【正文】 泛，例如測(cè)量對(duì)象的受力、變形、應(yīng)力、位移、扭矩以及材料的力學(xué)性質(zhì)等等。它由電橋、放大器、相敏檢波器、低通濾波器、穩(wěn)壓電源和振蕩器等組成,如果要顯示和記錄數(shù)據(jù)可再配備指示儀表、示波器和記錄儀等。設(shè)備的選型、調(diào)試和使用比較麻煩,而且設(shè)備功能單一、固定。（二）虛擬儀器技術(shù)概述1 虛擬儀器的概念虛擬儀器（VI）是計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）的最新發(fā)展，它充分利用快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來提高測(cè)試計(jì)量?jī)x器設(shè)備的功能、性能和應(yīng)用范圍，為用戶定義和構(gòu)造自己的測(cè)試儀器系統(tǒng)提供了全新的解決方案。自1986年問世以來，世界各國(guó)的工程師和科學(xué)家們都已將NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要。虛擬儀器的圖形化數(shù)據(jù)流語(yǔ)言和程序框圖能自然地顯示您的數(shù)據(jù)流，同時(shí)地圖化的用戶界面直觀地顯示數(shù)據(jù)，使我們能夠輕松地查看、修改數(shù)據(jù)或控制輸入。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。這得益于NI軟件的靈活性，只需更新計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級(jí)即可改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)?！　￠_發(fā)時(shí)間少　　在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上，NI高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。　　無縫集成　　虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個(gè)集成的軟硬件概念。NI的虛擬儀器軟件平臺(tái)為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助我們輕松地將多個(gè)測(cè)量設(shè)備集成到單個(gè)系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。Labview/cvi是基于文本編程的程序員提供高效的編程工具，通過三種編程語(yǔ)言Visual C++,Visual Basic,Labviews/cvi構(gòu)成測(cè)試系統(tǒng)，它充分利用計(jì)算機(jī)的總線、機(jī)箱、電源及軟件的便利。另外，ISA總線的虛擬儀器已經(jīng)淘汰，PCI總線的虛擬儀器價(jià)格比較昂貴。儀器軟件裝在計(jì)算機(jī)上，通常可以完成各種測(cè)量測(cè)試儀器的功能，可以組成數(shù)字存儲(chǔ)示波器、頻譜分析儀、邏緝分析儀、任意波形發(fā)生器、頻率計(jì)、數(shù)字萬用表、功率計(jì)、程控穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)記錄儀、數(shù)據(jù)采集器。由于其價(jià)格低廉、用途廣泛，特別適合于研發(fā)部門和各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。它的出現(xiàn)使電子測(cè)量獨(dú)立的單臺(tái)手工操作向大規(guī)模自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展，典型的GPIB系統(tǒng)由一臺(tái)PC機(jī)、一塊GPIB接口卡和若干臺(tái)BPIB形式的儀器通過GPIB電纜連接而成。GPIB技術(shù)可用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很多方便地把多臺(tái)儀器組合起來，形成自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。　　VXI總線方式虛擬儀器　　VXI總線是一種高速計(jì)算機(jī)總線VME總線在VI領(lǐng)域的擴(kuò)展，它具有穩(wěn)定的電源，強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的RFI/EMI屏蔽。經(jīng)過多年的發(fā)展，VXI系統(tǒng)的組建和使用越來越方便，尤其是組建大、中規(guī)模自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)以及對(duì)速度、精度要求高的場(chǎng)合。然而，組建VXI總線要求有機(jī)箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價(jià)比較高。PXI的高度可擴(kuò)展性。虛擬儀器的發(fā)展史GPIB→VSI→PXI總線方式（適合大型高精度集成系統(tǒng)）GPIB 于1978年問世，VXI于1987年問世，PXI于1997年問世。 　　綜上所述，虛擬儀器的發(fā)展取決于三個(gè)重要因素。它的精確采樣, 快速及時(shí)的數(shù)據(jù)處理、傳輸功能使其在自動(dòng)控制領(lǐng)域和工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用, 已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、儀器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷完善, 虛擬儀器將向以下三個(gè)方向發(fā)展: 外掛式虛擬儀器PCDAQ式虛擬儀器是現(xiàn)在比較流行的虛擬儀器系統(tǒng), 但是, 由于基于PCI 總線的虛擬儀器在插入DAQ 時(shí)都需要打開機(jī)箱等, 比較麻煩, 而且, 主機(jī)上的PCI 插槽有限, 再加上測(cè)試信號(hào)直接進(jìn)入計(jì)算機(jī), 各種現(xiàn)場(chǎng)的被測(cè)信號(hào)對(duì)計(jì)算機(jī)的安全造成很大的威脅, 同時(shí), 計(jì)算機(jī)內(nèi)部的強(qiáng)電磁干擾對(duì)被測(cè)信號(hào)也會(huì)造成很大的影響, 故以USB 接口方式的外掛式虛擬儀器系統(tǒng)將成為今后廉價(jià)型虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)的主流。 網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器盡管Internet技術(shù)最初并沒有考慮如何將嵌入式智能儀器設(shè)備連接在一起, 不過NI 等公司已開發(fā)了通過Web瀏覽器觀測(cè)這些嵌入式儀器設(shè)備的產(chǎn)品, 使人們可以通過Internet 操作儀器設(shè)備。