采用虚拟仪器技术 加快测控系统发展
虚拟仪器技术在风洞测控智能化中的应用
都应努力寻求 、 研究和建立一个可以统一 的ｉ 控策 贝 ０
略 ，以保证 在 当今 激烈 竞 争 的市 场形 势下 ，始 终处
于优势地位。虚拟仪器技术将计算机技术 、网络技 术和仪 器 、测控技术有 机地结合起来 ，具备模块 化、开放性 、灵活性和扩展性等特点 ，改变了传统 的、功能分散 的、模式 固定 的测试仪器状态 ，被誉 为引起 革新 的重 大突破 ，已在 国外发 达 国家广 泛使 用 。本文介绍风洞测控系统采用的虚拟仪器软件开
的测控 系统 ，或 者 对原 有 测 控 系 统 进行 技 术改 造 ，
验的风洞测控人员编程设计带来极大方便。
１ 国内外风 洞 测控 系统 中应 用虚 拟仪 器技
术概 况
１１ 智能测 量 系统 ． 在 风洞 试验 中 ，人 工神 经 网络 的非 线性 参数处 理 能力 明显 高于 其他 常规 途径 ，图 １ 明 了人 工 神 说 经 网络 在 Ｎ Ｓ ／ ａｌ Ａ Ａ Ｌｎｅ 究 中心 风 洞 实 验 过 程 中 ｙ研 的应 用 。在 Ｌ ｎｌｙ４ ２ ａｇ ．７×６７米 亚 音 速 风 洞 配 置 ｅ ．
（ ａｏ ａ Ｋ ｙＬｂｒｔｒ ｏ ｅｏ ）ａ ｉ Ｄ ｓ ｎ ａｄ Ｒ ｓａ ｈ ｏｔ— ｅｔｒ ｏ ｔｃｎｃ ｎｖｒｉ ，Ｘ ’ ｎ Ｎ ｔ ｎ ｌ ｅ ａｏａ ｙ ｆＡ ｒｄ ｍ ｃ ｅｉ ｎ ｅｅｒ ，Ｎ ｒ ｗ ｓ ｎ Ｐ ｌ ｅｈｉ Ｕ ｉｅｓｙ ｉ ｏ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｙ ｌ ａ ｔ ｉ ａ
型风洞 （ Ｆ ６风洞 ） Ｎ一 ，论述了采用虚拟仪器技术开发该风 洞智 能测控系统的实施方案 。 关键词 ：虚拟仪器技术 ；风洞 ；测控 ；人工智能
测控技术在石油化工行业的应用前景如何
测控技术在石油化工行业的应用前景如何石油化工行业作为国民经济的重要支柱产业，对于国家的能源安全和经济发展具有至关重要的意义。
测控技术作为一种能够实现对生产过程进行精确监测和控制的手段，在石油化工行业中的应用日益广泛，并展现出了广阔的发展前景。
测控技术在石油化工行业中的应用范围非常广泛。
从石油的勘探、开采，到原油的加工、炼化，再到各类化工产品的生产和储存，测控技术都发挥着不可或缺的作用。
在石油勘探领域，通过先进的测控设备，可以对地下地质结构进行精确探测，获取有关油气藏的位置、规模和性质等关键信息，为油气资源的有效开发提供有力支持。
在开采过程中，测控技术能够实时监测油井的压力、温度、流量等参数，优化开采方案，提高采收率。
在石油化工生产过程中，测控技术更是起着至关重要的作用。
例如，在炼油环节，通过精确的温度、压力和流量测控，可以保证炼油反应的顺利进行，提高产品质量和收率。
在化工产品的生产中，对反应过程中的各种参数进行严格控制，能够确保生产的稳定性和安全性，减少次品和事故的发生。
此外，测控技术还应用于石油化工产品的储存和运输环节，通过对储罐的液位、压力和温度等进行监测，以及对管道运输中的流量和压力进行控制，保障储存和运输的安全可靠。
随着科技的不断进步，测控技术在石油化工行业中的应用也在不断创新和发展。
一方面，测控设备的精度和可靠性不断提高。
新型传感器和检测仪器能够更准确地获取生产过程中的各种参数，为控制决策提供更可靠的依据。
另一方面，测控系统的智能化水平日益提升。
通过引入人工智能、大数据分析等技术，测控系统能够对海量的数据进行快速处理和分析，实现对生产过程的自动优化和故障预测。
例如，利用机器学习算法对历史生产数据进行挖掘，可以发现潜在的规律和趋势，从而提前调整生产参数，避免问题的出现。
同时，无线测控技术的发展也为石油化工行业带来了新的机遇。
传统的有线测控系统在安装和维护方面存在诸多不便，而无线测控技术则可以有效解决这些问题。
基于虚拟仪器技术的模块化测控实验系统
・
第 １ 期
实 验 科 学 与 技 术
・ｌ ｌ・ ８
仪器设备研制、改进、检修 ・
基 于 虚 拟 仪 器 技 术 的 模 块 化 测 控 实 验 系统
孟 凡喜 ，蒋 玉强 ，王 禹桥
（ 中国矿业大学机 电学院，江苏 徐州 ２１１） ２ １６
