【正文】 ，調(diào)試過程中可以使用數(shù)據(jù)探針和動態(tài)執(zhí)行程序來觀察數(shù)據(jù)的傳輸過程，更加便于程序的調(diào)試。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都更加形象化。除此以外還有HP公司的HPVEE ，HPTIG開發(fā)平臺，美國Tektronix公司的EzTest ，TekTNS平臺軟件，這些都是國際上公認(rèn)的優(yōu)秀的虛擬儀器開發(fā)軟件平臺[。這些工作對于那些不熟悉這方面知識的工程設(shè)計人員來說，要花費大量時間和精力，這樣直接影響了系統(tǒng)開發(fā)的周期和性能。隨著軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件開發(fā)的模塊化、復(fù)用化，和各種硬件儀器驅(qū)動軟件的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，虛擬儀器軟件開發(fā)將變得更加快速、方便。 虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu)虛擬儀器技術(shù)的核心是軟件。PXI兼容Compact PCI機(jī)械規(guī)范，并增加了空氣冷卻裝置、環(huán)境測試（溫度、濕度、振動和沖擊實驗）等要求。4）PXI(PCI eXtension For Instrumentation)是Compact PCI總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，是NI公司于1997年發(fā)布的一種新的開放性、模塊化儀器總線規(guī)范。系統(tǒng)中的儀器可以增加、減少或更換，只需對計算機(jī)的控制軟件作相應(yīng)的改動。2）GPIB(General Purpose Interface Bus)通用接口總線，是計算機(jī)和儀器的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。各儀器廠家生產(chǎn)了大量的DAQ卡功能模塊供用戶選擇，如示波器、串行數(shù)據(jù)分析儀、動態(tài)信號分析儀、任意波形發(fā)生器等。虛擬儀器的構(gòu)成主要有五種類型[9]。通常虛擬儀器測試系統(tǒng)硬件組成部分是由傳感器部件、信號調(diào)理及信號采集部件（如外置或內(nèi)置數(shù)據(jù)采集卡、圖形圖像采集卡及攝像機(jī)及其用于輔助測量并能與計算機(jī)通訊的常規(guī)儀器等）、通用計算機(jī)、打印機(jī)等構(gòu)成。以通用的計算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能，虛擬儀器主要是指這種方式[9]。計算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器傳統(tǒng)儀器開發(fā)維護(hù)費用低開發(fā)維護(hù)費用高技術(shù)更新周期短（～1年）技術(shù)更新周期短（5～10年）軟件是關(guān)鍵硬件是關(guān)鍵價格低價格昂貴開放、靈活與計算機(jī)同步，可重復(fù)用和重配置固定可用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)周邊各儀器只可連有限的設(shè)備自動化、智能化、多功能、遠(yuǎn)距離傳輸功能單一，操作不便近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，己經(jīng)形成了網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器。5）虛擬儀器開放、靈活，與計算機(jī)同步發(fā)展，與網(wǎng)絡(luò)及其他周邊設(shè)備互聯(lián)。同時，虛擬儀器的面板上的顯示元件和操作元件的種類與形式不受標(biāo)準(zhǔn)元件和加工工藝的限制，由編程來實現(xiàn)，設(shè)計者可以根據(jù)用戶的要求和操作需要來設(shè)計儀器面板。1）傳統(tǒng)儀器的面板只有一個，上面布置了種類繁多的顯示和操作元件。它功能強(qiáng)大，可實現(xiàn)示波器、邏輯分析儀、頻譜儀、信號發(fā)生器等多種普通儀器全部功能，配以專用探頭和軟件還可檢測特定系統(tǒng)的參數(shù)，如汽車發(fā)動機(jī)參數(shù)、汽油標(biāo)號、爐窯溫度、血液脈搏波、心電參數(shù)等多種數(shù)據(jù)；它操作靈活，完全圖形化界面，風(fēng)格簡約，符合傳統(tǒng)設(shè)備的使用習(xí)慣，用戶不經(jīng)培訓(xùn)即可迅速掌握操作規(guī)程。由于VI的模塊化、開放性和靈活性，以及軟件是關(guān)鍵的特點，當(dāng)用戶的測試要求變化時可以方便地由用戶自己來增減硬、軟件模塊，或重新配置現(xiàn)有系統(tǒng)以滿足新的測試要求。 虛擬儀器的特點及優(yōu)勢虛擬儀器是基于計算機(jī)的功能化硬件模塊和計算機(jī)軟件構(gòu)成的電子測試儀器，而軟件是虛擬儀器的核心[，其中軟件的基礎(chǔ)部分是設(shè)備驅(qū)動軟件，而這些標(biāo)準(zhǔn)的儀器驅(qū)動軟件使得系統(tǒng)的開發(fā)與儀器的硬件變化無關(guān)。