3. Особенности и преимущества виртуальных приборов.

Одним из наиболее перспективных направлений в развитии компьютерных измерительных систем является разработка виртуальных приборов.

Виртуальный прибор состоит из современного быстродействующего персонального компьютера, наличие которого – необходимое условие высококачественных и точных измерений, и одной-двух плат сбора данных (ПСД). Плата устанавливается в персональный компьютер (обычно в слот ISA или PSI) или внешнее дополнительное устройство, подключаемое через LPT-порт в комплексе с соответствующим программным обеспечением.

Пользователь виртуального прибора включает объект графической па­нели с помощью клавиатуры, «мыши» или специализированной прикладной программы. Виртуальные измерительные приборы сочетают большие вычислительные и графические возможности персонального компьютера с высокой точностью и быстродействием аналого-цифровых преобразователей и цифроаналоговых преобразователей, применяемых в платах сбора данных (ПСД). По существу виртуальные приборы (как и практически все типы КИС) выполняют анализ амплитудных, частотных, временных характеристик различных измерительных цепей, определяют параметры сигналов с точностью примененных АЦП и ЦАП, а также формируют сигналы, как для процесса измерений, так и для автоматизации измерительных систем.

Программная часть виртуального прибора может эмулировать (создать) на экране дисплея компьютера виртуальную переднюю управляющую панель стационарного измерительного прибора. Сама панель с виртуальными кнопками, ручками и переключателями, сформированная на экране дисплея, становится панелью управления виртуального прибора. В отличие от реальной панели управления стационарного измерительного прибора, такая виртуальная панель может быть многократно перестроена в процессе работы для адаптации к конкретным условиям эксперимента. В зависимости от используемой платы и программного обеспечения пользователь получает измерительный прибор под ту или иную метрологическую задачу.

Виртуальные приборы предназначены для наблюдения, регистрации, долговременного хранения, анализа, измерения и обработки амплитудных, частотных, фазовых и временных параметров различных видов периодических и случайных процессов. С помощью компьютера можно сравнивать сигналы с эталонными, отображать их на экране и документировать исследуемые (измеряемые) процессы.

Основные преимущества виртуальных цифровых приборов:

• высокая точность измерений параметров сигналов или цепей;

• широкая полоса пропускания;

• возможность запоминания эпюры сигнала на произвольное время;

• автоматическое измерение параметров сигналов;

• возможность статистической обработки результатов измерения;

• возможность подключения принтера и плоттера для создания отчета о результатах измерений;

• возможность сравнения текущих данных с образцовыми или предварительно записанными;

• наличие средств самокалибровки и самодиагностики;

• возможность исследования переходных процессов, протекающих вэлектрических цепях;

• упрощенная архивация результатов измерений.

Таким образом, широкие вычислительные возможности виртуальных приборов позволяют реализовать программными методами многие способы повышения точности измерений, эффективности и быстродействия.

Виртуальные приборы имеют большое преимущество перед микропроцессорными измерительными приборами, поскольку пользователь получает доступ к обширным объемам прикладных программ, может использовать внешнюю память большой емкости и различные устройства документирования результатов измерений. Сочетание платы сбора данных, измерительного устройства и персонального компьютера представляет человеку новые возможности, недостижимые автономными измерительными приборами.

К преимуществам виртуальных приборов следует отнести также их экономическую эффективность – практически любая плата сбора данных и компьютерные программы обработки измерительной информации намного дешевле измерительного прибора.