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1、 电子测量技术的发展及应用 （中国地质大学，测控系，班级232121）摘要：本文分析了电子测量技术的应用优点，介绍了电子测量技术的发展状况和电子测量技术在今后的发展趋势中在软件平台技术、总线接口技术、虚拟测试技术方面的应用，并介绍了虚拟示波器的主要特点和性能。关键词：电子测量技术；发展方向；虚拟示波器；软件Electronic measurement technology development and application (CUG,measure control technology and instrument ,class:232121)Abstract:This paper ana
2、lyzes the advantages of application of electronic measurement technology, and introduces the development of electronic measurement technology.This paper also introduces the development trends of electronic measurement technology in the future:bus interface technology, virtual test technology applica
3、tions software platform.This paper introduces virtual oscilloscopes main features and performance.Keyword:electronic measurement technology ; development direction ; virtual oscilloscope;application0.引言： 电子测量技术长期以来在电子行业占据着十分重要的地位, 被称为电子行业的基础,可以毫不夸张地说一个时代的测量技术标志着这个时代电子技术发展的水平。进入新世纪以来，随着计算机技术、电子技术、自动化
4、技术和通信技术的整体进步，电子测量技术已经形成了一个较为成熟的发展环境，并在实际的生产中得到了广泛的应用。电子测量技术由于其本身具有的应用优点在整个现代化生产和科学研究中都备受青睐。随着电子测量技术的不断改进和完善，整个测量的精度和效率也与日俱增，这样给电子测量技术的发展起到了积极的推动作用。1.电子测量技术的发展历史 电子测量技术的发展是建立在测量技术的发展最新电子技术的发展基础之上的。从现存的史料上我们得知古人用漏斗滴水来测量时间，用草绳打结来计数，这可以说是原始的测量方法，以后人们逐渐发明了称、算盘等较为先进的测量和运算工具，到了本世纪20年代，科学技术的发展导致了电子管的出现，即电子技
5、术的出现。但是由于电子管的体积较大，从而造成了电子管做成的测量仪器体积较大，耗电量多，价格贵，工作效率也不是很高，到了本世纪50年代，半导体技术有了飞速的发展，晶体管相对于电子管而言，体积大为减小，功耗降低，稳定性大为提高，同时其应用频率范围更宽，除测直流量外，还可以测高至100GHZ 左右的信号，从而使晶体管迅速取代了电子管的位置，如各种示波器、晶体管测试仪，频谱测试仪等。这些测量仪器仍在国民生产各个领域中发挥着极大的作用。 到了本世纪60年代中期，中小规模集成电路问世。所谓集成电路，就是将电阻、电容、二极管、三极管等各种元器件经过半导体工艺或薄膜工艺制作在同一块硅片上，并按某种电路互联起来
6、，制成的具有一定功能的电路，从而打破了半导体元器件组成的传统电路的概念，实现了材料、元件、电路三位一体。由于集成电路的问世，使得原来的电路变得更小，因此，由集成电路做成的电子测量仪器体积更为减小，同时其测量范围更为宽广，测量精度大为提高。2.电子测量技术的发展方向2.1 软件平台技术 电子测量技术在今后的发展中整个测量系统会重视软件平台技术的引入。软件是整个测量系统的核心之一，对于测量系统而言，测量软件的可兼容性、可移植性以及可重用性一直是整个系统的核心技术。在软件平台技术的应用方面，电子测量技术应该充分利用现阶段软件平台技术的研究成果，在基于网络分布应用环境下实现整个软件的集成应用，使得面向
7、测量对象的软件能够在异构环境下实现可移植性、可兼容性和可重用性。在整个软件平台技术的发展应用上，电子测量应该实现被测对象和客户之间的彼此独立，客户不必要对被测对象的具体位置和测量过程进行了解，就能够利用软件平台技术将整个测量语言集成到整个软件平台系统中来。2.2 总线接口技术 总线是电子测量系统中测量的关键和基础，能够实现整个电子测量技术的组合化、标准化和模块化。电子测量技术的发展离不开总线接口技术，总线系统能够组建整个电子测量系统，从而确保整个系统的软件、硬件能够得到兼容和互换，这些将是今后电子测量技术发展中的核心研究任务和关键技术。总线接口技术的可靠性高、系统设计简单，并且维护性优良，还能
8、够进行简便的升级换代，因此在今后的电子测量技术发展过程中，总线接口技术会得到更多的应用。2.3 虚拟测试技术 随着电子测量技术的不断发展，很多高新技术也进行了一定的结合和渗透，虚拟测试技术在电子测量技术中的应用已经呈现出了良好的发展势头。虚拟测试技术能够让整个电子测量的数据结果进行优化，同时改进整个电子测量过程中的具体参数。计算机技术、测量技术和虚拟技术的发展，以及电子测量技术信息数据的不断累积，给整个虚拟测试技术在电子测量系统中的应用提供了一定的基础，整个电子测量技术中虚拟测试技术的应用已经能够得以实现。运用虚拟测试技术来解决电子测量过程中的实际问题，能够对被测对象的实际测量工作起到很好的指
9、导作用，同时还能够提高整个测量进程中数据的进度和测量效率。3.虚拟示波器的介绍3.1虚拟示波器的简介 虚拟示波器的组成部分，主要是包括信号采集与控制，数据分析和处理，测量结果的显示三大部分。信号采集与控制是由计算机和仪器硬件组成硬件平台，实现对信号的采集、测量、转换与控制;数据分析与处理则是表现在虚拟示波器充分利用计算机的存储、运算功能，并通过软件实现对输入数据信号的分析与处理;虚拟示波器测量结果的显示是利用计算机的资源，如显示器、存储器等，把测量结果进行多种方式的表达与输出，也可以利用计算机进行数据的传输和利用。虚拟示波器作为一个完整的软硬件系统，它和传统的示波器相比，比传统示波器价格要便宜
10、，并具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点。虚拟示波器利用PC来完成信号的处理和波形的显示，利用软件技术来显示屏上设计出形象的仪器面板来进行信号的采集、存储和处理，加工和分析，完成各种测量的任务。 3.2虚拟示波器的特点 (1)采用当前广泛使用的 USB 接口，使虚拟仪器与计算机接口更加方便，通信速度更高;(2)使用高速模数转换芯片进行高速采样;(3)使用高性能的单片机进行控制，使用高速大容量存储器实时保存采样数据，提高了仪器的性能;(4)使用 Labview 语言设计上位机应用程序，可以实现波形显示，以及对数据的分析和处理。3.3虚拟示波器的软件(1)软件功能-与硬件链接
11、，控制设备工作正常，信号的显示和存储，信号的分析和处理。(2)软件组成-三大部分包括硬件驱动程序部分，虚拟面板部分以及信号后期处理部分。(3)软件结构-将用户界面集合成一个整体，通过界面上的相关控件来实现示波器的各种功能，下图是一种软件结构。 虚拟示波器 文本框 图形框 命令钮 主菜单系统复位启动采样频率设置触发方式游标位置采样时间退出系统离线分析通道选择3.4虚拟仪器技术的介绍虚拟仪器技术（VI）就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同
12、步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，当前正蓬勃发展的一些新兴技术（如多核、PCI Express等）也成为推动虚拟仪器技术发展的新动力，使其展现出更强大的优势。4.结语 综上所述，目前电子测量技术的应用已经得到了社会的普遍认可，其本身具有的优点提高了整个测量工作的精度和效率。在电子测量技术今后的发展中，要结合计算机技术、通信技术和网络技术的特点来实现人工智能化的改进和完善，从而推动整个电子测量技术的进步。参考文献1 张永瑞.电子测量技术基础.西安电子科技大学出版社（第二版）2 胡少春.智能压力检测系统的压力测试仪与PC机数据处理软件的设计.西安科技大学,20033 张虹.电子测量技术.北京航空航天大学出版社.4 刘思久.自动测试系统与虚拟仪器原理开发应用.电子工业出版社5 黄松岭,吴静.虚拟仪器设计基础教程.清华大学出版社，2008.10