摘 要 ：介 绍 了一 种 新 型 测 控技 术 实验 系统 ，主要 由传 感 器模 块 、信 号调 理 模 块 、数 据 采 集 器 和 计 算 机 组 成 。 模 块 化 的 组 合
大纲 中 ，测控 技术 系 列 实 验 作 为持模 块 ，包 括传 感器
模块组 、信号 调理模 块组 、典 型执 行元件 和其 他 附
文 献 标 识 码 ：Ｂ
文 章 编 号 ：１７ ４ ５ （０ ０ ０ — １ １ ４ ６ ２— ５０ ２ １ ） １ ０ ８ —０
Ｍ ｏ ｕ ａ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔａ ｄ Ｃｏ ｔ ｏ ｐ ｒ ｍ ｅ ｔ Ｓ ｓｅ ｆ ｔ ｄ ｌ ｒ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｎ ｒ ｌＥｘ ｅ ｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｈｅ
投入 ，提 升人才 培养质 量 的 良好 效果 ，是对 现有 实 验教 学 的有 益补 充和延 伸 。 同时 它可用 于其 他机 电
类专业 课程 如 虚拟 仪 器 技术 、传 感 器 与 检 测 技术 、
计算 机控 制 技 术 、控 制 工 程 基 础 等 课 程 的实 验 学
习。
２ 方 案 设计
Ｖｉ ｔ ａ ｎ ｔ ｕ ｅ ｔＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｒ ｕ ｌＩ ｓ ｒ ｍ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ
ＭＥ ａ —ｉ ＪＡＮＧ Ｙｕ ｑａ ｇ， Ｗ ＡＮ Ｙ — ｉｏ ＮＧ Ｆ ｎ ｘ ， Ｉ －ｉｎ Ｇ ｕ ｑａ
虚拟仪器技术
虚拟仪器简介虚拟仪器的相关介绍2.1 虚拟仪器技术虚拟仪器技术是以计算机软硬件技术为核心，以自动控制技术、传感器技术、现代信号处理技术、现代网络技术、数值分析技术为支撑，以各专业学科为应用背景的现代测试技术。
它利用高性能的模块化集成概念和方法，结合软件设计平台高效、简便的程序编译功能，依据用户各类特殊需求创建出人机对话界面，实现并取代各类特殊、昂贵的测试仪器的功能，目前已经成为测试理论和应用实验研究的重要支撑。
传统电子仪器存在的诸多弱点使传统仪器已渐渐不能满足工业自动化和测量领域的需要。
随着计算机技术日新月异的飞速发展，计算机强大的数据处理能力使得它的应用范围越来越广。
1986年，美国NI公司（National Instruments）提出虚拟仪器的概念，以“软件即仪器”为口号，彻底打破了传统电子仪器只能由生产厂家定义，用户无法改变的局面，从而引起仪器和自动化工业的一场革命。
简单地说，虚拟仪器技术就是利用计算机技术实现的对测控系统的抽象。
平常使用的示波器、数字万用表、信号发生器、数据记录仪，以及传感器等传统仪器，都可使用通用计算机和专用的控制器和显示器来模拟，实现向虚拟仪器的转变。
用户在计算机屏幕上用鼠标和键盘就可设置参数、观察波形，取代以往的在传统仪器面板上调节旋钮、观察曲线等操作，更为快捷方便。
可见虚拟仪器反映的是一种“硬件软件化”的思想和趋势。
虚拟仪器是当前测控领域的技术热点，它代表了未来仪器的发展方向。
而Labview是世界上最优秀的虚拟软件开发平台。
使用Labview的最开发虚拟仪器最大的好处是提高开发的效率。
据统计使用Labview开发虚拟仪器比使用基于文本的语言开发效率可以提高10—15倍，程序的执行速度去几乎不受影响；时时在信号处理等方面的强大功能方面是组态软件不可以比拟的。
2.2 虚拟仪器的组成与分类虚拟仪器包括硬件和软件两大部分。
硬件主要是获取现实世界的被测信号, 提供信号传输的通道。
采用虚拟仪器技术加快测控系统发展
采用虚拟仪器技术加快测控系统发展摘要为了提升仪器设计和利用的方便性、快速性，避免过去仪器专用的复杂电路设计，所以采取虚拟仪器技术。
这种技术还提升了仪器的灵活性，因为不管什么样的功能只要通过软件对程序进行修改就可以完成各大仪器的功能，同时还节省了对特定仪器购买的费用。
