虚拟仪器常见问题Word格式文档下载.docx
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什么使得LabVIEW关于虚拟仪器如斯完美？
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虚拟仪器是若何应用最新的软件趋势？
……………………………………………………………………………..15什么是测量办事软件？
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虚拟仪器硬件问题……………………………………………………………………………………………………..18
虚拟仪器软件运行于什么硬件I/O和平台？
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新的总线技巧如USB2.0和PCIExpress若何进步虚拟仪器的机能？
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以太网给虚拟仪器带来的益处是什么？
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虚拟仪器技巧和NI
什么缘故虚拟仪器技巧十分须要？
虚拟仪器十分须假如因为它赐与了仪器快速的适应才能，这是当今的不雅念、产品、过程设计、开创和配送所要求的。
只有虚拟仪器能够使得工程师和科学家能够或许创建用户定义的仪器以与世界的须要同步。
为了知足更快地改革和传递不雅念与产品那个赓续增长的须要，科学家和工程师正转向先辈的电子元件、处理器和软件。
以现代的手机为例，大年夜多半具有上一代的最新特点，包含音频、德律风本和文本消息机能。
新的版本包含摄像机、MP3播放器、蓝牙收集和因特网扫瞄功能。
因为设备变得越来越以软件为中间，因此先辈的电子元件进步功能是可能的。
工程师和科学家无需改变硬件就能够给设备添加新功能，这就造成了无需花费昂贵的硬件成本就能够进步不雅念和产品。
这延长了产品的生命和应用刻日同时削减了产品交付时刻。
工程师和科学家能够经由过程软件进步功能而不消为了一个特定的工作开创专门的电子元件。
然而，这种功能的进步却付出了价值。
进级的功能引入了弗成见的互相感化或缺点的可能性。
是以，正如设备级的软件有助于快速开创和扩大功能一样，设计和测试仪器也必须改变以考查改进的机能。
知足这些须要的独一方法确实是应用测试和操纵体系构造（也是软件为中间的）。
因为应用了高效力的软件、模块化I/O和商用平台，因此虚拟仪器专门定位在与最新不雅念和产品开创速度同步。
NI的LabVIEW，一个领先的虚拟仪器图形化开创情形，应用符号或图形表示来加快开创。
软件应用符号表示功能，经由过程快速地设备图形块来巩固功能进一步加快了开创。
另一个虚拟仪器构成部分是模块化I/O，它设计成能够灵敏地以任何次序或数量进行组合来确保虚拟仪器能够或许监督和操纵随便率性一个开创方面。
应用为模块化I/O精心设计的软件驱动，工程师和科学家能够在并行操作时代快速地获得功能。
虚拟仪器第三个构成部分——商用平台应用（经常因为精确同步而获得加强）——确保了虚拟仪器应用了最新的运算机机能和数据传输技巧。
这使得虚拟仪器建立在一个经久的技巧差不多之上，那个差不多与在处理器、总线等方面的高额投资成比例关系。
总而言之，跟着改革要求软件应用加快新的不雅念和产品开创，它也要求仪器灵敏适应新功能。
因为虚拟仪器应用了软件、模块化I/O和商用平台，它使得仪器非分专门的相符保持与当今不雅念和产品开创同步的要求。
什么是虚拟仪器技巧?
应用虚拟仪器技巧，基于用户需求的软件定义了通用目标的测量和操纵硬件功能。
虚拟仪器将主流的商用技巧如PC和灵活性的软件以及广泛的测量和操纵硬件结合到一路，是以工程师和科学家能够或许创建完全知足他们须要的用户定义的体系。
应用虚拟仪器，工程师和科学家缩短了开创时刻，设计出了更高质量的产品同时削减了设计成本。
图1.虚拟仪器结合了高效的软件、模块化I/O和可扩大的平台
NI在15余年前引入了虚拟仪器技巧，从而改变了工程师和科学家测量周围的世界和使之主动化的方法。
2004年，NI在90个国度发卖了跨过6百万套虚拟仪器。
今天，虚拟仪器差不多获得了主流的接收同时在全世界数以千计的工业应用中应用，从汽车到花费电子，再到石油和燃气。
什么缘故虚拟仪器技巧如斯成功？
虚拟仪器技巧经由过程供给一种建立测量和主动体系的极新模型而获得主流的采取。
它成功的关键包含灵敏的PC成长，爆炸性的低成本、高机能的数据转换成长（半导体）以及体系设计软件的显现。
这些身分使得虚拟仪器体系能够或许接近广泛的用户。
专门是PC机能在往常的20年间增长了10,000多倍。
经由过程应用每个新一代的PC处理器、显示和I/O总线分析测量和解决新的应用挑战，虚拟仪器充分应用了PC机能的进步。
这些快速的成长，以及黉舍更早地开端专业技巧和运算机常识的普及这一广泛趋势，都促成了基于运算机的虚拟仪器的成功应用。
图2,PC10,000倍的机能进步有助于使令虚拟仪器体系机能进步
虚拟仪器另一个驱动器是高机能、低成本的仿照—数字（ADC）和数字—仿照（DAC）转换器的成长。
诸如无线通信和高清晰度视频的应用赓续地阻碍着这些技巧。
当传统专有转换技巧趋于迟缓成长时，商用半导体技巧却趋于服从摩尔定律——每18个月机能翻一番。
虚拟仪器硬件应用广泛可得的半导体来供给高机能的测量前沿产品。
最后，供给了设计自定义仪器体系直不雅界面的体系设计软件进一步促进了虚拟仪器的成长。
LabVIEW恰是这类软件的一个例子。
LabVIEW图形化开创情形供给了编程说话的机能和灵活性，以及专为测量和主动化应用设计的高层功能和设备功能。
图3.在LabVIEW图形化开创情形里开创的典范代码
什么使得NI在虚拟仪器范畴处于领先地位？
简而言之，谜底是软件。
软件使得工程师和科学家能够或许创建用户自定义的仪器。
任一虚拟仪器的核心确实是灵活的软件，而NI制造了世界上最好的虚拟仪器软件平台之一——LabVIEW。
LabVIEW是一个强大年夜的图形化开创情形，用于旌旗灯号采集、测量分析和数据显示，无需传统开创对象的复杂性就赐与了编程说话的灵活性。
自1986年NI引入有用Macintosh操作体系的LabVIEW以来，它就灵敏且持之以恒地吸引那些寻求一种高效且强大年夜的编程说话来用于测试、操纵和设计应用的工程师和科学家。
今天，LabVIEW是数以千计的工程师和科学家首选的图形化开创情形。
关于那些偏爱基于文本编程的工程师，NI也供给了针对ANSIC和LabWindows/CVI的应用法度榜样开创情形，以及应用VisualStudio.NET和MeasurementStudio进行虚拟仪器开创的对象。
图4.LabVIEW是用于基于PC数据采集和仪器操纵范畴的领先应用软件
因此软件是每个虚拟仪器的核心，然而几乎所有的虚拟仪器都须要测量硬件精确地取得测量成果。
因为自力于所选择的编程情形，因此虚拟仪器软件必须供给杰出的与体系测量硬件的结合。
NI的软件，包含LabVIEW，供给了与来自上千家第三方硬件厂商数以万计产品的开放式连接，如传感器、摄像机、履行器、传统仪器和插入式设备（USB、PCI等）。
