现代电子测量仪器及其发展方向探讨

一代自动测试系统。 第二代自动测试系统采用标准化的通
用可程控测量仪器接口总线ＧＰＩＢ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｔｅｒ－ｆａｃｅ Ｂｕｓ）也称ＩＥＥＥ４８８．ＩＥＣ－ ６２５标准接口，系统采用积木式结构，由现成 的具有标准总线接口的通用仪器组成，这些 仪器在测试完成后可以解散，仍可作为普通 仪器使用；或组建另外的自动测试系统，改 建 、解 散 或 重 建 都 极 为 灵 活 ， 但 整 个 系 统 基 本上还是人工测量的模拟，计算机没有充分 发 挥 作 用 。此 外 还 存 在 着 硬 件 利 用 率 低 ， 资 源不能共享，系统体积庞大等缺点。
图１ 硬件组成
图２ 自动测试系统
图３ 虚拟仪器的组成图 和软件开发平台。
现代电子测量仪器系统分为上述４种 结构，实质上它们之间是相互联系，密不可 分 的 。其 另 一 个 重 要 发 展 方 向 就 是 网 络 化 仪 器 系 统 。网 络 化 仪 器 系 统 改 变 了 测 量 技 术以往的面貌，依靠Ｉｎｔｅｒ－ｎｅｔ等网络技术， 人们己经能够有效地控制远程仪器设备， 在 任 何 地 方 进 行 采 集 分 析 、显 示 、控 制 。不 久的将来，越来越多的测试和测量仪器将 融入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络。
参考文献
［１］ 陈尚松．电子测量与仪器［Ｍ］．北京：电子 工业出版社，２００５．
［２］ 肖晓萍．电子测量仪器（第２版）［Ｍ］．北京： 电子工业出版社，２００５．
［３］ 宋启峰．电子测量技术［Ｍ］．重庆：重庆大 学出版社，２０００．
［４］ 陆绮荣．电子测量技术［Ｍ］．北京：电子工 业出版社，２００３．
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科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＩｎBaidu Nhomakorabeaｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
个 人 仪 器 的 硬 件 由 个 人 计 算 机 、多 个 测 试 功 能 模 块 及 接 口 、仪 用 标 准 接 口 等 组 成 ， 如 图 ２ 所 示 。第 一 台 个 人 仪 器 是 美 国 西 北仪器系统（ＮＷＩＳ）公司在１９８２年制成的。
３ 自动测试系统
３ ． １ 自动测试系统的定义 所谓自动测试系统（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓ－
１智能仪器
１ ． １ 智能仪器的定义 智能仪器又称为灵巧仪器（Ｓｍａｒｔ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ），它是将人工智能的理论、方法和 技术应用于仪器，使其具有类似人的智能特 性 或 功 能 的 仪 器 。目 前 ， 人 们 习 惯 把 内 含 微 处理器和ＧＰＩＢ接口的仪器称为智能仪器。 １ ． ２ 智能仪器的硬件组成
科技创新导报 ２００９ ＮＯ．１８ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
研 究 报 告
现代电子测量仪器及其发展方向探讨
欧阳斌武 （株洲职业技术学院电子系 湖南株洲 ４ １ ２ ０ ０ １）
摘 要：智能仪器、个人仪器、自动测试系统、虚拟仪器和网络化仪器的出现标志着现代电子测量仪器系统正向着智能化、自动化、 小型化、模块化和开放式系统方向发展。本文结合这些趋势探讨了现代电子测量仪器的发展和方向。 关键词：智能仪器 虚拟仪器 中 图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ９ ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００９）０６（ｃ）－００１８－０１