本篇文章就是根据虚拟仪器的构思来实现它在实际测控系统中的应用。
关键词虚拟仪器；数据采集；lab windows/cvi；继电器盒中图分类号tp392 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）88-0232-01所谓虚拟仪器就是伴着计算机技术、电子仪器、现代测量技术的发展而产生的一种新仪器，它基于计算机的基础加上专门的设计硬件与软件，不仅拥有和传统仪器的操作面板还具有传统仪器所不具备的特殊功能。
虚拟仪器是利用一种新型的观念设计和发展的仪器，它主要是依靠高性能的模块化硬件以及比较高效灵活的软件来完成自动测试、仪器设计、历程制约、自动化以及数据浅析的应用。
它依赖于计算机平台，根据用户的要求来自行设定功能，并且充分利用计算机上最新的技术完成和发展传统仪器的功能，它把仪器的硬件软件化，因此虚拟仪器标志着当前测试仪器的其中一个发展方向。
1虚拟仪器的组成和特征1）虚拟仪器的组成。
虚拟仪器的组成主要是对以硬件电路设计、软件设计两方面的进行考虑。
就目前我们所需要完成的测试设备而言，硬件电路的设计通常都是要选择各种现有的具有不同功能的板卡和信号调理板来建立。
只要将拥有一种或者多种功能的板卡与信号调理板结合在一起组件起来这就能组成不同的虚拟仪器；2）虚拟仪器的特征。
虚拟仪器的概念突破了传统仪器的概念，它是计算机和仪器仪表相互结合的产物。
和传统仪器相比较，虚拟仪器具有高效的灵活性，计算机用户可以根据自身的需求来改编软件达到重新定义功能的目的。
对于虚拟仪器而言，硬件和软件都具有模块化、开放化、可循环利用以及互换性等特征。
虚拟仪器的核心是软件，并且用户可以根据需要来定义仪器功能。
虚拟仪器技术的国内外
01 02
虚拟仪器技术的概念
虚拟仪器技术是一种基于计算机的自动化测试和测量技术，利用计算机 软件来控制和操作测试测量设备，实现数据的采集、处理、分析和显示 等功能。
虚拟仪器技术的起源
虚拟仪器技术起源于20世纪90年代，随着计算机技术和数字信号处理 技术的不断发展，逐渐形成了以计算机为基础的自动化测试测量系统。
加强资金监管
政府应加强对虚拟仪器技术研发和应用项目的资金监管，确保资金用 于实质性的研发活动，提高资金使用效益。
推进产学研合作与协同创新
建立产学研合作机制
政府应积极推动企业、高校和研究机构之间的产学研合作 ，建立长期稳定的合作关系，实现资源共享和优势互补。
支持协同创新平台建设
政府可以支持建设虚拟仪器技术协同创新平台，为产学研 各方提供交流、合作和创新的平台，促进技术转移和成果 转化。
企业应用现状
中国电科
中国电科在虚拟仪器技术的应用方面，积极探索新的应用场景，开发了一系列 基于虚拟仪器的测试与测量系统，广泛应用于航空、航天、兵器等领域。
华为技术
华为技术将虚拟仪器技术应用于通信设备的研发和生产过程中，大大提高了设 备的测试效率和精度。
政府支持与政策
国家科技部
国家科技部将虚拟仪器技术列为重点发展的关键技术之一， 通过多项科技计划的支持，推动虚拟仪器技术的发展和应用 。
虚拟仪器技术的国 内外
2023-11-10
contents
目录
• 引言 • 国内虚拟仪器技术发展现状 • 国外虚拟仪器技术发展现状 • 虚拟仪器技术发展趋势与挑战 • 我国虚拟仪器技术与发达国家的差距及原
因分析
contents
目录
• 加快我国虚拟仪器技术发展的对策建议 • 结论与展望
虚拟仪器技术在现代测控系统中的应用
试系统 由于 Ｐ 机 性能、 ｃ 操作 系统 性能和应用 软件 性 能 ，以及 数 据 采 集 板 的速 度 、 精 度 和 可 靠 性 等 性 能 的不断提高 ，以其较高 的性 价 比、灵活性 ，成为 目 前 测 试 系统 中最 常用 的 一种 方 案 。
基 金项 目 ：广 东韶 关 市科 技 局项 目 （ １ － ４ ３ ３ ３ ３ １０ ５ ）
作 者 筒介 ： 黄大 星 （１ ７ －） 男 ， 西永 丰人 ． ９９ ， 江 助教 ． 硬士 ， Ｅ ｍ ｉ ） （ － ａ ｌ
的功 能 。
２ １ 硬 件 构 成 ．
