或者希望成为这方面的设计者时,如何能达到这个目的呢?那就要涉及到我们下面谈到的“虚拟仪器技术”了。在下一单元我们将讨论:什么是“虚拟仪器技术”。
(未完待续)
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