自動檢測系統原理應用及其發展狀況

　　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的數據采集卡與專用的軟件相結合，完成檢測任務，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、信號調理電路、數據采集卡、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、系統定時控制器、多數據采集板、實時系統集成總線、具有雙緩沖區的高速

　　數據采集、數據高速傳送中斷、DMA等技術應用，使數據采集卡能保證很高的準確度與可靠性。

　　圖3 虛擬儀器系統構成框圖

　　2、GPIB總線方式

　　GPIB技術是IEEE488標準的虛擬儀器早期的發展階段。它的出現使電子測量由獨立的單臺手工操作向大規模自動檢測系統發展。典型的GPIB系統由一臺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。在標準情況下，一塊GPIB接口卡可帶多達14臺的儀器，電纜長度可達20米。GPIB技術可用計算機實現對儀器的操作和控制，替代傳統的人工操作方式，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。GPIB測量系統的結構和命令簡單，造價較低，主要應用于臺式儀器市場。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在虛擬儀器領域的擴展，它具有穩定的電源、強有力的冷卻能力和嚴格的RFI/EMI屏蔽。由于它的標準開放，且具有結構緊湊、數據吞吐能力強、定時和同步精確、模塊可重復利用、眾多儀器廠家支持的優點，很快得到廣泛的應用。其適合于組建大、中規模自動檢測系統以及對速度、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、虛擬儀器系統的軟件

　　通用計算機軟件和儀器軟件的有機組合，構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之中執行總線的特殊功能，是實現虛擬儀器功能的最基礎軟件，一般要求該軟件還必須與其它儀器系統（GPIB、RS—232等）的軟件結構兼容，以便于系統集成。它處于軟件框架的最底層。

　　2、儀器驅動軟件

　　儀器驅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動程序。儀器驅動程序的實質是為用戶提供用于儀器操作的較抽象的操作函數集。對于應用程序來說，它對儀器的操作是通過儀器驅動程序來實現的；儀器驅動程序對于儀器的操作與管理，又是通過輸入/輸出（I/O）軟件所提供的統一基礎與格式的函數庫（VASA）調用實現的。

　　3、應用軟件開發環境

　　應用軟件開發環境位于軟件框架的最頂層，它將計算機的數據分析和顯示能力與儀器驅動器融合在一起，為用戶開發虛擬儀器提供了必要的軟件工具和環境。目前，虛擬儀器系統應用軟件開發環境主要包括兩種：一種是基于傳統的文本語言式平臺，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境的平臺，如HP公司的HP VEE、NI公司的LabVIEW等。

　　5 結束語

　　未來測試系統的發展趨勢，在軍用領域，就是采用開放的商業標準，大幅度減少測試系統軟、硬件的開發、升級的費用，實現自動測試系統的互操作，滿足武器維護的靈活性，實現各軍種間、不同維護級別間自動測試系統的通用，最大限度地發揮測試系統的能力。民用領域， PC機的廣泛應用給自動檢測系統領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測試技術在數據信號處理、顯示、傳送、存儲、打印等方面的局限。現代檢測技術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，實現信息共享，從而對被測的各系統進行綜合分析、評估，得出準確判斷。