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虚拟仪器系统理论研究

李恒灿  
【摘要】: 随着科学技术的进步,对测量技术的要求越来越高。电子测量技术在各个领域得到了越来越广泛的应用。传统的电子测量仪器由于其功能单一,体积庞大,已经很难满足实际测量工作中多样性、多功能的需要。随着集成电路和计算机技术的迅猛发展,虚拟仪器技术应运而生。它与传统仪器相比,功能更强、处理速度更快、频带更宽、用途更广、操作更简单、体积更小、可扩充性更好。虚拟仪器可以充分利用计算机的运算、存储和显示功能。因而在降低仪器成本的同时,使仪器的灵活性和数据处理能力大大提高,可以更方便地组建测试系统,更好地满足多种测量要求。 本文对虚拟仪器系统进行了理论性的研究,全面系统地讨论了虚拟仪器的软件标准、开发环境,研究了虚拟仪器的硬件组成及其设计准则。提出了一种以PC机为基础的虚拟仪器数据采集系统,它不仅具有高档仪器的测量品质,又能很好地满足测量需求的多样性,是一种特别适合我国国情的虚拟仪器设计方案。关于软件方面,本文给出了详细的设计步骤和设计思想。尽管虚拟仪器灵活多样,但是为了开发出来的虚拟仪器具有可互换性,降低开发的周期,本文提出了统一开发虚拟仪器标准的思想。 数据采集与数据处理是虚拟仪器进行测试的核心,本文详细研究了数据采集的采集方法、采集系统的结构设计方法。对于数据采集与转换中遇到的采样速度、孔径误差、模/数转换精度等问题,本文根据采样定理的理论,提出了不同的解决方案。 网络技术的发展使得远程测控成为可能,本文对虚拟仪器在局域网中的应用进行了研究,采用了DDE技术、Datasocket技术和DCOM/ActiveX技术三种不同的方案,并在实时性、远程控制、开发难度和可靠性方面进行了定性的比较。针对远程测控需要涉及较为复杂的低层编程或传输速度较慢从而影响了数据传输的实时性等问题,本文提出的利用DataSocket技术,为网上远程测控应用软件的开发提供了一条捷径。


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