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虛擬儀器–新世代之量測儀器

虛擬儀器是在一般的電腦上加上一組硬體和軟體,硬體部分使用資料擷取介面及工作平台,另一部分則是軟體,使得使用者在操作這台電腦時,就像是在操作一台他自己設計的專用的傳統電子儀器,在軟體使用上,主要係以NI LabVIEW為主
 
 
 
自從二次世界大戰後,大規模的技術革命帶來許多新興科技,例如:PC和網際網路是在1970年代開始發展,1980年代起,由於市場的需求與日俱增下,且傳統儀器無法快速更新技術、造價昂貴、體積龐大以及維修難度高,這些問題讓科學家、作業人員面臨莫大挑戰,因此,為了有效簡化這些儀器設備的設計成本與操作技術,進一步將傳統儀器開發為虛擬儀器,以收集更可靠的資料,提供高品質的產品與研究之用。虛擬儀器是在一般的電腦上加上一組硬體和軟體,硬體部分使用資料擷取介面及工作平台,另一部分則是軟體,使得使用者在操作這台電腦時,就像是在操作一台他自己設計的專用的傳統電子儀器,在軟體使用上,主要係以NI LabVIEW為主。

虛擬儀器技術的出現徹底打破了傳統儀器由廠家定義,使用者無法改變的模式。虛擬儀器給使用者一個充分發揮自己才能、想像力的空間。使用者可以根據自己的要求,設計自己的儀器系統,滿足多樣的應用需求。
 
在傳統儀器內,包含有數學模組、微處理器、儲存器、配線等,所有的電路都是固定不動的。當儀器把信號輸入後,通過內部的處理所得出之結果,提供技術人員作為參考。而虛擬儀器(Virtual Instrumentation)是把計算機技術和儀表儀器技術融為一體,也就是在電腦上增加相關軟體(如LabVIEW、Look-Out、LabWindows/CVI等)、模組化的I/O硬體(如USB、DAQ、PXI等)以及結合軟硬體的量測平台(如自動感測、生理訊號等)所組合之,因而具有視覺化、人性化的介面儀器來完成各種測試、測量和自動化的應用,附圖中列出虛擬儀器和傳統儀器之特性比較。

根據比較可發現,藉由虛擬儀器,使儀器設備變得越來越簡單、功能卻越來越強,因此,加強虛擬儀器的研發應用已經成為未來產業發展中不可忽視的趨勢。其次,虛擬儀器技術在可用性與擴充性方面仍在持續進展中,以期符合現代通訊科技之技術需求。(本文由科技部補助「學習在雲端―揭開科學與科技的神秘面紗」執行團隊撰稿)

責任編輯:盧妍竹
審校:張惠博
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