2004年，NI测量硬件供给给客户跨过6,000,000套虚拟仪器测量设备。
从低成本的USB数据采集到图像采集和过程操纵视觉体系，再到2.7GHz的RF测量和GPIB总线通信，NI差不多在25,000多家公司面前展现了它能够供给完成虚拟仪器所须要的测量硬件和可扩大的硬件平台。
什么使得NI差别于其他虚拟仪器公司？
25年来，NI一向是虚拟仪器范畴的引导者。
这种引导力经由过程连续且一贯的立异而赓续成长并连续。
因为NI制造并改革了#1虚拟仪器图形化开创情形LabVIEW，它吸引了数以千计的工程师和科学家建立虚拟仪器。
经由过程明白得客户项目开创需求，NI一贯地供给跳跃式的软件改革，包含Express技巧、LabVIEW及时模块和LabVIEWPDA模块，以及NISignalExpress：
1.Express技巧
2003年，NI为LabVIEW、LabWindow/CVI和MeasurementStudio创建了Express技巧，在储存强大年夜的功能的同时削减代码复杂性。
今天，跨过50%的数据采集客户应用DAQ助手来简化数据采集义务。
2.LabVIEW及时模块和LabVIEWPDA模块
NI为应用LabVIEW及时模块完成确信性履行扩大了LabVIEW，同时开创了与之匹配的硬件平台使得嵌入式应用法度榜样运行成为实际。
LabVIEWPDA模块将虚拟仪器和LabVIEW平台扩大至手持设备。
3.NISignalExpress
设计和测试工程师要求NI供给虚拟仪器软件来交互式测量和分析数据。
作为回应，NI创建了SignalExpress——一个拖放且无需编程的完美情形用来经进行试探性测量。
除了强大年夜的软件优势，NI是浩渺虚拟仪器公司中供给了最为广泛和立异性的I/O选择。
为了赞助工程师和科学家知足赓续激增的需求，NI赓续地宣布产品以进一步扩大产品的宽度。
一些比来的硬件改革例子包含NIUSBDAQ设备，NIM系列DAQ设备和NICompactRIO：
1.USBDAQ设备
在比来的查询拜望中，70%的NI数据采集（DAQ）客户表示他们欲望在不久的今后购买多功能的USBDAQ设备。
在那个月，NI宣布了NIUSB-6008，价格定为$145US（这是多功能DAQ设备最新的低价点）。
2.M系列DAQ设备
NI在2004年后期宣布M系列DAQ设备产品线之时确立了在插入式数据采集范畴的引导地位。
第一个18位的PCI设备，第一个具有最高吞吐量达六个DMA通道的PCI数据采集设备以及立即获得专利的设备校准筹划等等这些都只是那个设备系列与众不合的特点中的一小部分。
3.NICompactRIO可设备的操纵和I/O
NII/O产品中最有立异性的新增功能之一确实是CompactRIO。
经由过程一个位于I/O平台核心的FPGA芯片，工程师应用LabVIEWFPGA能够创建自定义的硬件同时能够赓续得反复自定义。
什么用户应用NI的虚拟仪器产品？
NI的客户包含工程师、科学家和专门多工业范畴的专业技巧人士。
从测试DVD录像机导研究先辈的医药，他们都应用NI的软件和硬件以开创用户定义的仪器同时以更快的速度、更低的成本供给各类产品和办事。
那个地点是一些客户若何应用NI虚拟仪器产品的例子：
1.APRacing——建立Formula1测径器和刹车测试测力计
30多年来，APRacing一向是世界上刹车测径器和赛车聚散器技巧及临盆方面的引导者。
APRacing认为应用一个新的专门的测力计能够带来明显的优势，同时应用NI的DAQ设备和LabVIEW所构建的虚拟仪器供给了它所须要的灵活性以在市场中改革。
2.Lexmark——墨盒电气机能测试
