虛擬儀器的發(fā)展淺談

　　National Instruments（美國國家儀器有限公司）在業(yè)界率先提出“虛擬儀器”（Virtual Instrumentation）概念至今已有１５年了。在這１５年里，ＮＩ逐步改變了全世界工程師和科學家們對于測量和自動化的方法。今天，全世界的工程師和科學家們正在成千上萬個應用系統(tǒng)中使用“虛擬儀器技術(shù)”，從而達到縮短開發(fā)時間、提高產(chǎn)品品質(zhì)并降低生產(chǎn)成本的共同目的。同時，虛擬儀器技術(shù)也正逐漸趨于成熟和完善的境界。
　　 虛擬儀器系統(tǒng)的基本構(gòu)架包括功能強大的軟件、模塊化的測量硬件及標準商業(yè)科技（如個人計算機和網(wǎng)際網(wǎng)絡）。虛擬儀器技術(shù)包含了專為控制應用設計的軟件及針對不同頻率與精確度范圍的通用測量硬件，因此，工程師可以在測試或控制應用中自行定義測量功能。這些軟硬件工程工具能緊密地與開放式的商業(yè)計算機平臺整合使用，充分利用不斷進步的計算機科技以獲取高效率、高性能及低成本的利益。同時，其應用范圍極其廣泛，從汽車到消費電子，從石油到燃料能源，橫跨數(shù)百個工業(yè)領域。
　　 隨著莫爾定律的持續(xù)發(fā)展及個人計算機技術(shù)的日新月異，虛擬儀器系統(tǒng)的功能也越來越強大。個人計算機的內(nèi)存、影像處理、輸入輸出及中央處理單元的性能每年都在提高，而這些技術(shù)都有利于“虛擬”的測量和自動化系統(tǒng)的發(fā)展。從２５年前個人計算機的出現(xiàn)至今，其性能已提高了10000倍，而其價格卻不斷地下降，因此，這些功能強大、性能可靠、成本低廉的計算機系統(tǒng)被廣泛應用到實驗室的產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)線上產(chǎn)品的制程中。個人計算機的不斷發(fā)展進步不僅使得虛擬儀器系統(tǒng)成為一種低成本、高彈性的解決方案，更大大提升了企業(yè)生產(chǎn)率，而這是傳統(tǒng)獨立的儀器設備所無法比擬的優(yōu)勢。
簡化開發(fā)過程
　　 托馬斯·愛迪生（Thomas Edison）以其留聲機和電燈的創(chuàng)新發(fā)明而聞名于世，當時和他一起工作并取得這些成功的人數(shù)并不多。反觀今日,Ｒ＆Ｄ（研發(fā)）團隊已然成為大型企業(yè)、項目研究的主要棟梁，涉及的工程師和科學家不計其數(shù)，如此龐大的團隊卻沒有人能夠完全了解所致力于研究和開發(fā)的項目。最近，虛擬儀器系統(tǒng)提高了工程師們的工作效率，為公司創(chuàng)造突破性革新技術(shù)的小組格局，同時大大提高了整個企業(yè)的生產(chǎn)率。個人計算機的強大處理功能、模塊化硬設備的多功能性以及專為工程師們設計的現(xiàn)成即用的軟件使小組成員有機會充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造力，從而為各種應用建置完善、先進的系統(tǒng)。
　　 虛擬儀器技術(shù)幫助工程師們更容易了解并掌握測量系統(tǒng)。例如，以往工程師們總是使用幾臺單獨的儀器設備分別進行各種物理量的測量，然后以手動方式進行初步的運算和分析；而現(xiàn)在，利用分析軟件與簡單的測量硬設備，就可以毫不費力地建置一套成本低廉且具有各種儀器功能的系統(tǒng)。
　　 功能強大、現(xiàn)成即用的軟件使整個過程自動進行。工程師們使用個人計算機輕易就能完成整個資料擷取、分析和顯示的工作，同時卻不影響到測量系統(tǒng)的性能或功能。例如，NI LabVIEW簡易的流程圖編輯程序風格使得工程師們可以快速建置符合自己特定要求的應用程序，不管他是否有過編輯程序的經(jīng)驗。NI LabVIEW正是一個革命性的軟件工具，它為工程師們提供的幫助就好像電子制表軟件簡化財務會計們繁重的工作量一樣。而且，與硬設備的緊密整合使它更簡單地實現(xiàn)測量和控制自動化，同時能充分利用個人計算機的分析、顯示和網(wǎng)絡連接功能。
　　 隨著測量和控制應用領域?qū)ο到y(tǒng)性能和靈活性要求的不斷提高，軟件的設計功能也日漸重要。購置工程應用開發(fā)平臺并擁有其最佳性能，可以使企業(yè)大大縮短開發(fā)時間并提高每個工程師的工作效率。配備了這樣強有力的工具，企業(yè)才能在劇烈的競爭中贏得最終勝利。這一方法使得工程師們可以專注于應用系統(tǒng)的開發(fā)而非花大量的時間去迎合操作系統(tǒng)的升級或網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)移等變化，從而實現(xiàn)工程資源的有效利用，確保您的投資。
　　 測量系統(tǒng)歷來被稱為“自動化的荒島”，因為您必須為每個單一的應用專門設計一套獨立的系統(tǒng)。有了虛擬儀器系統(tǒng)，模塊化的硬件組成及開放式的工程應用軟件可以幫助您簡單地使一套系統(tǒng)同時符合各種測量應用的要求。
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