自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)原理應(yīng)用及其發(fā)展?fàn)顩r

　　1、PC總線插卡型虛擬儀器

　　基于PC總線插卡型虛擬儀器它借助于插入計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡與專用的軟件相結(jié)合，完成檢測(cè)任務(wù)，充分利用了計(jì)算機(jī)的總線、機(jī)箱、電源及軟件。典型插卡型虛擬儀器由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)四部分組成。多層電路板、可編程儀器放大器、即插即用、系統(tǒng)定時(shí)控制器、多數(shù)據(jù)采集板、實(shí)時(shí)系統(tǒng)集成總線、具有雙緩沖區(qū)的高速

　　數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)高速傳送中斷、DMA等技術(shù)應(yīng)用，使數(shù)據(jù)采集卡能保證很高的準(zhǔn)確度與可靠性。

　　圖3 虛擬儀器系統(tǒng)構(gòu)成框圖

　　2、GPIB總線方式

　　GPIB技術(shù)是IEEE488標(biāo)準(zhǔn)的虛擬儀器早期的發(fā)展階段。它的出現(xiàn)使電子測(cè)量由獨(dú)立的單臺(tái)手工操作向大規(guī)模自動(dòng)檢測(cè)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)GPIB形式的儀器通過(guò)GPIB電纜連接而成。在標(biāo)準(zhǔn)情況下，一塊GPIB接口卡可帶多達(dá)14臺(tái)的儀器，電纜長(zhǎng)度可達(dá)20米。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，可以很方便地把多臺(tái)儀器組合起來(lái)，形成大的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。GPIB測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，主要應(yīng)用于臺(tái)式儀器市場(chǎng)。適用于精確度要求高，但對(duì)計(jì)算機(jī)速率要求不高的場(chǎng)合。

　　3、VXI總線

　　VXI總線是高速計(jì)算機(jī)總線VME在虛擬儀器領(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。由于它的標(biāo)準(zhǔn)開放，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強(qiáng)、定時(shí)和同步精確、模塊可重復(fù)利用、眾多儀器廠家支持的優(yōu)點(diǎn)，很快得到廣泛的應(yīng)用。其適合于組建大、中規(guī)模自動(dòng)檢測(cè)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、管理器及嵌入式控制器，造價(jià)比較高。

　　二、虛擬儀器系統(tǒng)的軟件

　　通用計(jì)算機(jī)軟件和儀器軟件的有機(jī)組合，構(gòu)成了虛擬儀器的基本軟件框架，該軟件框架主要包括以下三部分。

　　1、總線接口軟件

　　總線接口軟件駐留在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中執(zhí)行總線的特殊功能，是實(shí)現(xiàn)虛擬儀器功能的最基礎(chǔ)軟件，一般要求該軟件還必須與其它儀器系統(tǒng)（GPIB、RS—232等）的軟件結(jié)構(gòu)兼容，以便于系統(tǒng)集成。它處于軟件框架的最底層。

　　2、儀器驅(qū)動(dòng)軟件

　　儀器驅(qū)動(dòng)軟件處于軟件框架的中間層，完成對(duì)某一特定儀器的控制與通訊，它可作為用戶程序的一部分。每個(gè)儀器模塊均有自己的儀器驅(qū)動(dòng)程序。儀器驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)質(zhì)是為用戶提供用于儀器操作的較抽象的操作函數(shù)集。對(duì)于應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，它對(duì)儀器的操作是通過(guò)儀器驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的；儀器驅(qū)動(dòng)程序?qū)τ趦x器的操作與管理，又是通過(guò)輸入/輸出（I/O）軟件所提供的統(tǒng)一基礎(chǔ)與格式的函數(shù)庫(kù)（VASA）調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。

　　3、應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境

　　應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境位于軟件框架的最頂層，它將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析和顯示能力與儀器驅(qū)動(dòng)器融合在一起，為用戶開發(fā)虛擬儀器提供了必要的軟件工具和環(huán)境。目前，虛擬儀器系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境主要包括兩種：一種是基于傳統(tǒng)的文本語(yǔ)言式平臺(tái)，主要是NI公司的LabWindows/CVI和微軟公司的VC++、Visual Basic等；一種是基于圖形化工程環(huán)境的平臺(tái)，如HP公司的HP VEE、NI公司的LabVIEW等。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　未來(lái)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，在軍用領(lǐng)域，就是采用開放的商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，大幅度減少測(cè)試系統(tǒng)軟、硬件的開發(fā)、升級(jí)的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的互操作，滿足武器維護(hù)的靈活性，實(shí)現(xiàn)各軍種間、不同維護(hù)級(jí)別間自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的通用，最大限度地發(fā)揮測(cè)試系統(tǒng)的能力。民用領(lǐng)域， PC機(jī)的廣泛應(yīng)用給自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化，利用計(jì)算機(jī)豐富的軟硬件資源可以有效地突破傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)在數(shù)據(jù)信號(hào)處理、顯示、傳送、存儲(chǔ)、打印等方面的局限?，F(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)不僅要求儀器能單獨(dú)測(cè)量某個(gè)量，而且更希望它們之間能夠互相通信，實(shí)現(xiàn)信息共享，從而對(duì)被測(cè)的各系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析、評(píng)估，得出準(zhǔn)確判斷。