虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室基本配置方案

項(xiàng)目名稱：虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室基本配置方案

虛擬儀器：
所謂“虛擬儀器”，就是在通用計(jì)算機(jī)上，利用通用接口總線連接硬件數(shù)據(jù)采集或控制模塊，通過軟件編程控制硬件模塊進(jìn)行控制和測(cè)量，并利用軟件實(shí)現(xiàn)儀器的測(cè)量和分析功能。其實(shí)，“虛擬儀器”這個(gè)概念從字面上來簡(jiǎn)單理解就是：借助于計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集模塊通過軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)儀器的測(cè)量功能，但的確不是一個(gè)實(shí)是在在、有模有樣的真實(shí)的測(cè)量?jī)x器。
虛擬儀器的特點(diǎn)：
1、強(qiáng)大的運(yùn)行環(huán)境及分析處理能力
根據(jù)虛擬儀器的構(gòu)成，通常是運(yùn)行在各種商業(yè)化計(jì)算機(jī)上，而商業(yè)化計(jì)算機(jī)在
多核技術(shù)、運(yùn)行速度、帶寬、存儲(chǔ)能力、數(shù)據(jù)處理能力、網(wǎng)絡(luò) LAN 及可利用的各
種總線技術(shù)等方面，是任何嵌入式系統(tǒng)所無法比擬的。所以我們說虛擬儀器的運(yùn)行
引擎是最強(qiáng)大的、運(yùn)行環(huán)境是最好的。
同時(shí)商業(yè)化計(jì)算機(jī)有著豐富的第三方提供的軟件資源如： Word、 Excel、 MatLab
等等，虛擬儀器也可以充分地利用這些有效的資源。
2、自定義測(cè)量功能和多功能性
商品化的測(cè)量?jī)x器往往其測(cè)量功能較為單一，并且測(cè)量功能往往是由制造商定義好的。所以，人們習(xí)慣上是以類來區(qū)別的它們的測(cè)量功能。比如：DMM、示波器、信號(hào)發(fā)生器等等，它們相互間在測(cè)量功能上是完全不兼容的。 比如， 使用 DMM無法產(chǎn)生模擬信號(hào)；使用信號(hào)發(fā)生器根本不可能查看到信號(hào)的波形。但虛擬儀器可以完全做到這一點(diǎn)，虛擬儀器的最大的特點(diǎn)就在于：用戶可以自定義測(cè)量功能。
3、“再生（復(fù)用）”性能
“軟件就是儀器”是虛擬儀器的最大特點(diǎn)。也就是說：在硬件條件基本不變的情況下，我們可以根據(jù)測(cè)量需求，通過軟件設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)多種方式不同的測(cè)量?jī)x器。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：用一塊數(shù)據(jù)采集卡，可以實(shí)現(xiàn)交流信號(hào)的采集、記錄、分析；也可以實(shí)現(xiàn)直流信號(hào)的采集、記錄、分析；接入溫度變換器還可以測(cè)量溫度；接入壓力變換器還可以測(cè)量壓力等等等等，我們只需要設(shè)計(jì)不同測(cè)量分析功能的應(yīng)用軟件。從這個(gè)特點(diǎn)上看：虛擬儀器硬件具有“再生（復(fù)用）”功能。
虛擬儀器的硬件使用率可以是非常高的。實(shí)質(zhì)上， 也就是提高了儀器的使用率。比如：商品示波器，在不需要使用的時(shí)候只能將其束之高閣。而采用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)的示波器，不使用時(shí)，只是應(yīng)用軟件不使用，而硬件還可以設(shè)計(jì)成其它的儀器使用。這對(duì)于實(shí)驗(yàn)室、中小企業(yè)、教學(xué)單位來講是意義重大的，可以大幅度降低通用設(shè)備的投資。

硬件配置：
一、16套PCI8622數(shù)據(jù)采集卡、電纜和接線端子板
產(chǎn)品描述： PCI8622是一款基于 PCI總線的數(shù)據(jù)采集卡，可直接插在 IBM-PC/AT
或與之兼容的計(jì)算機(jī)內(nèi)任一 PCI 插槽中，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室，產(chǎn)品檢測(cè)中心等各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、波形分析和處理系統(tǒng)。
AD： 單端32路/差分 16 路 250K 16位 8K 字 FIFO；
DIO: 16路DI、16路 DO；
CNT: 計(jì)數(shù)或脈沖發(fā)生功能
◆250KS/s 16位 32路 模擬量輸入；帶 DIO、計(jì)數(shù)器功能
◆16位AD 精度，250KS/s采樣頻率
◆單端32路/差分 16 路模擬量輸入
◆AD 緩存：8K 字 FIFO 存儲(chǔ)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 觸發(fā)方式：數(shù)字量觸發(fā)方式
◆數(shù)字量輸入、輸出各 16 路
◆Counter：多達(dá) 9 種門控方式的 16位計(jì)數(shù)或脈沖發(fā)生功能
◆全卡實(shí)現(xiàn)無跳線操作

端子板及線纜
A37D 通用接線端子板，附帶 37 芯電纜線
A20P-II 通用排線接線端子板，附帶雙 20芯排線
二、通用型工控機(jī) ART720一臺(tái)
產(chǎn)品描述： 機(jī)箱、筆記本鍵盤、機(jī)箱底板、工業(yè)主板、電源、液晶屏
◆CPU P4（2.4） 內(nèi)存 512M 硬盤 160G DVD光驅(qū)
◆工業(yè)主板 6006
◆8 " TFT LCD, 亮度 350cd／M,最大分辨率 640x480
◆4U高度，機(jī)架式結(jié)構(gòu)，全鋼箱體
◆前置抽拉式鍵盤和觸摸板鼠標(biāo)
◆支持 3.5 " 硬盤和 CD-ROM,硬盤防振動(dòng)設(shè)計(jì)
◆磁盤驅(qū)動(dòng)器架：3.5〞驅(qū)動(dòng)架和 5.25〞驅(qū)動(dòng)架
◆工作溫度：0～60℃；存儲(chǔ)溫度：-20～60℃
◆尺寸：483 x 178 x 451mm(寬 x 高 x 深)
三、其他配置：
1、溫度，壓力，加速度等等系列傳感器
2、信號(hào)發(fā)生器，用于模擬各種典型的傳感器輸出信號(hào) 3、上位機(jī)開發(fā)軟件：VC，VB開發(fā)環(huán)境（Visual Studio 集成開發(fā)環(huán)境） NI Labview集成開發(fā)環(huán)境及多用戶使用許可證
四、虛擬儀器面板舉例：
圖4.1 波形測(cè)量舉例

圖4.2 頻域分析-雙邊傅里葉變換

圖4.3 時(shí)域分析-自相關(guān)函數(shù)

圖4.4 信號(hào)發(fā)生器

圖4.5 與MATLAB通訊

圖 4.6 DEMO