ｔｅｍ简称ＡＴＳ），就是在计算机的控制和管理 下，很少需要人工参与，由各种测量仪器对电 量 、非 电 量 进 行 自 动 测 量 、数 据 处 理 ， 并 以 显 示、打印等适当的方式给出测量结果的系统。 ３ ． ２ 自动测试系统的组成
自 动 测 试 系 统 的 组 成 包 括 控 制 器 、程 控 仪 器 设 备 、总 线 与 接 口 、测 试 软 件 、被 测 对 象 五 部 分 。典 型 的 Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 标 准 总 线 自 动 测 试 系 统 组 成 如 图２ 所 示 。 ３ ． ３ 自动测试系统的发展
１９８６年美国国家仪器公司（ＮＩ公司）设 计了Ｌａｂ ＶＩＥＷ，它是一种图形化编程环境， 实 现 了 虚 拟 仪 器 的 概 念 。１ ９ ８ ７年 第 一 台 虚 拟仪器由ＮＩ公司开发问世，随后，有不少国 外 厂 商 如 美 国 ＨＰ 公 司 、Ｔ ｅ ｋ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｘ 公 司 、Ｐ Ｃ 仪器公司以及国内许多高校也加入了研制 虚 拟 仪 器 的 行 列 。尤 其 在 近 几 年 虚 拟 仪 器 得到飞速发展，其中ＮＩ公司最具代表性，它 不仅能提供虚拟仪器系统所需的各种硬件 产 品 （ 包 括 各 种 数 据 采 集 卡 、各 种 Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ 、 ＶＸＩ、ＰＸＩ仪 器 控 制 产 品 等 ），还 能 为 不 同 层 次的用户提供简单方便的虚拟仪器软件开 发平台，如Ｌａｂ ＶＩＥＷ、Ｌａｂ Ｗｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ 等。此外，安捷伦公司、Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ公司、Ｒａｃａｌ 公司也相继推出了数百种虚拟仪器的硬件
是指以通用计算机作为核心的硬件平台， 配以相应测试功能的硬件作为信号输入／ 输出的接口，利用仪器软件开发平台在计 算机的屏幕上虚拟出仪器的面板和相应的 功能，通过鼠标或键盘操作的仪器。 ４ ． ２ 虚拟仪器的组成
虚 拟 仪 器 是 按 照“ 信 号 的 调 理 与 采 集 —数据的分析与处理—结果的输出与显 示 ”的 结 构 模 式 来 建 立 通 用 仪 器 硬 件 平 台 的 。图 ３ 为 虚 拟 仪 器 的 组 成 图 。 ４ ． ３ 虚拟仪器的发展
智能仪器的硬件组成通常包括微处理 器 与 存 储 器 、键 盘 开 关 与 显 示 输 出 、测 试 功 能 模 块 或 测 试 信 号 源 、总 线 与 标 准 接 口 等 部分，如图１所示。
２ 个人仪器
２ ． １ 个人仪器的定义 将若干仪器的测试功能模块并联接入
个人计算机（ＰＣ）的内部总线，借助于测试 软件，各仪器模块与计算机灵活地结合起 来 ， 实 现 计 算 机 辅 助 测 试 （ Ｃ Ａ Ｔ ） 、程 控 操 作 、 数据采集和运算处理，以及多种方式输出 测试结果，这就是个人仪器（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，简称ＰＩ）。 ２ ． ２ 个人仪器的硬件组成
第三代自动测试系统是以计算机为核 心，用软件代替硬件产生激励信号和完成 各种测试功能，系统中各仪器的功能设置 和 测 量 操 作 都 由 计 算 机 完 成 。它 包 括 个 人 仪 器 、ＶＸＩ总 线 仪 器 ，ＰＸＩ总 线 仪 器 系 统 等 ， 可统称为虚拟仪器系统。
４ 虚拟仪器
４ ． １ 虚拟仪器的定义 虚拟仪器（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，简称ＶＩ）
自动测试系统的发展经历了三个阶 段：早期的自动测试系统是根据测量任务 的需要，自行设计专用的接口控制电路，以 解 决 仪 器 和 仪 器 、仪 器 和 计 算 机 之 间 的 接 口 问 题 。其 最 大 缺 点 是 组 建 工 作 量 大 、不 同 系统的仪器接口不通用，系统缺乏灵活性， 测试任务变更后往往需要重建，被称为第