虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的比較
闡述了虛擬儀器技術(shù)和傳統(tǒng)儀器之間的兼容性和區(qū)別。
虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的區(qū)別
虛擬儀器由用戶定義,而傳統(tǒng)儀器則功能固定且由廠商定義。傳統(tǒng)儀器和基于軟件的虛擬儀器具有許多相同的結(jié)構(gòu)組件,但是在體系結(jié)構(gòu)原理上完全不同,如圖1所示。
圖1-1：傳統(tǒng)儀器
圖1-2：虛擬儀器
每一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)都由兩部分組成：軟件和硬件。對(duì)于當(dāng)前的測(cè)量任務(wù),虛擬儀器系統(tǒng)的價(jià)格與具有相似功能的傳統(tǒng)儀器相差無(wú)幾,甚至比它低很多倍。而且,由于虛擬儀器在測(cè)量任務(wù)需要改變時(shí)具有更大的靈活性,隨著時(shí)間的推移,節(jié)省的成本也不斷累計(jì)。
不使用廠商定義的、預(yù)封裝好的軟件和硬件,工程師和科學(xué)家獲得了最大的用戶定義的靈活性。傳統(tǒng)儀器把所有軟件和測(cè)量電路封裝在一起,并利用儀器前面板為用戶提供一組有限的功能。而虛擬儀器系統(tǒng)提供的則是完成測(cè)量或控制任務(wù)所需的所有軟件和硬件設(shè)備,功能完全由用戶自定義。此外,利用虛擬儀器計(jì)數(shù),工程師和科學(xué)家們還可以使用高效且功能強(qiáng)大的軟件來(lái)自定義采集、分析、存儲(chǔ)、共享和顯示功能。以下是體現(xiàn)虛擬儀器靈活性的例子。
1. 一個(gè)應(yīng)用,不同的設(shè)備
圖2：在不同設(shè)備上使用同樣的應(yīng)用程序
圖2所示的例子中, 一位工程師正在實(shí)驗(yàn)室的臺(tái)式計(jì)算機(jī)PCI總線上使用NILabVIEW和M系列DAQ設(shè)備開(kāi)發(fā)一個(gè)應(yīng)用程序,以創(chuàng)建一個(gè)直流（DC）電壓和溫度測(cè)量應(yīng)用。在完成了系統(tǒng)構(gòu)建之后,他需要在一個(gè)生產(chǎn)層PXI系統(tǒng)上配置應(yīng)用程序以完成新產(chǎn)品的測(cè)試。或者,他可能需要應(yīng)用程序具有便攜性,所以選擇了NI USB DAQ產(chǎn)品來(lái)完成任務(wù)。在這個(gè)例子中,無(wú)論是何種情況,他都可以在同一個(gè)程序中使用虛擬儀器而無(wú)須改變代碼。
2. 許多應(yīng)用程序,一個(gè)設(shè)備
圖3：許多應(yīng)用程序重復(fù)使用硬件
圖3所示的例子中,一個(gè)工程師剛剛完成了一個(gè)利用最新的M系列DAQ設(shè)備和積分編碼器測(cè)量電機(jī)位置的項(xiàng)目。他的下一個(gè)項(xiàng)目是監(jiān)視和記錄這個(gè)電機(jī)的功率。即使任務(wù)完全不同,他也可以重用同樣的M系列DAQ設(shè)備,他所需要做的就是使用虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)出新的應(yīng)用程序。此外,如果需要的話,項(xiàng)目既可以與一個(gè)單一的應(yīng)用程序結(jié)合,也可以運(yùn)行在一個(gè)單一的M系列DAQ設(shè)備上。
虛擬儀器的硬件性能
虛擬儀器的重要概念就是驅(qū)使實(shí)際虛擬儀器軟件和硬件設(shè)備加速的策略。NI致力于適應(yīng)或使用諸如Microsoft、Intel、Analog Devices、Xilinx及其他公司的高投入技術(shù)。
圖4：虛擬儀器硬件與傳統(tǒng)儀器的比較
基本上,虛擬儀器系統(tǒng)是基于軟件的,所以只要是可以數(shù)字化的東西,就可以對(duì)它進(jìn)行測(cè)量。因此,測(cè)量硬件可以通過(guò)兩根坐標(biāo)軸進(jìn)行評(píng)估,即分辨率（位）和頻率。圖4是虛擬儀器硬件測(cè)量性能與傳統(tǒng)儀器的比較。NI的目標(biāo)就是將曲線在頻率和分辨率上延伸并且在曲線內(nèi)不斷進(jìn)行推陳出新。
虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器能否兼容
許多工程師和科學(xué)家都在實(shí)驗(yàn)室里將虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器結(jié)合使用。除此之外,一些傳統(tǒng)儀器提供了特定的測(cè)量,工程師和科學(xué)家寧愿廠商定義也不愿自己定義。這就引出了一個(gè)問(wèn)題——虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器能夠兼容嗎？
虛擬儀器可與傳統(tǒng)儀器完全兼容,無(wú)一例外。虛擬儀器軟件通常提供了與常用普通儀器總線 (如GPIB、串行總線和以太網(wǎng)) 相連接的函數(shù)庫(kù)。
