使用虛擬儀器降低測(cè)量成本

和大多數(shù)工程師一樣，您大概也曾試圖找到降低自動(dòng)測(cè)試或量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)成本的方法。這份文件將告訴您National Instruments如何幫助工程師達(dá)成這個(gè)任務(wù)。文件開(kāi)頭將概略分析發(fā)展量測(cè)系統(tǒng)的過(guò)程中主要的五個(gè)成本來(lái)源（請(qǐng)參考下面表一中的成本欄）。您將了解如何應(yīng)用虛擬儀測(cè)技術(shù)來(lái)降低個(gè)別成本，進(jìn)而降低整體量測(cè)成本。

表一：發(fā)展量測(cè)系統(tǒng)的成本來(lái)源與對(duì)應(yīng)之成本控制解決方案

測(cè)量應(yīng)用系統(tǒng)的成本

請(qǐng)?jiān)囍叵肽谇耙粋€(gè)量測(cè)系統(tǒng)上所耗費(fèi)的時(shí)間，您可能花了大部分的專案時(shí)間在設(shè)定硬體組態(tài)與開(kāi)發(fā)應(yīng)用程式。如果您仔細(xì)檢驗(yàn)這樣的量測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，您將會(huì)發(fā)現(xiàn)成本主要來(lái)自五個(gè)地方（參見(jiàn)下圖一）。圖一所的資料來(lái)源是針對(duì)37位不同產(chǎn)業(yè)與國(guó)家的工程師在其最近開(kāi)發(fā)的測(cè)試或量測(cè)系統(tǒng)上所花費(fèi)的成本所做的調(diào)查，。您可發(fā)現(xiàn)，平均來(lái)說(shuō)，他們認(rèn)為硬體和軟體售價(jià)是最大的單一成本來(lái)源，然而其他項(xiàng)目累加起來(lái)所耗費(fèi)的時(shí)間成本卻琢蘇體成本的絕大部分。（]：時(shí)間成本以每小時(shí)100美元計(jì)算）

圖一：開(kāi)發(fā)量測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)的五個(gè)成本來(lái)源

過(guò)去26年來(lái)，National Instruments致力于使用虛擬儀測(cè)來(lái)為您降低整體量測(cè)成本。虛擬儀測(cè)結(jié)合了軟體與現(xiàn)成的硬體技術(shù)，并利用現(xiàn)今個(gè)人電腦的高效能與高彈性，有效地降低每一項(xiàng)成本?！窷ational Instruments的這套系統(tǒng)可以有效降低成本、節(jié)省時(shí)間，同時(shí)又能兼顧結(jié)果的可重復(fù)驗(yàn)證性與系統(tǒng)壽命?！筍.E.A. Datentechnik GmbH.的Wolfram Koerver如此表示。

降低制定系統(tǒng)規(guī)格的時(shí)間成本

決定量測(cè)項(xiàng)目以及進(jìn)階分析種類可能會(huì)很花時(shí)間。而當(dāng)您終于做好選擇，接著還得決定該如何建置這樣一個(gè)量測(cè)系統(tǒng)。為了縮短制定系統(tǒng)規(guī)格所需的時(shí)間，National Instrument提供了豐沛的線上資源。DAQ Designer（可至 ni.com/advisor實(shí)際體驗(yàn)，或至ni.com/taiwan索取免費(fèi)光碟）會(huì)協(xié)助您按部就班地制定所需的系統(tǒng)規(guī)格；它會(huì)引導(dǎo)你選取正確的感測(cè)器或信號(hào)種類、取樣頻率、頻道數(shù)量以及其他參數(shù)，最后它會(huì)列出最符合您需求的軟硬體解決方案。

在ni.com網(wǎng)站上也可以找到第三方供應(yīng)商的諮詢服務(wù)，這些服務(wù)會(huì)推薦產(chǎn)品來(lái)補(bǔ)強(qiáng)您選擇的軟硬體，例如可在惡劣環(huán)境下工作的感測(cè)器和個(gè)人電腦。這些工具都能夠迅速找出最符合您的應(yīng)用所需的產(chǎn)品，以節(jié)省下時(shí)間成本。

