儀器儀表如何從傳統儀器走到虛擬儀器

    測試與測量是人類(lèi)認識客觀(guān)世界的最基本方法。儀器是實(shí)現測試與測量的工具。種類(lèi)繁多的各種儀器儀表，已經(jīng)歷了傳統儀器階段和虛擬儀器階段。傳統儀器的缺點(diǎn)是靈活性差，沒(méi)有擺脫獨立使用、手動(dòng)操作的模式，難以勝任復雜的多參數、多任務(wù)的測試要求。

儀器儀表如何從傳統儀器走到虛擬儀器

　　不同階段的儀器儀表技術(shù)，還同屬于具有一定的物理形態(tài)、主要靠自身硬件來(lái)實(shí)現其功能的儀器儀表，即傳統觀(guān)念上的具有物理實(shí)體的儀器儀表，其共同特征為都是不脫離物質(zhì)基礎的實(shí)體儀器，也具有形狀規格、功能特性不易更改和耗物質(zhì)資源等共同的物質(zhì)特征。

　　傳統的智能儀器主要在儀器技術(shù)中用了某種計算機技術(shù)，而虛擬儀器則強調在通用的計算機技術(shù)中吸收儀器技術(shù)。由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子工業(yè)測量技術(shù)與儀器上的應用，新的測試理論、新的測試方法、新的測試領(lǐng)域以及新的儀器結構不斷涌現，在許多方面已經(jīng)沖破了傳統儀器的概念。　

　　作為虛擬儀器核心的軟件系統具有通用性、通俗性、可視性、可擴展性和升級性，能為用戶(hù)帶來(lái)的利益，因此，具有傳統的智能儀器所無(wú)法比擬的應用前景和市場(chǎng)。

　　智能儀器是計算機科學(xué)、電子學(xué)、數字信號處理、人工智能、vlsi等新興技術(shù)與傳統的儀器儀表技術(shù)的結合。隨著(zhù)專(zhuān)用集成電路、個(gè)人儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器將會(huì )得到更加廣泛的應用。作為智能儀器核心部件的單片計算機技術(shù)是推動(dòng)智能儀器向小型化、多功能化、更加靈活的方向發(fā)展的動(dòng)力。可以預料，各種功能的智能儀器在不遠的將來(lái)會(huì )廣泛地使用在社會(huì )的各個(gè)領(lǐng)域。

　　虛擬儀器就是其中的一種，虛擬儀器是基于通用PC建立的可編程儀器及儀器系統，就是在以通用計算機為核心的硬件平臺上，由用戶(hù)設計定義、具有虛擬前面板、測試功能由測試軟件實(shí)現的一種計算機儀器系統。在虛擬儀器中，硬件僅僅是為了解決信號的輸入與輸出，軟件才是整個(gè)儀器的關(guān)鍵。用戶(hù)可以通過(guò)軟件構造幾乎任意功能的儀器。現在虛擬儀器已得到了廣泛應用，并成為當前國內外測試技術(shù)領(lǐng)域十分關(guān)注的技術(shù)熱點(diǎn)。　　

　　測量?jì)x器的主要功能都是由數據采集、數據分析和數據顯示等三大部分組成的。在虛擬現實(shí)系統中，數據分析和顯示完全用pc機的軟件來(lái)完成。因此，只要額外提供一定的數據采集硬件，就可以與pc機組成測量?jì)x器。這種基于pc機的測量?jì)x器稱(chēng)為虛擬儀器。在虛擬儀器中，使用同一個(gè)硬件系統，只要應用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測量?jì)x器。可見(jiàn)，軟件系統是虛擬儀器的核心，軟件就是儀器。　

　　隨著(zhù)PC、半導體和軟件功能的進(jìn)一步更新，虛擬儀器的功能和性能已被不斷地提高，如今在許多應用中，它已成為傳統儀器的主要替代方式。而虛擬儀器的各種優(yōu)點(diǎn)讓用戶(hù)可以放心地舍棄舊的傳統測量設備，接受更新型、以計算機為基礎的虛擬儀器系統。　

　　由于計算機的性能價(jià)格比不斷改進(jìn)，使虛擬儀器的價(jià)格更為大眾化，用戶(hù)不必再受限于傳統儀器的使用限制和昂貴的價(jià)格，進(jìn)一步降低了使用成本，減少了系統的開(kāi)發(fā)費用和系統的維護費用。此外，新型筆記本電腦又把虛擬儀器的便攜性和強大功能推向一個(gè)新的水平。所有這些必將加快虛擬儀器的發(fā)展，使它的功能和應用領(lǐng)域不斷增強和擴大。

　　與常規的溫度校準系統不同，虛擬儀器系統的核心是一臺計算機，它的功能硬件一臺帶有GPIB接口的高精度數字多用表和一臺溫度調節器。加熱控制順路是強電的可控硅元件及觸發(fā)電路，它接收溫度調節器的指令信號去調節檢定爐中加熱元件的電壓值。如果增加電子自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，可實(shí)現同爐中多支熱電偶溫度計的自動(dòng)校準工作。　

　　基于虛擬儀器的溫度校準系統完全能滿(mǎn)足在溫度校準實(shí)驗室中對不同溫度計使用不同標準設備進(jìn)行校準檢定的要求。它利用一套硬件設備，使用不同的軟件就可以滿(mǎn)足各種溫度和各個(gè)溫度段對校準的要求，并具有高精度、高效率和全自動(dòng)的特點(diǎn)，它是現代溫度計量室校驗設備發(fā)展的方向。

（來(lái)源：中國化工儀器網(wǎng)）