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虚拟仪器与传统仪器,在互补中均衡发展

2025-04-09 17:29:02杂谈34

多年来,虚拟仪器的概念已经被更多的科学家、工程师及院校的师生所熟知,虚拟仪器已经广泛的应用在数据采集、仪器控制、工业过程监控和实验室自动化测量领域。

虚拟仪器是实实在在的电子测量仪器,其虚拟的含义主要体现在将仪器的部分硬件功能及数据分析处理功能以软件的形式实现,这与网络世界中的虚拟概念是完全不同的,网络世界中的虚拟表现的是一种不存在的虚幻。

虚拟仪器会取代传统仪器吗?如何看待虚拟仪器,它与传统仪器间会有什么不同之处?

正像当年数字式仪表刚刚出现时,也曾有过类似的问题提出:数字式仪表会取代模拟式仪表吗?当时可谓是众说纷纭,看法不一,可是,直到今天数字式仪表也未能完全取代模拟式仪表,数字化肯定是仪器仪表的发展趋势,民用电度表、手机、电视、照相机等都已经实现了数字化。

可以说,在未来相当长的一段时间内,虚拟仪器不会取代传统仪器,因为它们有各自的特点和各自的优势,传统仪器的发展已经近百年了,虚拟仪器的出现不过才短短的二十多年,正是由于它们之间存在着各自不同的特点和特性,所以目前还不存在将来谁取代谁的问题,它们之间的关系仍旧是良好的互补关系。

虚拟仪器的测量原理是基于数据采集模块,而数据采集模块中最核心部件就是模数转换器,模数转换器的特性决定了数据采集模块的特性,而数据采集卡的特性决定了整个测量仪器的基本特性,工业自动化测量需要的是定量测量,测量结果的准确与否直接与模数转换器的基本特性有关。

模拟电子技术在虚拟仪器硬件(IC)中也同样扮演着非常重要的角色,虚拟仪器的数据采集模块是基于模数转换器的核心部件,模块的设计者可以通过其他技术手段来保证数据采集模块的技术性能,比如NI的数据采集模块从E系列发展到M系列,其技术性能的提升完全取决于模拟电子技术的进步,包括高速16-18位模数转换器、内置基准源等技术。

数字电子技术的发展同样影响着虚拟仪器的性能,数字电子技术的不断进步导致了E系列、M系列和X系列数据采集模块性能的提高,同时价格和功耗不断下降,特别是NI推出的板载FPGA技术,使得系统设计更加自主化、更加机动灵活,通过FPGA在线编程,可以实现硬件设计的软件化,满足一些特殊的需求。

在高端测量仪器领域,传统仪器仍然是主宰者,所谓高端测量仪器是指那些使用在精密实验室的测量仪器,特别是校准实验室使用的仪器,对这类测量仪器通常会有比较特殊的要求,如仪器的本底噪声要小、满足电磁兼容性的要求、使用环境温度、湿度要保证在一定的范围内等,精密实验室的测量仪器领域一直被传统仪器所占据,例如高精度的数字电压表、万用表,以及数GHz的射频信号发生器和分析仪等。

虚拟仪器与传统仪器之间不存在着将来谁取代谁的问题,它们之间的关系仍旧是良好的一种互补关系,免责声明:凡注明来源中国测控网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,请注明出处,非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,更多精彩内容请关注公众号“CK365测控界”。