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一、什么是虛擬儀器？為什么選擇虛擬儀器技術(shù)? 

   虛擬儀器技術(shù)就是用戶自定義的基于PC技術(shù)的測(cè)試和測(cè)量解決方案，其4大優(yōu)勢(shì)在于：性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間少，以及出色的集成功能。

   1．1 性能高 

   虛擬儀器是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所以*“繼承”了以現(xiàn)成即用的PC技術(shù)為主導(dǎo)的商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能超卓的處理器和文件I/O，使您在數(shù)據(jù)導(dǎo)入磁盤的同時(shí)就能實(shí)時(shí)地進(jìn)行復(fù)雜的分析。隨著數(shù)據(jù)傳輸?shù)接豺?qū)功能的不斷加強(qiáng)，以及與PC總線的結(jié)合，高速數(shù)據(jù)記錄已經(jīng)較少依賴大容量的本地內(nèi)存。以一臺(tái)60G的示波器為例，在采用虛擬儀器技術(shù)的情況下，構(gòu)建這樣一臺(tái)示波器是相當(dāng)簡(jiǎn)單的，只要將一臺(tái)基于PC的數(shù)字轉(zhuǎn)換器放置在PC機(jī)中，就能以高達(dá)每秒100MB的速度將數(shù)據(jù)導(dǎo)入磁盤。

   虛擬儀器技術(shù)的另一突出優(yōu)勢(shì)就是不斷提高的網(wǎng)絡(luò)帶寬。因特網(wǎng)和越來(lái)越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的數(shù)據(jù)分享進(jìn)入了一個(gè)全新的階段，將因特網(wǎng)和NI的軟硬件產(chǎn)品相結(jié)合，您就能夠輕松地與地球另一端的同事共享測(cè)量結(jié)果，分享“天涯若比鄰”的便捷。
 

圖1 虛擬儀器技術(shù)基礎(chǔ)的發(fā)展歷程

   1．2 擴(kuò)展性強(qiáng)

   NI的軟硬件工具使得工程師和科學(xué)家們不再局限于當(dāng)前的技術(shù)中。得益于NI軟件的靈活性，只需更新您的計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以zui少的硬件投資和極少的、甚至無(wú)需軟件上的升級(jí)即可改進(jìn)您的整個(gè)系統(tǒng)。在利用科技的時(shí)候，您可以把它們集成到現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備，zui終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時(shí)間。

   1．3 開(kāi)發(fā)時(shí)間少

   在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上，NI的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的技術(shù)結(jié)合在一起。NI設(shè)計(jì)這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時(shí)還提供了靈活性和強(qiáng)大的功能，使您輕松地配置、創(chuàng)建、部署、維護(hù)和修改高性能、低成本的測(cè)量和控制解決方案。

   1．4 的集成

   虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說(shuō)是一個(gè)集成的軟硬件概念。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成多個(gè)測(cè)量設(shè)備來(lái)滿足完整的測(cè)試需求，但是這些不同設(shè)備間的連接和集成總是耗費(fèi)大量時(shí)間，不是輕易可以完成的。NI的虛擬儀器軟件平臺(tái)為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，例如數(shù)據(jù)采集、視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)和分布式I/O等等，幫助用戶輕松地將多個(gè)測(cè)量設(shè)備集成到單個(gè)系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。為了獲得zui高的性能、簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)過(guò)程和系統(tǒng)層面上的協(xié)調(diào)，這些不同的設(shè)備必須保持其獨(dú)立性，同時(shí)還要緊密地集成在一起。NI的結(jié)構(gòu)可以使們快速創(chuàng)建測(cè)試系統(tǒng)，并隨著要求的改變輕松地完成對(duì)系統(tǒng)的修改。得益于這一集成式的構(gòu)架帶來(lái)的好處，您的系統(tǒng)可以更具競(jìng)爭(zhēng)性，因?yàn)槟梢愿卦O(shè)計(jì)和測(cè)試高質(zhì)量的產(chǎn)品，并將它們更快速地投入市場(chǎng)。


圖2 虛擬儀器的應(yīng)用場(chǎng)合

   此外，NI產(chǎn)品的其他*之處：

   1、多種產(chǎn)品供選擇：

   面對(duì)目前市場(chǎng)上的所有測(cè)量軟硬件工具，工程師們要花很多時(shí)間去學(xué)習(xí)如何使用它們，所以花時(shí)間選擇合適的工具這一點(diǎn)至關(guān)重要。NI為您提供了種類齊全的測(cè)試測(cè)量硬件產(chǎn)品，從數(shù)據(jù)采集、信號(hào)條理、聲音和振動(dòng)測(cè)量、視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通訊*。無(wú)論您要進(jìn)行一個(gè)新的項(xiàng)目或進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域，簡(jiǎn)單易用、界面友好的虛擬儀器軟件都能為您帶來(lái)與硬件設(shè)備無(wú)縫的集成，結(jié)合NI的測(cè)試測(cè)量工具，幫助您解決應(yīng)用中的實(shí)際需求。因?yàn)闀r(shí)間就是金錢，NI的工具能夠維護(hù)您的在時(shí)間上的投資，幫助您成為一名更的工程師。

