虚拟仪器在试验和主动灌溉中的使用

一、简介
虚拟仪器（Virtual Instrument，VI）是虚拟现实技能在仪器范畴的一种运用。VI可由用户自己规划、自己界说，改换十分灵敏。它由核算机、仪器模块和软件3部分组成。仪器模块部分的数据搜集卡、GPIB卡等仅用于信号的输人和输出；仪器的功用主要由软件完成。虚拟仪器不仅能履行传统仪器的功用，并且，还能履行传统仪器所无法完成的许多功用。
二、虚拟仪器的运用
1．在医学范畴中的运用
医用泵是用来向患者输液的设备，医务人员经过它还可获得确诊信息，因而，对泵的精度有较高的要求。IEC提出了一种较完善的测验标准；（1）丈量输液开端后的流速；（2）测定不一起刻距离流速的相对改动，以描绘泵的功用。为了简化数据搜集和剖析，削减测验时刻和操作的连续次数，研制人员用虚拟仪器软件LabVIEW开发了一套核算机化的主动测验体系。
这套测验体系由电子天平、飞跃PC机、LabVIEW软件和衔接电缆组成。天平上放一只烧杯，用来搜集由泵运送的液体。天平经过其上的RS-232串行口连到PC机的串行口上，进行双向通信。PC机上运转以Lab VIEW开发的搜集虚拟仪器（搜集VI），周期性地问询天平，搜集信息。搜集到数据后，另一台独立的Lab VIEW剖析虚拟仪器（剖析VI）当即履行剖析使命。用天平测得的质量除以液体的密度和测验的持续时刻，求得流速（ml/min），并用屏幕面板显现流速随时刻的改动。用户经过屏幕能直观地调查到流速的均匀性和运送过程中由于机械呼应发生的推迟。经过剖析核算，VI面板还显现特定时刻距离内或调查窗上流速的精度。
这是用测得的流速减去编程的流速后，除以编程的流速求得的误差。以这种剖析，用户能用调查窗的时刻距离校对输出药物一半的时刻，决议这只泵对特定运用是否适宜等。
2．在电子试验范畴中的运用
虚拟仪器最简略的运用是替代独立的仪器，如示波器、函数发生器、万用表等。用户运用虚拟的函数发生器发生试验所需的鼓励信号，运用虚拟的示波器丈量试验电路对鼓励信号的呼应。两种仪器经过窗口进行切换。函数发生器发生的波形、频率、占空比、幅值、偏置等或示波器的丈量通道、标尺份额、时基、极性、触发信号（沿口、电平、类型）等都可用鼠标器或按键进行设置，好像惯例仪器相同运用。不过，虚拟用具有更强的剖析处理才能，并且，用户从头界说后，它又能变成数字万用表、温度计或频谱剖析仪等不同的仪器仪表。
3．在农业中的运用
几年前，美国Geomatica，Inc.运用虚拟仪器技能开发了一套AgriMate主动溉体系，体系中的现场处理器由运于Lab VIEW的个人核算机控制（它运用RS-232串行通信口与核算机衔接）。现场处理器装备了模仿输入、锁存和继电器板，各种检测器和传感器以星形摆放的方法与它相连。
Lab VIEW图形化用户接口供给给农人一个总的状况面板。这些状况用定做的指示器辨认，它们相似农人关怀的不同范畴，如水箱水位，泵和阀门状况，温度、土壤湿度和功用报警。这些定做的方针能方便地用Lab VIEW输入和鼓励；农人只需监测这个状况面板和简略地凝视指示器的色彩，即可监测整个体系。绿色表明体系部件作业正常，赤色表明此部件需求留意，屏幕右边的按钮用来研讨状况由绿变红的原因。
农人以这种面板能够监控水箱水位、阀门方位、泵的状况和土壤湿度等；而修正设定点即可改动灌溉方案；经过监测降雨状况，可使灌溉方案中考虑到额定的水。外加的水、水的用法、水箱水位和降雨状况等都是存储在灌溉数据库文件里的数据。农人能够读出这些数据以与当时月份进行比较；以图形方法显现给定月份的土壤湿润度和外加的水。AgriMate发生的制表软件数据库也供给硬拷贝灌溉状况陈述。检测到降雨时，这种陈述每天或每小时进行修正。Lab VIEW使编程变得简单。经过和谐，可使一切灌溉都遵守本地电力公司的时刻运用规则，由于在晚上有利的时刻灌溉，能节省50%用泵抽水的费用。现在AgriMate已成为当地农人监控水的用法、下降费用的有用东西。
三、结束语
虚拟仪器是一种主要靠软件完成的仪器。它正紧跟核算机技能和仪器仪表技能的前进而开展。
（1）智能进一步进步。虚拟仪器的功用越来越强，用户自己规划、界说的规模进一步扩展，实时性越来越好。
（2）标准化程度进一步进步。虚拟仪器厂商将一起对硬件和软件标准化，将仪器细分红硬件模块、驱动程序模块和软件开发渠道等若干层，对各层与相邻层之间的接口都加以标准。
（3）网络测控体系迅速开展。网络化技能将推进虚拟仪器向更大空间拓宽，并且，还酝酿着立异的可能性。 能够预见，虚拟仪器将在测验丈量技能和主动化范畴发挥越来越大的效果。