1虚拟仪器技能
自1986年美国国家仪器公司（NI）提出虚拟仪器（VirtualInstrument）的概念以来，这种集计算机技能、通讯技能和丈量技能于一体的模块化仪器便在国际范围内得到了广泛的认同与运用，逐步表现了仪器外表技能开展的一种趋势。因为微电子技能、计算机技能、网络通讯技能和软件技能的高度开展，以及它们与各种丈量技能在仪器外表上的运用，使新的测验理论、测验办法、测验范畴以及仪器结构不断涌现并开展老练，在许多方面现已冲破了传统仪器的概念，仪器丈量的功用和效果也发生了质的改动。虚拟仪器概念的发生正是依据这样一种技能布景。
仪器外表技能的开展大致阅历了以下两条开展主线：从丈量的技能和办法上区分，阅历了从机械外表、模仿电子外表、数字化电子外表到智能外表的开展进程；从外表结构上区分，阅历了单机外表、叠架式仪器体系到虚拟仪器体系的开展进程。传统仪器一般均为一个独立的设备，有机箱、操作面板、信号I/O端子、信号处理组织或电路等，检测成果输出方法有数字、指针或图形窗口等，有的还有打印输出口。传统外表的功用可概括描绘为：信号收集与操控、信号剖析与处理、成果的表达与输出，这些功用均以硬件或固化软件的方法存在。这种架构方法决议了传统仪器只能由仪器的出产厂来界说制作，而用户无法改动。传统仪器基本上未能脱节独立运用、手动操作、功用相对固定、运用具有局限性的方法。计算机技能的开展，给传统外表技能注入了强壮的生机，在微电子技能和LSIC技能推进下，有力地促进了数字化仪器、智能仪器的快速开展。
虚拟仪器技能便是运用高功用的模块化硬件，结合高效灵敏的软件来完结各种测验、丈量和自动化的运用。灵敏高效的软件能帮助您创立彻底自界说的用户界面，模块化的硬件能方便地供给全方位的体系集成，规范的软硬件渠道能满意对同步和守时运用的需求。这也正是NI近30年来一直引领测验丈量职业开展趋势的原因地点。只要一起具有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件渠道这三大组成部分，才干充分发挥虚拟仪器技能功用高、扩展性强、开发时间少，以及超卓的集成这四大优势。
虚拟仪器的构成：假如依照构成仪器的三大功用部件来分，一切操控体系、工业计测体系均可概括至虚拟仪器的结构中来。现在较为常见的虚拟仪器是数据收集体系（SCADA），见图１。可编程仪器的信号处理、守时操控、集成总线、高速缓存、DMA等技能的运用，使这样的SCADA体系能到达仪器级的功用、精度与可靠性。
虚拟仪器的软件开发渠道：虚拟仪器的软件开发渠道现在首要有两类：第一类是依据传统言语的TurboC、VB、VC++等，这类言语具有习惯面广、开发灵敏的特色，但开发人员需有较多的编程经历和较强的调试才能；第二类是依据图形组态和编程的图形组态软件，如HP公司的VEE、IOtech公司的Dasylab、NI公司的Labview、CapitalEquipment公司的Testpoint2.0和HEM公司的Snap-Master等。这类组态软件都经过树立和衔接图标来构成虚拟仪器作业程序并界说其功用，而不是用传统的文本编辑方法。它们具有编程效率高、通用性强、穿插渠道互换性好的特色，适用于大批量多品种仪器的出产。该类软件缺陷是短少程序流程操控，大都解说履行。
虚拟仪器技能的三大组成部分：
（1）高效的软件
软件是虚拟仪器技能中最重要的部份。运用正确的软件东西虚拟仪器技能
并经过规划或调用特定的程序模块，工程师和科学家们能够高效地创立自己的运用以及友爱的人机交互界面。供给的职业规范图形化编程软件——LabVIEW，不只能轻松方便地完结与各种软硬件的衔接，更能供给强壮的后续数据处理才能，设置数据处理、转化、存储的方法，并将成果显现给用户。此外，还供给了更多交互式的丈量东西和更高层的体系管理软件东西，例如衔接规划与测验的交互式软件SignalExpress、用于传统C言语的LabWindows/CVI、针对微软VisualStudio的MeasurementStudio等等，均可满意客户对高功用运用的需求。有了功用强壮的软件，您就能够在仪器中创立智能性和决议计划功用，然后发挥虚拟仪器技能在测验运用中的强壮优势。