   2、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和長(zhǎng)期的兼容性

   根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)能使您在現(xiàn)在甚至是將來(lái)都可以節(jié)省開(kāi)發(fā)和維護(hù)的成本。NI深知這一點(diǎn)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，我們也在積極地參與和推動(dòng)開(kāi)放式的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)。
   NI在致力于提供的技術(shù)的同時(shí)保證了系統(tǒng)對(duì)之前版本的兼容性，所以工程師和科學(xué)家們可以在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)一直使用同一個(gè)解決方案。為了獲得這種長(zhǎng)期的解決方案，NI提供了一個(gè)軟件構(gòu)架，它包括標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口（application programming interfaces，簡(jiǎn)稱 API）以便在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)不斷改進(jìn)的同時(shí)確保兼容性和可擴(kuò)展性。

   3、服務(wù)和

   NI在40多個(gè)國(guó)家設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，為分布在的用戶提供服務(wù)和。NI中國(guó)和系統(tǒng)聯(lián)盟商所組成的專業(yè)服務(wù)隊(duì)伍竭誠(chéng)與您合作，為您的*的應(yīng)用需求設(shè)計(jì)出*的解決方案。NI的應(yīng)用工程師也可以通過(guò)、和訪問(wèn)公司的中文提供完善的售后。


圖3 基于LabVIEW的分布式測(cè)量與控制系統(tǒng)

   二、LabVIEW有哪些新的性能？

   在LabVIEW 7 Express的成功基礎(chǔ)上, LabVIEW 7.1使用NI-DAQmx將Express技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展到了Real-Time（實(shí)時(shí)）、TEDS（Transducer Electronic Data Sheet）、模塊化儀器、Express VI（快速VI）、用于數(shù)字信號(hào)分析儀（DSA）的DAQ Assistant（數(shù)據(jù)采集助手），以及PDA DMM等方面。同時(shí)，LabVIEW 7.1還是LabVIEW RT模塊的zui重要的一次升級(jí)，它發(fā)布了Execution Trace Toolkit（執(zhí)行跟蹤工具包）和的定時(shí)循環(huán)，以及臺(tái)式PC上的LabVIEW RT模塊。此外，LabVIEW FPGA與PDA模塊的7.1版本為您各種各樣的特性及功能，幫您以的速度完成應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

   使用Express技術(shù)，可以有更多的I/O選擇，更好的運(yùn)行性能 

   1、很容易與各種范圍的I/O信號(hào)連接，包括NI模塊化儀器，支持TEDS的傳感器，以及DSA（動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀） 

   2、使用比以往快兩倍的數(shù)學(xué)算法及新的開(kāi)發(fā)工具，快速創(chuàng)建專業(yè)的應(yīng)用程序

   因?yàn)橛辛嘶贚APACK/BLAS的數(shù)學(xué)算法以及諸如導(dǎo)航窗口等許多新的工具，您可以發(fā)現(xiàn)開(kāi)發(fā)快速的顯著變化 

   三、什么是PXI?

   PXI是一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化應(yīng)用度身定制的模塊化儀器平臺(tái)，具備機(jī)械、電氣與軟件等多方面的專業(yè)特性。PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）充分利用了當(dāng)前zui普及的臺(tái)式計(jì)算機(jī)高速標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)——PCI。PXI規(guī)范是CompactPCI規(guī)范的擴(kuò)展。CompactPCI定義了封裝堅(jiān)固的工業(yè)版PCI總線架構(gòu)，在硬件模塊易于裝卸的前提下提供的機(jī)械整合性。

   因此，PXI產(chǎn)品具有級(jí)別更高、定義更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)沫h(huán)境一致性指標(biāo)，符合工業(yè)環(huán)境下振動(dòng)、撞擊、溫度與濕度的極限條件。PXI在CompactPCI的機(jī)械規(guī)范上強(qiáng)制增加了環(huán)境性能測(cè)試與主動(dòng)冷卻裝置，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成并確保不同廠商產(chǎn)品之間的互用性。此外，PXI還在高速PCI總線的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了測(cè)量與自動(dòng)化系統(tǒng)的定時(shí)與觸發(fā)特性。 

   總的來(lái)說(shuō)，PXI是一種堅(jiān)固的模塊化儀器平臺(tái)，它提出了基于計(jì)算機(jī)的高性能標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量與自動(dòng)化方案。以合理的價(jià)位提供比原有系統(tǒng)架構(gòu)出色得多的性能。PXI用戶自然地享有很多便利，如廉價(jià)、易用、靈活的PC技術(shù)；開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及與CompactPCI產(chǎn)品的*互用性。

   四、應(yīng)用實(shí)例

   阿爾卡特美國(guó)公司是的世界上電信設(shè)備制造商之一。位于加州佩塔盧馬的接入部，開(kāi)發(fā)Litespan接入平臺(tái)一種光纖數(shù)字環(huán)路載波（DLC）。DLC能夠?qū)⒐局行臋C(jī)房普通銅線上的業(yè)務(wù)傳遞到更遠(yuǎn)的地方。通過(guò)LabVIEW，在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)了一個(gè)全面測(cè)試方案。同時(shí)測(cè)試對(duì)每個(gè)信道單元的16個(gè)ANSI要求的環(huán)路和4條ISDN線路的一個(gè)信道單元進(jìn)行測(cè)試時(shí)，每項(xiàng)測(cè)試所花費(fèi)的時(shí)間為12分鐘。由于一些信道單元需要測(cè)試某個(gè)溫度范圍內(nèi)的狀況，因而整個(gè)測(cè)試需要幾天的時(shí)間。

   Allen Klein美國(guó)阿爾卡特公司Litespan硬件質(zhì)量部的一位工程師，在程序中增加了一項(xiàng)功能，使得測(cè)試可以全天進(jìn)行，甚至在周末也行。這項(xiàng)功能極大地?cái)U(kuò)展豐富了測(cè)試平臺(tái)，提高了測(cè)試效率。