LexmarkInternational公司的EdColeman说：
“跟着应用基于PC的模块化仪器和工业标准软件来以起码的开创时刻连续改良我们的测试体系从而知足最新的要求，同时进级至NI5122、NI6552和LabVIEW7Express，因而我们进步了产品的质量和产量同时以最小的开创费用进步了我们的测试机能。
3.TexasInstruments——RF和无线组件特点测试
德州仪器（TI）拥有将近40亿美元的收益，是领先的无线IC供给者之一。
为了简化特点测试过程，TI创建了由NITestStand和LabVIEW使令的测试开创、治理和主动化软件。
经由过程应用NI产品，TI扩大年夜了市场同时没有损掉质量和资本。
4.Drivven——摩托车引擎操纵单位（ECU）原型设计
在往常的项目中，Drivven至少要花费2人-年（man-year）和$500,000来应用自定义的硬件开创ECU原型。
关于那个项目，设备成本（包含摩托车和CompactRIO）总计$15,000，同时开创时刻只花费了将近3人-月（man-month）。
基于FPGA的可反复设备的硬件、CompactRIO和LabVIEW及时模块供给了靠得住性和精确的准时资本，同时体系十分稳固，足以遭受极高的操作情形温度和振动。
虚拟仪器和传统仪器的比较
虚拟仪器是由用户定义，而传统仪器的功能是固定的且由厂商定义。
图5.传统仪器（左图）和基于软件的虚拟仪器（右图）具有专门多雷同的构造组件，然则在体系构造道理上完全不合
每一个虚拟仪器都由两部分构成——软件和硬件。
关于当前的测量义务，虚拟仪器的标价与具有类似功能的传统仪器相差无几，甚至比它少专门多倍。
然而，因为虚拟仪器在测量义务改变时具有更大年夜的灵活性，因而跟着时刻的流逝，节俭的成本赓续累计。
经由过程不应用厂商定义的、预封装好的软件和硬件，工程师和科学家获得了最大年夜的用户定义的灵活性。
传统仪器把所有软件和测量电路封装在一路的产品供给给他们，这是以应用仪器前面板而损掉必定固定功能作为价值的。
而虚拟仪器则是供给完成测量或操纵义务所需的所有软件和硬件。
此外，应用虚拟仪器，工程师和科学家能够应用高效且强大年夜的软件来自定义采集、分析、储备、共享和显示功能。
那个地点是实际中出现灵活性的一些例子：
1.一个应用法度榜样，不合的设备
推敲如许一个专门的例子，一位工程师正在实验室的台式运算机PCI总线上应用LabVIEW和M系列DAQ设备开创一个应用法度榜样，以创建一个直流（DC）电压和温度测量应用。
在完成了体系构建之后，他须要在一个临盆层PXI体系上设备应用法度榜样以完成新产品的测试。
或者，他可能须要应用法度榜样具有便携性，因此他选择了NIUSBDAQ产品来完成义务。
在那个例子中，不管是何种选择，在这三种情形下，他都能够仅在一个法度榜样中应用虚拟仪器而无需改变代码。
图6.在专门多设备应用同样的应用法度榜样之时进级硬件十分轻松
2.专门多应用法度榜样，一个设备
推敲别的一个工程师，方才完成了一个应用最新的M系列DAQ设备和积分编码器测量电机地位的项目。
他的下一个项目是监督和记录那个电机的功率。
即使义务完全不合她也能够重用同样的M系列DAQ设备。
他所须要做的确实是应用虚拟仪器软件开创出新的应用法度榜样。
此外，假如须要的话，项目既能够与一个单一的应用法度榜样结合也能够运行在一个单一的M系列DAQ设备。
图7.经由过程为专门多应用法度榜样重用硬件削减成本
若何比较虚拟仪器和传统仪器硬件机能？
虚拟仪器的重要概念确实是使令实际虚拟仪器软件和硬件设备加快的策略。