虛擬儀器是智能儀器之后的新一代測量儀器。同時，數(shù)據(jù)處理技術(shù)、信號傳感技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)也在飛速發(fā)展，促使現(xiàn)代測控技術(shù)發(fā)生深刻的變化。遠(yuǎn)程測控技術(shù)的應(yīng)用主要有：①基于 Internet 的遠(yuǎn)程測控技術(shù)，在核電站檢測、電網(wǎng)運行監(jiān)控、石油輸送管道的遠(yuǎn)程監(jiān)控、機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。②虛擬儀器技術(shù)用于蠶繭無損質(zhì)量檢測。④自動化系統(tǒng)與設(shè)備正朝著現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)的方向前進(jìn)，將極大的促進(jìn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和自動化相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。(2)現(xiàn)代測控總線技術(shù) 在現(xiàn)代測控系統(tǒng)中，利用總線技術(shù)可以在很大程度上簡化測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加系統(tǒng)的可靠性、開放性、兼容性及可維護(hù)性，從而降低系統(tǒng)成本。②數(shù)字化傳感器在實際生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛，如：銀行監(jiān)控、測量環(huán)境溫度、圖像傳感器等。標(biāo)準(zhǔn)通用接口型是由模塊組合而成，并且所有模塊的對外接口都是按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的。(2)現(xiàn)代測控系統(tǒng)的基本類型 按照結(jié)構(gòu)不同，現(xiàn)代測控系統(tǒng)可以分為三類：基本型、閉環(huán)控制型和標(biāo)準(zhǔn)通用接口型。它是連接控制器與各種設(shè)備、程控儀器的通路，以完成數(shù)據(jù)、命令及消息的交換與傳輸。③測控應(yīng)用軟件。(1)現(xiàn)代測控系統(tǒng)的組成現(xiàn)代測控系統(tǒng)的組成大致可以分為五個部分，即：①控制器部分。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展及其他相關(guān)技術(shù)的不斷完善，使得計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模更加龐大，其在航空航天、氣象、通信和國防等領(lǐng)域的應(yīng)用也更為廣泛。(1) 智能化 現(xiàn)代測控系統(tǒng)中應(yīng)用的儀器儀表都是智能化的儀器，以微處理器為基礎(chǔ)，具有方便使用、靈巧、多功能等特點。1．總體設(shè)計方案 測控系統(tǒng)發(fā)展的概述現(xiàn)代測控技術(shù)是一門高新技術(shù)，以測控、測量、電子等學(xué)科為基礎(chǔ)，涉及計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、測試測量技術(shù)、儀器儀表技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域。第一部分?jǐn)?shù)據(jù)采集硬件的設(shè)計。美國國家儀器公司（簡稱NI）公司的軟件產(chǎn)品——LabVIEW，是虛擬儀器語言中最有代表性的，LabVIEW 是一個革命性的圖形編程開發(fā)環(huán)境，它以G 語言為基礎(chǔ)，用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表示。虛擬儀器，是借助于計算機(jī)的軟硬件平臺，建立起基于PC機(jī)的測試與控制系統(tǒng)。五、設(shè)計報告要求報告中提供如下內(nèi)容： 目錄正文(1)設(shè)計任務(wù)書(只需要打印指導(dǎo)教師提供的設(shè)計任務(wù)書，不要對任務(wù)書的內(nèi)容進(jìn)行任何的修改)；(2)總體設(shè)計方案(包括對現(xiàn)代測控系統(tǒng)發(fā)展的概述，構(gòu)建一個測控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖，對光敏電阻測量的電路原理及基本的信號處理的方法的發(fā)展與概述等、光敏電阻的電阻變化與光強(qiáng)的關(guān)系的概述等，光信號調(diào)理電路的設(shè)計，并根據(jù)任務(wù)書要求，選擇合適的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)方案，對多種設(shè)計方案進(jìn)行分析比較，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖概述等)；(3)系統(tǒng)硬件設(shè)計，包括傳感器的選擇(測量原理分析，傳感器的量程、測量精度與結(jié)構(gòu)、型號的確定)、信號調(diào)理電路的選擇、設(shè)計及計算(根據(jù)測量要求、傳感器的類型及特點，選擇或設(shè)計合適的信號調(diào)理電路，并繪制電氣系統(tǒng)原理圖。