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虚拟仪器实验室基本配置方案
发布时间:2010-04-22   点击次数:2492次

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无法比拟的。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完全不兼容的。 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。但虚拟仪器可以完全做到这一点,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 

波形测量举例


图4.2  频域分析-双边傅里叶变换 
 频域分析-双边傅里叶变换
图4.3  时域分析-自相关函数 
 时域分析-自相关函数
图4.4  信号发生器 
  信号发生器
图4.5  与MATLAB通讯 
 与MATLAB通讯
图 4.6  DEMO

DEMO