NI致力于适应或应用诸如Microsoft、Intel、AnalogDevices、Xilinx以及其他公司的高投入技巧。
NI应用Microsoft在操作体系（OS）和开创对象方面的庞大年夜投资。
在硬件方面，NI基于AnalogDevices在A/D转换器方面的投资。
因为虚拟仪器是基于软件的，因此全然上假如你能够对它数字化，就能够对它进行测量。
是以，测量硬件可在两个坐标轴上不雅察，即辨论率（位）和频率。
参考下图能够看出虚拟仪器硬件测量机能与传统仪器的比较。
NI的目标确实是将曲线在频率和辨论率上延长同时在曲线内进行立异。
图8.虚拟仪器硬件与传统仪器的比较
专门多工程师和科学家都在实验室里将虚拟仪器和传统仪器相结合。
除此之外，一些传统仪器供给了特定的测量，即工程师和科学家宁愿厂商定义而不肯自定义的测量。
这就引出了一个问题，“虚拟仪器和传统仪器兼容吗？
”
虚拟仪器无一例外埠与传统仪器相兼容。
虚拟仪器软件平日供给了与常用通俗仪器总线相连接的库，例如GPIB、串行总线和以太网。
除了供给库之外，200多家仪器厂商向NI仪器驱动库供给了4000余种的仪器驱动。
仪器驱动供给了一套高层且人工可读的函数以与仪器接口。
每一个仪器驱动都专为仪器某一特定的模型而设计，从而为它专门的机能供给接口。
主动测试工业里一个全然的趋势确实是向基于软件的测试体系的重大年夜改变。
例如，美国国防部（DoD）是世界上最大年夜的主动测试设备（ATE）客户之一。
为了削减测试体系的成本并进步重用率，DoD经由过程海军的NxTest筹划差不多确信：
今后的ATE要应用建立在模块化硬件和可反复设备的软件之上的体系构造，称为综合性仪器。
采取综合性仪器代表了今后军用ATE体系标准和规范的重大年夜成长，同时反应出可反复设备的软件处于今后体系核心肠位这一全然改变。
基于软件测试体系的成功应用，例如综合性仪器，须要对硬件平台和市场上软件对象的明白得，以及对体系级体系构造和仪器级体系构造之间区其余明白得。
综合性仪器履行集团将综合性仪器定义为“一个可反复设备的体系，它经由过程标准化的接口连接一系列全然硬件和软件组件，从而产生旌旗灯号或者应用数值处理技巧进行测量”。
这与虚拟仪器的专门多性质雷同，虚拟仪器是“一个软件定义的体系，个中基于用户须要的软件定义了通用测量硬件的功能”。
两种定义享有合营的性质，即运行于商用硬件之上的可自定义软件的仪器。
经由过程将测量功能转向用户可接触并可反复设备的硬件，那些采取这种体系构造的仪器从具有更大年夜灵活性和可反复设备功能的体系中受益，同时这些体系反过来又进步了机能同时削减了成本。
虚拟仪器应用范畴
虚拟仪器技巧在往常的25年里是若何成长的？
虚拟仪器技巧一向在测试和测量范畴广泛应用。
同时，经由过程赓续的LabVIEW改革和数以百计的测量硬件设备，虚拟仪器技巧逐步扩大年夜了它所触及的应用范畴。
今天，NI领先将这一技巧扩大到操纵和设计部分。
曾促进了测试成长的益处正开端加快操纵和设计的成长。
工程师和科学家赓续进步对虚拟仪器的要求，以欲望有效地知足世界范畴的须要，他们恰是这一加快背后的驱动力。
比来NI加快测试、操纵和设计立异的一个例子确实是应用LabVIEWFPGA进行编程的基于FPGA的硬件。
假如工程师须要一个新的硬件机能，如板载DSP，或者新的触发模式，您甚至能够在同样的软件中定义这种机能同时将它应用在板载的FPGA上。
工程师和科学家一向能够经由过程应用LabVIEW和模块化I/O来创建高度集成的用户自定义体系，而现在他们也能够将可自定义设备才能扩大至硬件本身。
这种用户可设备才能和透亮度将会改变工程师建立测试体系的方法。
图9.LabVIEW应用户定义的仪器和可自定义的硬件成为可能
