面向21世纪的绿色仪器系统

　　1　问题的提出[1,2]

　　以计算机为统一硬件平台的虚拟仪器尽管较传统硬件仪器有很大的优越性,但是它仍然还有相当的发展空间。LabVIEW图形编辑环境给了用户很大的便利,例如用户可以自定义仪器;用户只需在自己定义或设计好的仪器流程或逻辑框图内,积木式地放进从LabVIEW编程环境中取出的对应“部件”便可形成一台满足用户需要的仪器等。采用积木式的方法来拼搭仪器,是一件既有趣味又很高效的仪器生产方法,但是在LabVIEW编程环境中的积木式拼搭仪器,用户仍逃不掉拼搭前的“设计”,而需要每一个使用仪器的用户都具备“设计”能力却不是容易的事情。

　　那么能不能找到一种方法、一种模式,能将定义仪器的权利和积木式的拼搭仪器的方便留给用户,而将仪器在定义之后的“设计”完全交给专家或仪器制造的专业人员,从而使所有的仪器用户——无论是技术基础雄厚、经验丰富的,还是技术和经验都较欠缺的用户,都能在这类虚拟仪器面前基本处于同一起跑线呢?

　　智能虚拟控件,一种被功能(包括物理功能和量化功能)“激活”了的、本身已演变成为大大小小、形形色色“智能仪器单元”的控件,可以实现上述设想并达到其目的。

　　2　智能虚拟控件的概念与模型

　　2.1　智能虚拟控件

　　对虚拟仪器诸种控件的相应部位或结构赋予测试功能称为“功能赋予”。被“功能赋予”激活了的、相应部位或结构上自带测试功能,且满足性能要求和精度指标的虚拟控件称为“智能虚拟控件”。显然“智能虚拟控件”实际上就是一类具测试仪器功能和特点的“仪器单元”,将这些“仪器单元”在计算机屏幕上通过积木式的装配、拼搭,便在计算机内形成多种类型的智能虚拟仪器。

　　智能虚拟控件是对虚拟仪器的重要突破,它使虚拟仪器中的“功能模块”和“控件模块”实现了“融合”,把仪器的功能、性能、控制关系等全部有机地融合于一个部件(如开关、旋钮、按钮……)之中,使原本是由许多零部件“组合”、“装配”成的仪器整机(传统硬仪器和虚拟仪器在这一点是相同的)回归为一个或几个部件!这是测试仪器的全新概念。这一概念从根本上改变了人们的仪器观,使仪器用于制造的有形资源大大减少,而无形资源则大大扩展和延伸,并使仪器在设计、制造、使用、维修等方面出现新的模式。

　　2.2　智能虚拟控件的建模

　　智能虚拟控件的建模要素见表1。

　　根据表1所列基本要素,可建立智能虚拟控件的基本模型。图1表示智能虚拟控件的建模示意图。