虚拟仪器技术及其在湿度测量中的应用

　　当今世界正处于信息技术飞速发展的时代,现代化仪器仪表已经集成一定程度的信息存储、分析功能.然而随着科学技术的发展,测试对象和环境的复杂化,一些经典的仪器仪表就显示出一定的不足之处,需要根据实际情况进行升级换代.个人计算机、商业计算机和大型计算机应用的普及,使充分利用各种级别的计算机来实现虚拟仪器仪表成为可能.从实际应用中来看,虚拟仪器已经体现出了相对经典仪器仪表而言很大的优越性.特别是一些需要进行大量计算机来处理信息的场合,计算机就更能体现出其在数据处理方面的卓越性能.

　　1　虚拟仪器的概念与特点

　　虚拟仪器的概念最早是由美国国家仪器公司(National InstrumentCorp. )于1986年提出的.这一概念的核心是:以计算机作为仪器统一的硬件平台,充分利用计算机独具的运算、存储、回放、调用、显示以及文件管理等智能化功能,同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化,使之与计算机结合起来融为一体,这样便构成了一台从外观到功能都完全与传统硬件仪器相同,同时又充分享用计算机智能资源的全新的仪器系统.由于仪器的专业化功能和面板控件都是由软件形成,因此国际上也有把虚拟仪器直接称为“软件即仪器”[1].

　　虚拟仪器的这一思想,使得仪器的结构(包括软件结构和硬件结构)完全摆脱了传统的以单元电路为核心的机架层叠式结构,进一步发展成为以仪器功能为核心的功能模块式结构.一套完整的虚拟仪器的设计可以抽象为各个功能模块的设计,而将软件技术中的模块化概念运用到功能模块的设计中来无疑会极大地提高各功能模块乃至整个系统地开发效率.而且,将软件技术与仪器技术相结合而产生的虚拟仪器由于具有模块化特征,因此灵活性好、可扩展性强、性价比高.

　　2　虚拟仪器的结构

　　虚拟仪器的系统构成包括软件构成和硬件构成.而它的软、硬件都具有开放性、模块化、可复用性及互换性等特点.因此,用户可以根据自己的需要灵活组合,大大提高了使用效率,减少了投资,克服了传统仪器的缺点.虚拟仪器的出现是仪器领域的一个突破,而高性能总线系统的出现为虚拟仪器的发展提供了新的动力,进一步增强了虚拟仪器的功能,高性能总线的系统结构为虚拟仪器的开发提供了更为理想的平台.虚拟仪器的系统结构框图如图1所示[2]:

　　2. 1　软件构成

　　软件式虚拟仪器的灵魂,虚拟仪器的全部工作都是在软件的控制下进行的,软件的设计质量直接影响虚拟仪器系统的性能.虚拟仪器的软件部分通常包括通讯软件、虚拟面板和数据处理软件.