虛擬儀器實驗室基本配置方案

項目名稱：虛擬儀器實驗室基本配置方案

虛擬儀器：
所謂“虛擬儀器”，就是在通用計算機上，利用通用接口總線連接硬件數據采集或控制模塊，通過軟件編程控制硬件模塊進行控制和測量，并利用軟件實現儀器的測量和分析功能。其實，“虛擬儀器”這個概念從字面上來簡單理解就是：借助于計算機和數據采集模塊通過軟件，能夠實現真實儀器的測量功能，但的確不是一個實是在在、有模有樣的真實的測量儀器。
虛擬儀器的特點：
1、強大的運行環境及分析處理能力
根據虛擬儀器的構成，通常是運行在各種商業化計算機上，而商業化計算機在
多核技術、運行速度、帶寬、存儲能力、數據處理能力、網絡 LAN 及可利用的各
種總線技術等方面，是任何嵌入式系統所無法比擬的。所以我們說虛擬儀器的運行
引擎是最強大的、運行環境是最好的。
同時商業化計算機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、自定義測量功能和多功能性
商品化的測量儀器往往其測量功能較為單一，并且測量功能往往是由制造商定義好的。所以，人們習慣上是以類來區別的它們的測量功能。比如：DMM、示波器、信號發生器等等，它們相互間在測量功能上是完全不兼容的。 比如， 使用 DMM無法產生模擬信號；使用信號發生器根本不可能查看到信號的波形。但虛擬儀器可以完全做到這一點，虛擬儀器的最大的特點就在于：用戶可以自定義測量功能。
3、“再生（復用）”性能
“軟件就是儀器”是虛擬儀器的最大特點。也就是說：在硬件條件基本不變的情況下，我們可以根據測量需求，通過軟件設計可以實現多種方式不同的測量儀器。舉個簡單的例子：用一塊數據采集卡，可以實現交流信號的采集、記錄、分析；也可以實現直流信號的采集、記錄、分析；接入溫度變換器還可以測量溫度；接入壓力變換器還可以測量壓力等等等等，我們只需要設計不同測量分析功能的應用軟件。從這個特點上看：虛擬儀器硬件具有“再生（復用）”功能。
虛擬儀器的硬件使用率可以是非常高的。實質上， 也就是提高了儀器的使用率。比如：商品示波器，在不需要使用的時候只能將其束之高閣。而采用虛擬儀器技術設計的示波器，不使用時，只是應用軟件不使用，而硬件還可以設計成其它的儀器使用。這對于實驗室、中小企業、教學單位來講是意義重大的，可以大幅度降低通用設備的投資。

硬件配置：
一、16套PCI8622數據采集卡、電纜和接線端子板
產品描述： PCI8622是一款基于 PCI總線的數據采集卡，可直接插在 IBM-PC/AT
或與之兼容的計算機內任一 PCI 插槽中，構成實驗室，產品檢測中心等各種領域的數據采集、波形分析和處理系統。
AD： 單端32路/差分 16 路 250K 16位 8K 字 FIFO；
DIO: 16路DI、16路 DO；
CNT: 計數或脈沖發生功能
◆250KS/s 16位 32路 模擬量輸入；帶 DIO、計數器功能
◆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 觸發方式：數字量觸發方式
◆數字量輸入、輸出各 16 路
◆Counter：多達 9 種門控方式的 16位計數或脈沖發生功能
◆全卡實現無跳線操作

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 ART720一臺
產品描述： 機箱、筆記本鍵盤、機箱底板、工業主板、電源、液晶屏
◆CPU P4（2.4） 內存 512M 硬盤 160G DVD光驅
◆工業主板 6006
◆8 " TFT LCD, 亮度 350cd／M,最大分辨率 640x480
◆4U高度，機架式結構，全鋼箱體
◆前置抽拉式鍵盤和觸摸板鼠標
◆支持 3.5 " 硬盤和 CD-ROM,硬盤防振動設計
◆磁盤驅動器架：3.5〞驅動架和 5.25〞驅動架
◆工作溫度：0～60℃；存儲溫度：-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、信號發生器，用于模擬各種典型的傳感器輸出信號 3、上位機開發軟件：VC，VB開發環境（Visual Studio 集成開發環境） NI Labview集成開發環境及多用戶使用許可證
四、虛擬儀器面板舉例：
圖4.1 波形測量舉例

圖4.2 頻域分析-雙邊傅里葉變換

圖4.3 時域分析-自相關函數

圖4.4 信號發生器

圖4.5 與MATLAB通訊

圖 4.6 DEMO