（2）模块化的I/O硬件
面临现在日益杂乱的测验丈量运用，现已供给了全方位的软硬件的解决方案。不管您是运用PCI,PXI,PCMCIA,USB或者是1394总线，都能供给相应的模块化的硬件产品，产品种类从数据收集、信号条理、声响和振荡丈量、视觉、运动、仪器操控、分布式I/O到CAN接口等工业通讯，包罗万象。高功用的硬件产品结合灵敏的开发软件，能够为担任测验和规划作业的工程师们创立彻底自界说的丈量体系，满意各种共同的运用要求。
（3）用于集成的软硬件渠道
专为测验使命规划的PXI硬件渠道，现已成为当今测验、丈量和自动化运用的规范渠道，它的开放式构架、灵敏性和PC技能的本钱优势为丈量和自动化职业带来了一场天翻地覆的变革。PXI作为一种专为工业数据收集与自动化运费用身定制的模块化仪器渠道，内建有高端的守时和触发总线，再配以各类模块化的I/O硬件和相应的测验丈量开发软件，您就能够树立彻底自界说的测验丈量解决方案。不管是面临简略的数据收集运用，仍是高端的混合信号同步收集，凭借PXI高功用的硬件渠道，您都能应付自如。这便是虚拟仪器技能带给您的无与伦比的优势。
2多功用无纸记载仪的技能要求和体系功用
记载仪是工业出产自动化体系中非常常见的二次外表。传统型模仿记载仪结构简略、功用单一，存在着卡纸、卡笔、断线等易发毛病和换笔、换纸、添墨等很多日常保护作业。此类记载仪因为其结构与功用的局限性，无法满意归纳出产管理、出产进程智能化、数据传输网络化和在线数据剖析处理的需求。90年代以来，跟着虚拟仪器技能的日益开展，选用低本钱自动化技能，研发与开发各类多功用智能型记载外表呈迅猛开展之势，并逐步批量进入工业运用范畴。特别是在石化、冶金等职业的根底自动化与进程自动化体系中，已很多融入各品种型的虚拟嵌入式外表，其杰出的功用、杰出的数据在线处理才能和实时数据通讯才能以及友爱的人机交互渠道，得到人们日益注重。
依据虚拟仪器的多功用无纸记载仪在技能上不只要具有传统式外表所应具有的电气功用和环境习惯才能，并且还应具有如下的通用技能指标和体系功用：
（1）信号采样：设置模仿输入通道１～16路，采样周期可选0.25秒／0.5秒／1秒。记载距离可经过设置画面设定为1秒／2秒／4秒／8秒／20秒／40秒／120秒等。开关量输入24点，接纳被测目标的状况信号。模仿量输入通道可答应０～10V、１～5V、４～20mA的规范信号和S、B、R、K、N、T、E、J热电偶以及PT100、Cu50热电阻等多种信号输入，且可供给阻隔输入。
（2）设置功用：体系应具有强壮的设置功用，可对外表的通道称号、量程、报警上下限、信号类型、单位、记载周期、流量累计、流量温度压力补偿参数等进行设置。答应保存100组用户自界说设置。
（3）存储功用：装备硬盘，使存储前史数据量达GB级。依据采样时间不同，16个通道数据可存储三年以上，构成数据文件并能调出恣意前史时间曲线、数据、报警、流量累计值；可经过软盘转存恣意时间段的前史数据或经过RS-232接口传送给其他PC机，在其上进行回放和剖析打印。
（4）显现功用：全中文人机界面，显现信息丰厚直观，操作简略。首要显现画面应有：①单通道趋势、棒图、瞬时数字显现（选显／循显）画面；②单通道前史趋势回忆；③多通道棒图、数字显现画面；④多通道前史趋势回忆；⑤多通道流量累计画面；⑥参数设置画面；⑦报警显现画面；⑧软盘转存画面；⑨RS-232通讯画面。
（5）连锁与报警功用：装备24点开关量输出通道，依据采样信号，供给简略的连锁和状况操控信号；并可恣意设置各通道上限、上上限、下限、下下限报警，在各显现画面上实时显现报警值，一起完成报警输出。