计 算 机 数 据 采 集 （ Ｃ Ｄ Ｑ）测 试 系 统 ， 是 以 Ｐ —Ａ ＧＩ 、 Ｘ 、 Ｐ Ｂ Ｖ ｌ 串行 总 线 和 现 场 总 线 等标 准 总 线 仪 器 为 硬件 方 式 组 成 的 Ｇ Ｉ Ｐ Ｂ系统 、Ｖ ｌ系 统 、串 行 总线 系 Ｘ 统和现场总线系统等 。 中 ， 于 Ｐ－Ａ 其 基 Ｃ Ｄ Ｑ的虚 拟 测
一
圈 １ 置 撤 仪 曩 系 统 基 本 结 构
台单 个传统仪 器一样 。 Ｉ以透 明的方式把计算机 Ｖ 资源 （ 如微处理器 、内存 等） 和仪器硬件 （ 数字 Ｉ Ｏ ／、
定时器等） 的测 量 、控 制 能 力 结 合 在 一 起 ， 过 软件 通 实 现 对 数 据 的 分 析 处 理 、表 达 以及 图 形 化 用 户 接 口
摘 要 ：随着计算 机技 术的发展 ，虚拟仪器技术正成 为测试测量 与控制领域 中的重要 应用工具 。为此 ，介
绍 了虚拟仪器 的概念 、结构和以 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ为代表的开发工具 ，并通过国内外测 量控制领域 的应用实 例 ，指 ａＶＥ
虚拟仪器技术技术特点及发展前景
虚拟仪器技术的技术特点及发展前景探讨摘要：现代工业生产中，一个操作区域内大量具备不同功能的仪器设备分散在不同的地理位置上，不易于操作与维护，因而迫切需要一种能对一个操作区域内仪器设备集中监控的系统。
论文的思想是建立一种通用的基于虚拟仪器开发的自动控制系统，它可以满足同时控制多台设备并从设备中取值到电脑中进行相应的处理的功能。
从而使得大量的人力物力得到节省，并且容易实现实时数据采集和监测。
关键词：仪器仪表；虚拟仪器技术；智能仪表；灵活性；可扩展性；智能系统；网络技术1引言现代生活中，随着科学技术的不断发展，计算机技术的迅速普及，通信技术、仪器技术水平的不断提高，社会生产高度自动化已经成为现实中越来越迫切的需要。
在这种情况下，传统仪器的测量方法已经远远不能满足现实生活的需求，在工程上越来越需要将测试用的电子仪器设备与计算机相连接，从而组成一个由计算机控制的智能系统，即自动测试系统。
其中最重要的一项技术就是虚拟仪器技术。
这种新的测试仪器理念推动传统的测量仪器朝着数字化、智能化、模块化的方向发展。
虚拟仪器将计算机资源与仪器硬件、数字信号处理技术结合，把厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能。
用户可根据测试的需要，自己设计所需要的仪器系统，利用一种或多种功能的通用模块，调用不同功能的软件模块，组成不同的仪器功能。
在虚拟仪器中，计算机成为仪器的一部分，使得计算机的作用可以得到充分发挥。
2虚拟仪器的基本内涵电子测量仪器发展到今天，其发展过程大致上可以分为四代:模拟仪表、数字化仪表、智能仪表和虚拟仪器。
这4次技术革新具有里程碑式的意义，这4次革新解决了当时的需求和挑战的同时，也孕育着下一次的技术飞跃。
第一代模拟仪表，即磁机械式仪表，相对于数字式仪表而言。
其基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示最终结果。
如模拟电压表、模拟电流表、模拟转速表等。
这类仪器仪表常用在要求精度不高、定性指示的场合。
第二代数字化仪表，主要是借助于单片机设计的专用化仪器仪表。
虚拟仪器技术的应用及发展
浅谈虚拟仪器技术的应用及发展摘要：虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。
这也正是ni近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。
关键词：虚拟仪器滤波一、虚拟仪器技术概述虚拟仪器（virtual intrument，简称vi）是计算机技术与仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器，是对传组仪器概念的重大突破，是仪器领域内的一次革命。
虚拟仪器是继第一代仪器——模拟式、仪表器二代仪器——分立元件式仪表、第三代仪器——数字式仪器、第四代仪器——智能化仪器之后的新一代仪器。