测试一向是虚拟仪器经久应用的范畴。
跨过25,000家公司（大年夜部分是测试和测量公司）应用NI的虚拟仪器。
现在，专门多公司都灵敏地采取了具有高达200MS/s数字化机能的产品。
PXI体系联盟拥有60多个成员，供给了数以百计的产品，同时数以万计的R&
D、验证和产品测试工程师和科学家正在应用成千上万的仪器驱动。
同时，现在关于测试的须要越来越大年夜。
跟着立异的方法越来越快，欲望新的不合的产品更快地进入市场的压力越来越大年夜。
花费者的期望在赓续的增长。
以电子市场为例，花费者要求不合的功能能够更低的成本在一个更小的空间获得集成。
近年来经济的低迷并没有阻拦改革的须要，然则却要求应用更少资本。
知足这些须假如贸易成功的一个身分——能够或许快速、一贯同时最靠得住地知足这些须要的公司必定能在竞争中占据决定性的优势。
所有这些前提都使令新的验证、考查和临盆测试须要。
一个能与立异保持同步的测试平台不是或有或无的，而是必须的。
那个平台必须包含具有足够适应才能的快速测试开创对象以在全部产品开创流程中应用。
产品快速上市和高效临盆产品的须要要求高吞吐量的测试。
为了测试花费者所要求的复杂多功能产品须要精确的同步测量才能，同时跟着公司赓续地结合立异以供给不合的产品，测试体系必须快速地调剂以测试这些新特点。
虚拟仪器是对这些挑战的一种改革性解决筹划。
它将快速软件开创和模块化、灵活的硬件结合在一路从而创建用户定义的测试体系。
虚拟仪器供给了：
∙用于快速测试开创的直不雅软件对象
∙基于立异商用技巧的快速、精确的模块化I/O
∙具有集成同步功能的基于PC的平台，以实现高精确度和高吞吐量
虚拟仪器技巧若何应用于操纵和工业应用？
PC和PLC在操纵和工业应用中都发挥着十分重要的感化。
PC带来了更大年夜的软件灵活性和更多的机能，而PLC则供给了优良的稳固性和靠得住性。
然则跟着操纵需求越来越复杂，加快机能并同时保持稳固性和靠得住性就成为公认的须要。
自力的工业专家差不多意识到了对对象的须要，这种对象应当能够或许知足赓续增长的对加倍复杂、动态、自适应和基于算法操纵的须要。
PAC恰是工业的需求也是虚拟仪器的答复。
一个自力的研究公司定义了可编程主动操纵器（PAC）来解决那个问题。
ARC研究机构的CraigResnick将PAC定义成：
1.多范畴功能（逻辑、活动、驱动和过程）——那个概念支撑多种I/O类型。
逻辑、活动和其他功能的集成是赓续增长的负责操纵方法的要求。
2.单一的多学科开创平台——单一的开创情形必须能支撑各类I/O和操纵筹划
3.用于设计贯穿多个机械或处理单位的应用法度榜样的软件对象——那个软件对象必须能适应分布式操作。
4.一组defacto收集和说话标准——那个技巧必须应用高投入技巧。
5.开放式、模块化体系构造——设计和技巧标准与规范必须是在实现中开放的、模块化的和可结合的。
PAC给PC软件的灵活性增加了PLC的稳固性和靠得住性。
LabVIEW软件和稳固、及时的操纵硬件平台关于创建PAC是十分完美的。
虚拟仪器技巧给设计带来的益处是什么？
应用各类软件设计对象的设计工程师必须应用硬件来测试原型。
平日，在设计时期和测试/验证时期之间没有一个优胜的接口，这就意味着设计必须经历一个完成时期而落后入测试/验证时期。
测试时期发明的问题须要赓续反复设计时期。
图10.测试在当今电子设备的设计和临盆中发挥侧重要的感化
事实上，开创过程有两个完全不合且分别的时期——设计和测试是两个零丁的实体。
在设
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