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將分散在不同地理位置不同功能的測(cè)試設(shè)備聯(lián)系在一起,使昂貴的硬件設(shè)備、軟件在網(wǎng)絡(luò)上得以共享, 減少了設(shè)備重復(fù)投資。由此可見,網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器將具有廣泛的應(yīng)用前景。集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧6yfi EP*e集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧%md6in39。其中，K為電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。當(dāng)壓力F在一定范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)變?chǔ)舩以一個(gè)常數(shù)正比于F。{Z,M%no集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧J{*r%Sd8]r5fvamp。G ^)\
m0 集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧Ro2DU5[z*h39。集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧2C5v}P d7~5e(mamp。yTz0　　如圖1所示，在雙孔梁的上下兩端面分別對(duì)應(yīng)孔的頂端處貼上電阻應(yīng)變片，將它們按圖1(b)所示的方式組成全橋測(cè)量電路。當(dāng)彈性體受物體作用時(shí)，彈性體便產(chǎn)生彈性形變，粘在其表面的電阻應(yīng)變片則隨其同步變形，因而改變了它們的電阻值。 WC3g0 集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧[。Mfy!R7F v/{ 集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧 t3\!^? c8W u`Au[集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧wiT!{~ [amp。集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧 ghF$_Ogh$bG4`Z4aM0　　2 應(yīng)變片選用——BP型半導(dǎo)體應(yīng)變片集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧Ao%RU P`^ic,HV8Z0　　BP 型半導(dǎo)體應(yīng)變片可用于應(yīng)力測(cè)量和應(yīng)力分析，并作為各種傳感器的力電轉(zhuǎn)換元件。其高的靈敏度使輸出信號(hào)電平增大幾十倍，所以不必采用放大器而直接用電壓表或示波器等簡(jiǎn)單儀表就可以直接記錄測(cè)量結(jié)果，因而使得測(cè)量?jī)x表大為簡(jiǎn)化；再加上它的機(jī)械滯后小，可以測(cè)量靜態(tài)應(yīng)變、低頻應(yīng)變等，在許多新技術(shù)中，如火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)等制造工業(yè)及遙測(cè)系統(tǒng)中，半導(dǎo)體應(yīng)變片具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。~A6C S5Y0　　BP6120型半導(dǎo)體應(yīng)變片技術(shù)參數(shù)：集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧/hNqApCu4u)E%^!T,Rn0A%j0　　硅絲尺寸為6mm0．4 mm0．05 mm；基底尺寸為10 mm x 6 mm；靈敏系數(shù)120；電阻溫度系數(shù)小于0．2％；靈敏度溫度系數(shù)小于0．16％；允許工作電流25 mA；允許最大應(yīng)變2 000με；極限工作溫度100℃。NvC Xns0　　4．1 電阻片的溫度效應(yīng)集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧V%seG:ad5di w!YAY}Tamp。另外，由于試件和電阻材片的線性膨脹系數(shù)不同，從而會(huì)使電阻片的阻值發(fā)生變化。集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧iU
DT5AkQ39。輸出應(yīng)變信號(hào)電壓為：集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧kv9x+B k3^i]$i |
|)C_~0b6o+N0}~5h uKuU cGh0 集微網(wǎng)欲知半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)，速上老杳吧O39。ys^n({ 　　式中：ε1，ε2，ε3，ε4分別為各橋臂應(yīng)變片感受的應(yīng)變量；εT為各應(yīng)變片隨溫度變化所產(chǎn)生的應(yīng)變量。{ z0應(yīng)變測(cè)試程序框圖9oiQ
^p0　3 虛擬應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 虛擬應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)硬件虛擬應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 圖1　硬件組成框圖 傳感器：它的作用是將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之有對(duì)應(yīng)關(guān)系電信號(hào)。NI公司的儀器信號(hào)調(diào)理板卡SCXI是LabVIEW軟件直接支持的一個(gè)信號(hào)調(diào)理板卡，LabVIEW環(huán)境中調(diào)用非常方便。選擇數(shù)據(jù)采集卡時(shí)，需要注意以下一些問題：數(shù)據(jù)分辨率、精度、最高采樣速度、通道數(shù)、總線接口類型。 虛擬應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)軟件構(gòu)成NI公司在提出虛擬儀器概念并推出第一批實(shí)用成果時(shí)，就用軟件就是儀器來表達(dá)虛擬儀器的特征，強(qiáng)調(diào)軟件在虛擬儀器中的重要位置。使用者可以根據(jù)不同的測(cè)試任務(wù)，在虛擬儀器開發(fā)軟件的提示下編制不同的