虚拟仪器是在计算机的显示屏上虚拟了传统仪器面板的计算机化仪器，它尽可能多的将原来由硬件电路完成的信号调理和信号处理的功能，代替为计算机的程序来完成。
这种硬件功能软件化，是虚拟仪器的一大特征。
操作人员在计算机的屏幕上利用指点设备操作虚拟的仪器，就象操作真实的仪器一样，完成对被测量的采集、显示、分析、处理、存储及数据生成。
是一种以计算机和测试模块的硬件为基础、以计算机软件为核心所构成的，并且在计算机屏幕上显示虚拟的仪器面板，可由用户软件来定义仪器功能的仪器。
虚拟仪器系统可以广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、和工业生产等各种领域。
现有的虚拟仪器系统按硬件工作平台主要可分为基于pc总线的虚拟仪器、基于vxi 的虚拟仪器、基于pxi的虚拟仪器，所应用场合不同各有其特点。
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。
这也正是ni近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。
基于虚拟仪器的网络化测控系统
现 了虚拟仪器 网络化 测控系统 的基本构 架． 用户可 以利用 Ｗ ｂ 览器 来访 问和使 用 网络化测 控 系统 的仪器 ｅ浏
设备 ， 完成 网络化 的测控 实验 ． 介绍 了电加热器 的远程 ＰＤ控制实例． Ｉ 关键词 ：虚 拟仪器 ； ａ Ｓｃ ｅ；Ｌ ｂ Ｉ Ｗ；网络化测控 系统 Ｄ ｔ ｏｋ ｔ ａＶ Ｅ ａ
ＤＩ ＮＧ ｎ，ＹＡＮＧ ｎｇ，ＺＨＡＮＧ ｎｇ Ｆａ ＢｉБайду номын сангаасＰｉ Ｌｉ — ｎｇ
（ ｃｏｌｆＥｅｔｃＰ ｗｒ ｎ ｕｏ ａｉ ｎ ｉ ｅｉ Ｓ ａｇ ａ ｎｖｒｔ Ｓｈｏ ｌ ｒ ｏ ｅ ｄＡ ｔｍ ｔ ｎＥ ｇｎ ｒ ｇ， ｈ ｎ ｈ ｉ ｉ ｓｙｏ ｏ ｃｉ ａ ｏ ｅ ｎ Ｕ ｅｉ ｆ
ｓ ｓｅ ｙ ｔ ｍ
ｖｒｕａ ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｄ ｔｓ ｃ ｅ ； Ｌａ ＶＩ ｉｔ ｌ ｎ ｔｕ ｎ ； ａａ ｏ ｋ ｔ ｂ ＥＷ ； ｎ ｔ ｒ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅｗｏ ｋ ｄ ａ ｕ ｅ ｎｔ ａ ｄ ｏ ｔｏ
虚 拟 仪 器 （ ｉｕｌＩｓｕ ｅｔＶ ） 由 计 算 Ｖｒ ａ ｎｔ ｍ ｎ， Ｉ 是 ｔ ｒ 机、 模块 化 的功 能硬件 和用 于 数据 分 析 、 信 及 图 通 形 化用 户界 面 的应 用 软 件 有 机 结 合 构 成 的 ， 计 使 算 机成 为具 有各 种 测 量 功 能 的 数 字 化 测 控 平 台 ． 虚拟 仪器 技术 使 得 用 户 可 根 据 测 试 的 需要 ， 自己 设 计 所需 要 的仪 器 系统 ， 用 具 有 一 种 或 多 种 功 利 能 的通用 模块 的合 理组 合 ， 实现 不 同 的仪器 功 能． 随着 计算 机技 术 、 信 技 术 与 仪 器 技 术 的 深 入 发 通 展 和结合 ， 虚拟 仪器 得 到 了进一 步 发展 ． 网络化 测 量系 统 和远程 虚拟 实验 室是 测控 技 术领 域 的研 究 热 点 ’Ｊ ４．
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采用虚拟仪器技术加快测控系统发展摘要：采用虚拟仪器技术，可避开传统仪器复杂的专用电路的设计，从而提高仪器设计与使用的快速性和方便性。
由于使用软件来实现各种仪器功能，大大提高了仪器的灵活性，需要什么样的功能只需修改相应程序即可，节省了大量购买特定仪器的费用。
本文描述了基于虚拟仪器思想在实际测控系统中的应用。
关键词：虚拟仪器；lab windows/cvi；数据采集
