虚拟仪器的实质是利用计算机显示器模拟传统仪器的控制面板,以多种形式输出检测结果,利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理,利用I/O接口设备完成信号的采集、测量和调理,从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。操作者使用鼠标或键盘操作虚拟面板就如同使用一台专用测量仪器。

虚拟仪器的硬件包括计算机和I/O接口设备。计算机可以是一台PC机或者工作站,它是硬件平台的核心。I/O接口设备主要完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换。按照总线的不同可以分为PC总线的DAQ(数据采集卡/板) 、GPIB总线仪器和VXI总线仪器等等。

虚拟仪器的编程语言有多种。LabWindows/CVI是其中最优秀的语言之一,它是美国NI(National Instruments)公司开发的32位面向计算机测控领域的软件开发平台。它以ANSI为核心,将功能强大的、使用灵活的C语言平台与数据采集、分析和表达等测控专业工具有机结合,它支持事件驱动与回调函数编程技术,它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的功能面板和库函数大大增强了C语言的功能,为熟悉C的开发人员开发检测、数据采集、过程监控等系统提供了一个理想的软件开发环境。

可以看出,虚拟仪器这一适合测控领域的开发平台完全适合于电机试验领域。引入虚拟仪器将改善电机试验测量的适时性要求,提高仪器仪表的精度并可以自己开发特殊要求的仪器,利用计算机的处理功能可以实现试验后数据的自动处理和报表,当然也可以实现试验数据的数据库管理。

虚拟仪器的异步机空载试验采集处理系统

虚拟仪器的电机试验应用程序结构

以LabWindows/CVI开发平台设计的基于PC-DAQ的虚拟仪器测试系统为例,其在电机试验领域应用的系统结果如图所示: