在整個二十世紀,儀器儀表科學伴隨著人類科學的發(fā)展而不斷進步,成為一切科學技術的基礎,隨著虛擬儀器的出現(xiàn),為世界儀器儀表產業(yè)注入了新鮮血液。特別是在進入二十一世紀以后,以PCI總線方式、并行口式、GPIB總線方式、VXI總線方式和PXI總線方式這五種虛擬儀器技術的發(fā)展與成熟,對人類在其他科學領域的研究和工業(yè)實踐起到了積極的促進作用,并徹底改寫了世界儀器儀表產業(yè)的發(fā)展格局。
虛擬儀器技術是利用高性能的模塊化硬件,結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。自1986年問世以來,獲得了科學界的迅速認可。因為基于PC技術,虛擬儀器系統(tǒng)與現(xiàn)實世界的信號能夠取得高度聯(lián)合,可以多角度分析數(shù)據(jù)以獲取實用信息,幫助用戶提升工作效率,減少產品研發(fā)周期。
相比較于傳統(tǒng)儀器,虛擬儀器最大的特點是除了數(shù)據(jù)采集和顯示部分的硬件系統(tǒng)之外,以基于計算機的軟件分析系統(tǒng)為主導。它的不同功能模塊可以讓用戶自由地對儀器進行定義,并且可以組合成為多種不同儀器,這讓它在具體使用中具有了突破性的功能。因為基于計算機技術,虛擬儀器具有數(shù)據(jù)共享、使用靈活、攜帶方便、擴展性強和無縫集成的特點,使用范圍日益廣泛,已經成為國際自動化測試領域的新一代領跑產品。
在實際應用過程中,虛擬儀器具有更加強大的靈活性。它的模塊化設置和系統(tǒng),讓用戶在使用時只需更新計算機或測量硬件,就能以最少的硬件投資和極少的軟件升級即可改進整個系統(tǒng)。在利用最新科技的時候,我們可以把它們集成到現(xiàn)有的測量設備,最終以較少的成本加速產品上市的時間。同時,因為其生產成本因素,相比較于大型固定儀器,能夠幫助用戶有效地降低生產成本,并形成全新的測量和控制解決方案。
我們知道,工業(yè)儀器設備不同于其他科研儀器,因為其使用的物理環(huán)境更加復雜多變,受地形、溫度、濕度等客觀因素影響較大,因此,在一些大型儀器設備不能到達或者適應的工業(yè)生產現(xiàn)場,虛擬儀器的小型化、便攜性和模塊化優(yōu)勢便得到了更充分的體現(xiàn),可以幫助用戶實現(xiàn)在情況復雜的生產作業(yè)第一線進行工作。此外,由于傳輸?shù)母咚傩停摂M儀器能夠讓整個分析測試時間變得更短,減少科研人員的作業(yè)時間,提高效率。
但是,比較于傳統(tǒng)儀器來說,虛擬儀器需要正視和面對的一大挑戰(zhàn),就是其自身的穩(wěn)定性問題。因為自身的屬性原因,在實際工作中,由于虛擬儀器相對開放的操作環(huán)境,用戶如果由于人為或者非人為因素造成標定數(shù)據(jù)丟失或者程序改變,都有可能造成檢測結果的失準。從這一點上來說,與傳統(tǒng)儀器相比,虛擬儀器基于計算機開放網(wǎng)絡的特性成為一把雙刃劍,優(yōu)勢與劣勢并存。如何更好地解決這個問題,提高虛擬儀器檢測結果的準確性和穩(wěn)定性,是擺在全球業(yè)者面前的主要問題。
虛擬儀器技術從提出至今,剛剛經過三十年的發(fā)展歷程,與歷史悠久的傳統(tǒng)儀器相比,無論是在技術理論、產業(yè)特點、應用示范等階段,都需要更多的時間去完善和發(fā)展。但是,中國測控網(wǎng)認為,虛擬儀器基于PC技術的特點,使其在工業(yè)智能化進程中具有了先天性優(yōu)勢。在未來,隨著虛擬儀器技術水平的提升、產品品種的豐富和功能的不斷延伸,虛擬儀器將在全球科技發(fā)展進程中起到更加重要的促進作用,產生深遠的歷史影響。