abstract: by using the virtual instrument technology, can avoid the traditional instrument complex special circuit design, thus improving the instrument design and use of the fast and convenience. due to the use of software to realize all kinds of functions of the instrument, greatly improves the flexibility of the instrument, need what kind of function, only need to modify the corresponding procedures, saves a large amount of purchase specific instrumentation costs. this paper describes the idea based on virtual instrument measurement and control system in practical application.
key words: virtual instrument; lab windows/cvi; data acquisition
中图分类号：k826.16文献标识码： a 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02
1、引言虚拟仪器是随着计算机技术、现代测量技术、电子仪
器技术的发展而产生的一种新型仪器，是在通用计算机的基础上配以专门设计的硬件（如数据采集卡、vxi/pxi机箱等）和软件，既有类似于传统仪器的操作面板，也有传统仪器所没有的特殊功能。
虚拟仪器是以一种全新的理念来设计和发展的仪器，它是20世纪90年代发展起来的一项新技术。
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种自动测试、过程控制、仪器设计、数据分析和自动化的应用。
灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件，即“软件就是仪器”，它是在通用计算机平台上，根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能，这种测试仪器的硬件功能软件化，给测试仪器带来深刻变化，因此虚拟仪器代表了当前测试仪器发展的方向之一。
2、虚拟仪器的特点和构成2.1虚拟仪器的特点。
虚拟仪器概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机与仪器仪表相结合的产物。
与传统仪器相比，虚拟仪器具有很高的灵活性，用户可以通过编制软件来定义它的功能。
虚拟仪器的硬、软件都具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点。
软件是虚拟仪器的核心，虚拟仪器使得用户能够根据自己的需要定义仪器的功能。
2.2虚拟仪器的构成。
虚拟仪器的构建主要从硬件电路的设计、软件开发与设计两个方面考虑。
根据目前我们所完成的测试设备，硬件电路的设计一般是选择现有的各种不同功能的板卡以及信号调理板来搭建。
所选用板卡的功能包括:高速数据采
集和信号转换；信号输出与控制；数据的a/d转换。
将具有一种或多种功能的板卡结合信号调理板组建起来，就能构成任何一种虚拟仪器。
例如使用高速数据采集板卡和高速实时数据处理就能构成1台示波器、1台数字化仪或 1台频谱分析仪；使用数字量信号输入/输出板卡和实时数据处理就能构成1台函数发生器、1台信号源或1台控制器。
3、虚拟仪器在实际测控系统中的应用 3.1虚拟仪器在航空机载电子测控系统中的应用。
测控系统在航空机载成件中起着举足轻重的作用，提高和完善测控系统的精度和测试能力对于整个飞机性能分析具有重要的意义。
我们主要完成了基于虚拟仪器的各型继电器盒、各型开关盒测控系统的测试。
使用数字采集板及工控机并在lab windows/cvi开发平台中实现了对整个测试的电压采集、对各型继电器盒的逻辑状态及延时时间进行输出存储和分析。
1）测试系统组成。
整个测控系统由美国ni公司的lab
windows/cvi8。