按學(xué)校課程設(shè)計的撰寫規(guī)范撰寫且提交一份完整的設(shè)計報告。(5)培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力和運用知識的能力；提高學(xué)生的論文撰寫和表述能力；培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和運用知識的能力。(2) 通過制定測控系統(tǒng)設(shè)計方案，合理選擇傳感器及其他元件，正確計算、選擇各電路和元件參數(shù)，確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，達(dá)到了解和掌握測控系統(tǒng)綜合設(shè)計過程和方法的目的。退出按下“退出”鍵，將退出系統(tǒng)軟件?？蓪庠葱盘枀?shù)進(jìn)行設(shè)定包括對波形類型、直流偏壓(V)、幅度(V)、頻率(Hz)等參數(shù)的設(shè)置。系統(tǒng)等待在系統(tǒng)等待狀態(tài)下，用戶可選擇其他功能并運行。系統(tǒng)軟件具有“系統(tǒng)初始化”、“系統(tǒng)等待”、“數(shù)據(jù)采集”、“報表生成”“打開報表”、“退出”等功能。具體指標(biāo)與要求如下：(一)硬件設(shè)計要求理解光敏電阻測量的電路原理及基本的信號處理的方法；了解光敏電阻的電阻變化與光強(qiáng)的關(guān)系。首先，應(yīng)設(shè)計硬件電路對該信號進(jìn)行初步的調(diào)理，然后由NI ELVIS II數(shù)據(jù)采集平臺提供的模擬輸入通道送至計算機(jī)中，利用虛擬儀器軟件開發(fā)平臺LabVIEW來開發(fā)系統(tǒng)軟件，以實現(xiàn)對光信號的采集、分析、處理與報表生成等，并利用LabVIEW編寫的軟件系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理。(二)軟件設(shè)計要求要求采用狀態(tài)機(jī)的軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)來設(shè)計光采集系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)初始化結(jié)束后，軟件進(jìn)行等待狀態(tài)中，等待其他功能的選中與運行?？蓪Σ蓸訁?shù)進(jìn)行設(shè)置包括對所用NI ELVIS II數(shù)據(jù)采集平臺物理通道、采樣速率、每通道采樣點數(shù)、電壓最大值與最小值等參數(shù)的設(shè)置。打開報表打開報表功能可以對保存的報表進(jìn)行打開以便進(jìn)行離線進(jìn)行分析和處理。二、設(shè)計目的通過本次設(shè)計使學(xué)生具備：(1) 初步了解測控系統(tǒng)的設(shè)計步驟，掌握系統(tǒng)設(shè)計方法，加深對專業(yè)理論知識的理解，能夠綜合運用所學(xué)的《傳感器原理與檢測技術(shù)》、《虛擬儀器技術(shù)》、《測控電路》、《測控系統(tǒng)原理與設(shè)計》等專業(yè)知識設(shè)計測控系統(tǒng)各個單元，并組成系統(tǒng)。 (4)了解現(xiàn)代儀器科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展前沿，學(xué)習(xí)和掌握基于虛擬儀器技術(shù)的測控系統(tǒng)組成和工作原理；進(jìn)一步掌握虛擬儀器LabVIEW圖形化軟件設(shè)計方法與調(diào)試技巧。合理選擇傳感器的種類與型號，設(shè)計信號調(diào)理電路；利用虛擬儀器技術(shù)軟件開發(fā)平臺LabVIEW來編寫與調(diào)試系統(tǒng)軟件。具體設(shè)計內(nèi)容詳見前面的設(shè)計任務(wù)?；谔摂M儀器技術(shù)的光采集系統(tǒng)設(shè)計前言隨著電子工業(yè)測量技術(shù)與電子測量儀器技術(shù)的高速發(fā)展，新的測試?yán)碚?、測試方法、測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，它們在許多方面己經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念，電子測量儀器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化，在這種背景下，虛擬儀器技術(shù)應(yīng)運而生。“軟件就是儀器”反映了虛擬儀器技術(shù)的本質(zhì)特征。功能主要包括：數(shù)據(jù)采集等，軟件采用了NI 公司的LabVIEW