虚拟仪器实验室基本配置方案
时间：2010-04-22 阅读：2869
项目名称：虚拟仪器实验室基本配置方案
虚拟仪器：
所谓“虚拟仪器”，就是在通用计算机上，利用通用接口总线连接硬件数据采集或控制模块，通过软件编程控制硬件模块进行控制和测量，并利用软件实现仪器的测量和分析功能。其实，“虚拟仪器”这个概念从字面上来简单理解就是：借助于计算机和数据采集模块通过软件，能够实现真实仪器的测量功能，但的确不是一个实是在在、有模有样的真实的测量仪器。
虚拟仪器的特点：
1、强大的运行环境及分析处理能力
根据虚拟仪器的构成，通常是运行在各种商业化计算机上，而商业化计算机在
多核技术、运行速度、带宽、存储能力、数据处理能力、网络 LAN 及可利用的各
种总线技术等方面，是任何嵌入式系统所*的。所以我们说虚拟仪器的运行
引擎是zui强大的、运行环境是的。
同时商业化计算机有着丰富的第三方提供的软件资源如： Word、 Excel、 MatLab
等等，虚拟仪器也可以充分地利用这些有效的资源。
2、自定义测量功能和多功能性
商品化的测量仪器往往其测量功能较为单一，并且测量功能往往是由制造商定义好的。所以，人们习惯上是以类来区别的它们的测量功能。比如：DMM、示波器、信号发生器等等，它们相互间在测量功能上是*不兼容的。 比如， 使用 DMM无法产生模拟信号；使用信号发生器根本不可能查看到信号的波形。但虚拟仪器可以*做到这一点，虚拟仪器的zui大的特点就在于：用户可以自定义测量功能。
3、“再生（复用）”性能
“软件就是仪器”是虚拟仪器的zui大特点。也就是说：在硬件条件基本不变的情况下，我们可以根据测量需求，通过软件设计可以实现多种方式不同的测量仪器。举个简单的例子：用一块数据采集卡，可以实现交流信号的采集、记录、分析；也可以实现直流信号的采集、记录、分析；接入温度变换器还可以测量温度；接入压力变换器还可以测量压力等等等等，我们只需要设计不同测量分析功能的应用软件。从这个特点上看：虚拟仪器硬件具有“再生（复用）”功能。
虚拟仪器的硬件使用率可以是非常高的。实质上， 也就是提高了仪器的使用率。比如：商品示波器，在不需要使用的时候只能将其束之高阁。而采用虚拟仪器技术设计的示波器，不使用时，只是应用软件不使用，而硬件还可以设计成其它的仪器使用。这对于实验室、中小企业、教学单位来讲是意义重大的，可以大幅度降低通用设备的投资。
硬件配置：
一、16套PCI8622数据采集卡、电缆和接线端子板
产品描述： PCI8622是一款基于 PCI总线的数据采集卡，可直接插在 IBM-PC/AT
或与之兼容的计算机内任一 PCI 插槽中，构成实验室，产品检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统。
AD： 单端32路/差分 16 路 250K 16位 8K 字 FIFO；
DIO: 16路DI、16路 DO；
CNT: 计数或脉冲发生功能
◆250KS/s 16位 32路 模拟量输入；带 DIO、计数器功能
◆16位AD 精度，250KS/s采样频率
◆单端32路/差分 16 路模拟量输入
◆AD 缓存：8K 字 FIFO 存储器
◆AD 量程：±10V，±5V，±2.5V，0～10V，0～5V
◆程控增益：1，10，100，1000或 1，2，4，8倍
◆AD 触发方式：数字量触发方式
◆数字量输入、输出各 16 路
◆Counter：多达 9 种门控方式的 16位计数或脉冲发生功能
◆全卡实现无跳线操作
端子板及线缆
A37D 通用接线端子板，附带 37 芯电缆线
A20P-II 通用排线接线端子板，附带双 20芯排线
二、通用型工控机 ART720一台
产品描述： 机箱、笔记本键盘、机箱底板、工业主板、电源、液晶屏
◆CPU P4（2.4） 内存 512M 硬盘 160G DVD光驱
◆工业主板 6006
◆8 " TFT LCD, 亮度 350cd／M,zui大分辨率 640x480
◆4U高度，机架式结构，全钢箱体
◆前置抽拉式键盘和触摸板鼠标
◆支持 3.5 " 硬盘和 CD-ROM,硬盘防振动设计
◆磁盘驱动器架：3.5〞驱动架和 5.25〞驱动架
◆工作温度：0～60℃；存储温度：-20～60℃
◆尺寸：483 x 178 x 451mm（宽 x 高 x 深）
三、其他配置：
1、温度，压力，加速度等等系列传感器
2、信号发生器，用于模拟各种典型的传感器输出信号 3、上位机开发软件：VC，VB开发环境（Visual Studio 集成开发环境） NI Labview集成开发环境及多用户使用许可证
四、虚拟仪器面板举例：
图4.1 波形测量举例
图4.2 频域分析-双边傅里叶变换
图4.3 时域分析-自相关函数
图4.4 信号发生器
图4.5 与MATLAB通讯
图 4.6 DEMO