0，研华的1块pci_1751 48路数字量输入/输出板，2块pci_1754 64路数字量输入板、2块pcld_785b 24通道继电器输出板、6块pcld_782 24通道光电隔离数字量输入板，1块pcl_818l 16通道a/d转换板、若干信号调理板及工控机组成。
测控系统的数据采集和处理采用虚拟仪器测量平台。
测控部分主要作用是参与被测产品的控制、测试数据处理和量化，驱动测试数据显示；工控机通过数字量输出板，经继电器输出板变换为被测产品的模拟控制信号；从被测产品采集来的电气逻辑信号经光电隔离数字量输入板转换为数字量信号，通过数字量输入板输至工控机；另外，利用a/d
转换板来显示电压；利用系统时钟来完成被测产品的时间继电器延时时间的测试。
2）基于虚拟仪器的航空机载电子系统测控平台。
该平台整体系统采用美国国家仪器公司的虚拟仪器专用开发平台labwindows/cvi系统。
由于cvi在标准c语言(ansi c)的基础上增加了仪器控制和工具函数库的虚拟仪器开发软件，它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的面板功能和库函数使其自身功能更加强大，应用更加方便，界面完全能够虚拟真实实物进行设计，使得人机对话界面直观、友好。
由于测试的产品种类多，归属性强，因此系统测控平台的用户界面采用下拉菜单式，所需测试的产品一目了然，选用方便。
3.2基于虚拟仪器的测控平台在测控系统中的应用所使用的几个关键技术。
1）通过采用系统时钟的方法提高软件测时时间。
在测试过程中要获得延时继电器的时间，一种方法是采用定时器/计数器板专门进行计数，另一种方法是采用系统时钟进行计数。
由于所需测试的时间为秒级，要求误差为20%，采用后一种方法完全能达到，一是可以节约成本，二是选购的计算机可不必多配置一个插槽，节省了空间。
在程序中使用了以下函数来获取高精度时间，它的精度可以达到毫秒级。
2）在测控系统中运用了数据库管理技术。
由于lab windows/cvi开发平台能够方便使用ni 公司开发的sql工具包，使得大量的测试数据能够以数据库的形式存储、查询。
在测控系统中，可以通过所设置的产品名称、件号、时间、测试结果、温湿度、试验者、质控者等字段来进行保存，完成了一套产品的履历记录，通过查询产品的件号、时间等就可以调
出每个产品的测试记录，这样就解脱了人工管理的诸多不便，提高了工作效率。
3）调用activex自动化编程技术并打印生成了excel 表格。
activex自动化是一种能将单个应用程序和其他应用程序结合在一起的方法。
通过lab windows/cvi提供的activex控件可以直接调用excel程序，并使用这些控件提供的函数对从excel表格进行操作，从数据库中读取测试数据，转换并填入单元格，最后自动生成产品正式履历表并进行打印。
3.3 基于虚拟仪器的测控平台与一般测控平台比较。
采用lab windows/cvi开发工具使得不同的信号可以统一在同一个程序里面实现方便的采集与保存。
继电器盒测试系统以前有一个运用visual c++开发的测试平台，和基于虚拟仪器的测控平台相比，它们在本系统中功能的实现和维护都存在很大的差距。
首先运用visual c++开发的测试平台不如使用lab windows/cvi开发的基于虚拟仪器的测控平台简单方便。
由于lab windows/cvi交互式开发平台，使得开发人员很容易设计出实用直观而且功能强大的测控程序。
由于使用ni公司开发的sql工具包，使用lab windows/cvi开发的基于虚拟仪器的测控平台可以节省开发时间，增强测试软件的性能。
由于使用lab windows/cvi开发的基于虚拟仪器的测控平台软件代码编制模块化了，可以一种新的控制算法只需改变相应算法模块即可，大大提高了编程效率，缩短了开发时间。
4、结束语通过选用多功能数据采集卡和信号调理电路组成自动测试系统，软件开发以专业测控工具lab windows/cvi为平台，实现了数据采集、分析和处理。
使整个测控系统既经济又便
于操作，同时易于改进和功能扩展。
lab windows/cvi虚拟仪器技术在测控领域中有着广泛的应用前景，值得进一步研究和推广。