虚拟仪器技术的测试系统设计与标准化运用

　　测试系统的通用化是测试设备研制发展的必然趋势，对测试设备的使用、维护、功能扩展以及降低设备制造使用维护费用等都具有重要意义。80年代 初，美国提出了军用测试设备的通用化概念，旨在降低测试系统生命周期的费用并确保测试系统的标准化为测试设备的升级改造创造条件。随着计算机技术、大规模 集成电路技术和通信网络技术的飞速发展，虚拟仪器技术在国内外已广泛地应用在通讯、自动化、航空、电力、电子等各个领域。1985年美国NI公司推出了 LabVIEW软件和Lab Windows/CVI开发软件，LabVIEW图形化编程风格的开发和运行程序平台，开启了虚拟仪器技术的先河。LabWindows/CVI是为熟悉 C 语言的开发人员准备的在 Windows 环境下的标准 ANSIC 开发环境。除了上述的优秀开发软件之外，美国 HP公司的 HPVEE和 HPTIG 平台软件、Tektronis 公司的 EzTest和 TekTNS 软件以及HEMData 公司的SnapMarter 平台软件也是国际上公认的优秀虚拟仪器开发平台软件。虽然我国从90年代开始才有一些大学相继开展虚拟仪器研发工作，但发展速度很快，发展重点在研制具有 自主知识产权的虚拟仪器软件平台并开发相应的虚拟仪器设备。

　　1 虚拟仪器的定义

　　虚拟仪器(Virtual Instrument)是指通过应用程序将计算机与功能化模块硬件结合起来，用户可以通过友好的图形界面来操作这台计算机，就像在操作自己定义、自己设计 的一台独立的仪器一样，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据存储等。虚拟仪器是以计算机为核心、在Windows等操作系统平台上运行的， 所以它具有一机多功能的特点，可以同时运行多个软件，作为多种仪器使用，此类具有多功能的仪器系统称之为虚拟集成仪器系统。

　　虚拟仪器和传统仪器相比具有以下的特点：

　　● 虚拟仪器的关键环节是软件：在确定通用硬件平台的基础上，由软件取代传统仪器中的硬件完成仪器功能 ，强调“软件就是仪器”的新理念;

　　● 基于计算机总线、模块化仪器总线、计算机网络技术和接口技术，虚拟仪器系统具有更方便灵活的互联能力，广泛支持诸如CAN，Field- Bus，ProfiBus 等各种工业总线标准，仪器功能用户可以根据需要由软件定义，而不是事先由厂家定义，这样易于实现测量、控制过程的网络化;

　　● 基于计算机的开放式标准体系结构，开发与维护费用低，系统组建时间短;当需要增加新的测量功能时，只需要增加软件模块或通用的硬件模块，缩短了系统的更新 时间，有利于系统的扩展。应用软件不像传统仪器的硬件那样存在元器件老化的问题，大大节省了维护费用，延长了设备的使用寿命;