圖二：DAQ Designer光碟版與線上版可幫助您節(jié)省制定一個(gè)DAQ系統(tǒng)所需的時(shí)間

降低軟硬體的價(jià)格成本

一個(gè)資料擷取系統(tǒng)（DAQ system）中最顯著的成本當(dāng)然是硬體和軟體的價(jià)格。大多數(shù)人試圖降低這方面的成本，但卻沒(méi)有考慮到整體開(kāi)發(fā)成本是否有跟著下降。圖一顯示，硬體與軟體的價(jià)格只漬體成本的36%，而其他方面所耗費(fèi)的時(shí)間與金錢拙萘蘇體成本的絕大部分。

虛擬儀測(cè)不只能降低時(shí)間成本，更能將硬體與軟體的耗費(fèi)降到最低。要了解w中原理，請(qǐng)參考National Instruments在其資料擷取裝置使用的現(xiàn)成技術(shù)所對(duì)應(yīng)的價(jià)格與效能趨勢(shì)：圖三是過(guò)去幾年12位元與16位元類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器的價(jià)格趨勢(shì)；請(qǐng)?zhí)貏e注意：90年代初期購(gòu)置一個(gè)12位元轉(zhuǎn)換器所需的費(fèi)用在今天可以購(gòu)置一個(gè)16位元轉(zhuǎn)換器！像這樣的趨勢(shì)讓National Instruments有能力持續(xù)地以相當(dāng)或更低的價(jià)錢提供更好的資料擷取效能。在個(gè)人電腦產(chǎn)業(yè)也有類似趨勢(shì)DD著名的摩爾定律（見(jiàn)圖四）；在此定律主宰下，處理器效能不斷提高，價(jià)格卻不斷下降。這個(gè)趨勢(shì)同樣地有利于虛擬儀測(cè)的使用者，因?yàn)橹灰獙㈦娔X升級(jí)就可以得到更高的軟體效能。

圖三：數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器與NI資料擷取裝置的價(jià)格與效能趨勢(shì)

圖四：摩爾定律DD自1970年以來(lái)英特爾處理器效能提N的趨勢(shì)

總地來(lái)說(shuō)，NI一直不斷地改善工程成本結(jié)構(gòu)，以降低客戶的資料擷取成本。在2002年，NI發(fā)表的多功能資料擷取裝置NI6013和NI6014寫下了16位元資料擷取技術(shù)的新低價(jià)。在2004年，NI在該產(chǎn)品線加入了新的低成本數(shù)位介面產(chǎn)品以及類比輸出產(chǎn)品，與較早的類似裝置比起來(lái)，這些產(chǎn)品分別節(jié)省了30%與70%的單頻道成本。

降低設(shè)定組態(tài)的時(shí)間成本

一旦制定好規(guī)格并購(gòu)置了量測(cè)用的硬體，真正的工作才剛要開(kāi)始。您得先安裝硬體與軟體，設(shè)定所有必備的組態(tài)，并確認(rèn)系統(tǒng)的每一個(gè)部分都運(yùn)作正常。這一階段還包含了所有必要的硬體裝設(shè)，例如感測(cè)器的連結(jié)、繞線以及待測(cè)物的準(zhǔn)備。從圖一可以看到，對(duì)一個(gè)典型的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)單單這個(gè)步驟就耗費(fèi)了23%的整體成本，因此節(jié)省這部分的時(shí)間可以節(jié)省相當(dāng)比例的整體成本。

許多NI的資料擷取裝置都裼米钚碌耐飩郵降縋R流排規(guī)格，如USB、FireWire以及PCMCIA，如此一來(lái)就免除了關(guān)機(jī)和開(kāi)啟機(jī)殼的麻煩。另外，NI-DAQ軟體可自動(dòng)偵測(cè)新安裝的裝置，因此可以省下不少安裝時(shí)間，特別是如果您打算在不同地點(diǎn)使用同樣的硬體。

NI-DAQ還包含了其他能減少耗時(shí)的組態(tài)軟體。NI MAX（量測(cè)與自動(dòng)化瀏覽器）可自動(dòng)偵測(cè)并讓您組態(tài)所有的資料擷取裝置、GPIB裝置、FieldPoint裝置、PXI裝置以及VXI裝置，一次搞定。您也可以執(zhí)行自我診斷測(cè)試以確保所有的裝置運(yùn)作正常，您可以透過(guò)測(cè)試面板迅速地檢視資料擷取裝置上每個(gè)頻道的訊號(hào)。