自動檢測系統(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算機內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡與專用的軟件相結(jié)合，完成檢測任務(wù)，充分利用了計算機的總線、機箱、電源及軟件。典型插卡型虛擬儀器由傳感器、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、計算機四部分組成。多層電路板、可編程儀器放大器、即插即用、系統(tǒng)定時控制器、多數(shù)據(jù)采集板、實時系統(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)使電子測量由獨立的單臺手工操作向大規(guī)模自動檢測系統(tǒng)發(fā)展。典型的GPIB系統(tǒng)由一臺PC機、一塊GPIB接口卡和若干臺GPIB形式的儀器通過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14臺的儀器，電纜長度可達20米。GPIB技術(shù)可用計算機實現(xiàn)對儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很方便地把多臺儀器組合起來，形成大的自動檢測系統(tǒng)。GPIB測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡單，造價較低，主要應(yīng)用于臺式儀器市場。適用于精確度要求高，但對計算機速率要求不高的場合。

　　3、VXI總線

　　VXI總線是高速計算機總線VME在虛擬儀器領(lǐng)域的擴展，它具有穩(wěn)定的電源、強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、定時和同步精確、模塊可重復(fù)利用、眾多儀器廠家支持的優(yōu)點，很快得到廣泛的應(yīng)用。其適合于組建大、中規(guī)模自動檢測系統(tǒng)以及對速度、精度要求高的場合。然而，組建VXI總線要求有機箱、管理器及嵌入式控制器，造價比較高。

　　二、虛擬儀器系統(tǒng)的軟件

　　通用計算機軟件和儀器軟件的有機組合，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算機系統(tǒng)之中執(zhí)行總線的特殊功能，是實現(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)動軟件

　　儀器驅(qū)動軟件處于軟件框架的中間層，完成對某一特定儀器的控制與通訊，它可作為用戶程序的一部分。每個儀器模塊均有自己的儀器驅(qū)動程序。儀器驅(qū)動程序的實質(zhì)是為用戶提供用于儀器操作的較抽象的操作函數(shù)集。對于應(yīng)用程序來說，它對儀器的操作是通過儀器驅(qū)動程序來實現(xiàn)的；儀器驅(qū)動程序?qū)τ趦x器的操作與管理，又是通過輸入/輸出（I/O）軟件所提供的統(tǒng)一基礎(chǔ)與格式的函數(shù)庫（VASA）調(diào)用實現(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，它將計算機的數(shù)據(jù)分析和顯示能力與儀器驅(qū)動器融合在一起，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)的文本語言式平臺，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，如HP公司的HP VEE、NI公司的LabVIEW等。

　　5 結(jié)束語

　　未來測試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，在軍用領(lǐng)域，就是采用開放的商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，大幅度減少測試系統(tǒng)軟、硬件的開發(fā)、升級的費用，實現(xiàn)自動測試系統(tǒng)的互操作，滿足武器維護的靈活性，實現(xiàn)各軍種間、不同維護級別間自動測試系統(tǒng)的通用，最大限度地發(fā)揮測試系統(tǒng)的能力。民用領(lǐng)域， PC機的廣泛應(yīng)用給自動檢測系統(tǒng)領(lǐng)域帶來了革命性的變化，利用計算機豐富的軟硬件資源可以有效地突破傳統(tǒng)測試技術(shù)在數(shù)據(jù)信號處理、顯示、傳送、存儲、打印等方面的局限?，F(xiàn)代檢測技術(shù)不僅要求儀器能單獨測量某個量，而且更希望它們之間能夠互相通信，實現(xiàn)信息共享，從而對被測的各系統(tǒng)進行綜合分析、評估，得出準(zhǔn)確判斷。