《虛擬儀器技術(shù)分析與設(shè)計(jì)》第5版歡迎使用課件課程介紹“虛擬儀器技術(shù)分析與設(shè)計(jì)”三大任務(wù)任務(wù)之一：了解虛擬儀器基本概念任務(wù)之二：學(xué)會(huì)使用LabVIEW

任務(wù)之三：掌握虛擬儀器設(shè)計(jì)方法主要學(xué)習(xí)內(nèi)容第1章虛擬儀器概述第2章虛擬儀器總線接口技術(shù)第3章虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)LabVIEW第4章虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第5章虛擬儀器數(shù)據(jù)采集第6章虛擬儀器信號(hào)分析與處理第7章虛擬儀器通信技術(shù)第8章虛擬儀器設(shè)計(jì)實(shí)例教學(xué)參考書

《虛擬儀器技術(shù)分析與設(shè)計(jì)》

(第5版)

張重雄等編著

電子工業(yè)出版社2025-06“十三五”江蘇省高等學(xué)校重點(diǎn)教材“新工科建設(shè)·電子信息類精品教材第1章虛擬儀器概述1.1虛擬儀器的基本概念VirtualInstrument，VI什么是虛擬儀器?

虛擬儀器是指在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶自己設(shè)計(jì)定義，具有虛擬的操作面板，測(cè)試功能由測(cè)試軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器概念的理解軟面板插入計(jì)算機(jī)儀器卡虛擬的含義虛擬的儀器面板

傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是實(shí)物，而虛擬儀器面板控件是外形與實(shí)物相像的圖標(biāo)，其操作對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的軟件程序，使用鼠標(biāo)式鍵盤操作虛擬面板的控件。虛擬儀器的測(cè)控功能

傳統(tǒng)的儀器特別是早期的儀器，它的功能是通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而虛擬儀器是通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。儀器概念的轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)儀器廠商定義功能虛擬儀器用戶定義功能1.2虛擬儀器的組成虛擬儀器的組成包括：硬件

軟件兩個(gè)基本要素1.2.1虛擬儀器的硬件結(jié)構(gòu)虛擬儀器的硬件結(jié)構(gòu)

虛擬儀器構(gòu)成方案基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器基于GPIB總線方式的虛擬儀器基于VXI總線方式的虛擬儀器基于PXI總線方式的虛擬儀器基于LXI總線方式的虛擬儀器（1）基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器在以PC機(jī)為基礎(chǔ)的虛擬儀器中，插入式數(shù)據(jù)采集卡DAQ(DataAcquisition)是虛擬儀器中最常用的接口形式之一。其功能是將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)，或?qū)⒂?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸出給受控對(duì)象。（2）基于GPIB總線方式的虛擬儀器GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)是由HP公司于1978年制定的總線標(biāo)準(zhǔn)，是傳統(tǒng)測(cè)試儀器在數(shù)字接口方面的延伸和擴(kuò)展。GPIBInterfaceDMMGPIB電纜（3）基于VXI總線方式的虛擬儀器在虛擬儀器技術(shù)中最引人注目的應(yīng)用是基于VXI（VMEbuseXtensionforInstrumentation）總線的自動(dòng)測(cè)試儀器系統(tǒng)。由于VXI總線具有標(biāo)準(zhǔn)開放、結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強(qiáng)、定時(shí)和同步精確、模塊可重復(fù)利用、眾多廠家支持等優(yōu)點(diǎn)，所以得到廣泛應(yīng)用。（4）基于PXI總線方式的虛擬儀器PXI（PCIeXtensionsforInstrumentation）總線是NI公司在1997年9月1日推出的全新的開放性模塊化儀器總線規(guī)范。它以CompactPCI為基礎(chǔ)，是PCI總線面向儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展。PXI總線符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)械、電氣和軟件特性方面充分發(fā)揮了PCI總線的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。（5）基于LXI總線方式的虛擬儀器2004年9月，VXI科技公司和安捷倫公司共同推出一種適用于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的新一代基于局域網(wǎng)（LAN）的模塊化測(cè)量?jī)x器接口標(biāo)準(zhǔn)LXI（LAN-basedeXtensionsforInstrumentation），即基于LAN的儀器擴(kuò)展。開放式的LXI標(biāo)準(zhǔn)于2005年9月正式公布，隨后，LXI標(biāo)準(zhǔn)的特有模塊儀器和測(cè)量系統(tǒng)投入市場(chǎng)。1.2.2虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu)“軟件就是儀器”，當(dāng)虛擬儀器的硬件平臺(tái)建立起來(lái)之后，設(shè)計(jì)、開發(fā)、研究虛擬儀器的主要任務(wù)就是編制應(yīng)用程序；在虛擬儀器系統(tǒng)中，硬件僅僅是為了解決信號(hào)的輸入輸出，軟件才是整個(gè)儀器的關(guān)鍵。虛擬儀器的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)虛擬儀器應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)基于文本式編程語(yǔ)言開發(fā)工具

VC++，VB，C++Build，LabWindows/CVI，Delphi等基于圖形化編程語(yǔ)言開發(fā)工具

LabVIEW（NI公司）VEE（Agilent公司）GraphicalProgrammingLabWindows/CVIHPVEE1.2.3虛擬儀器系統(tǒng)以PC-DAQ接口的虛擬儀器為例，虛擬儀器系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖。1.3虛擬儀器的特點(diǎn)（1）突出“軟件就是儀器”的概念（2）豐富和增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能（3）儀器由用戶自己定義（4）開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（5）便于構(gòu)成復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)性好虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較1.4虛擬儀器的應(yīng)用航空航天教學(xué)核工業(yè)軍工通信測(cè)試鐵道…….1.5虛擬儀器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)虛擬儀器技術(shù)