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浅议变压器电参数测试仪运转情况和框架前瞻

1计算机与微电子技术的迅猛发展推动了浅议变压器电参数测试仪运转情况和框架前瞻，多年技术老套，功能更新缓慢。随着科学技术的飞速发展，随之而来的新学科、新技术以及新产品不断涌现，这就给作为信息技术源头和基础的测量行业提出了新的挑战，传统仪器在面对被测精度越来越高，功能越来越强，速度越来越快以及测量参数越来越复杂的场合中，其局限性明显地反映出来，甚至对某些新的被测对象传统仪器显得无能为力。然而，计算机与微电子技术的高速发展无疑给仪器仪表业注入了新的活力，由于计算机强大的功能支撑使得各种微机化的新型仪器应运而生，特别是80年代后期，国外提出了一种全新的仪器仪表概念―――虚拟仪器。虚拟仪器概念的提出为测量与控制领域技术的发展带来了空间，为仪器仪表的更新换代带来了机遇，同时，使进入信息时代的人们在测量观念上产生了更多的新思想和新概念。
　　2虚拟仪器的定义及特点
　　仪器的基本功用就是：信息采样控制、信息分析处理、信息指示表达。浅议变压器电参数测试仪运转情况和框架前瞻，是以固化的电路结构来完成的，其专业性很强，用户无法改变仪器的测量功能，因此测量功能单一，使用场合狭窄，从采样、分析、到数据处理全部由人工操作，效率低，可靠性差。如果将上述三大功能块放在计算机上，充分利用计算机的软件Π硬件优势，就可实现数据的自动采集、分析和处理，达到传统仪器所达到的效果，这种方式突破了传统仪器在测量速度、测量功能以及适应范围的局限，并且给用户拓展了想象空间。用户可根据实际测量需求，随意修改软件或增添硬件，设计自己的测量系统，达到一机多用的功效。
　　由于传统仪器的采样、分析和处理分别由计算机硬件和软件完成，从而以往我们所看到的测量仪器实体现仅被一台通用型的计算机所代替，测量者面对的操作仪器就是一台计算机。
　　计算机内部安装的数据采集卡的作用就是实现信息采样和传输，测量者可通过自行编制的应用软件对被测信息进行分析处理，并按测量者的意愿（显示或打印）输出测量结果。整个测量过程仅仅是通过对计算机屏幕上生成的仪器面板的操作而完成的。
　　综上所述，虚拟仪器的定义可为：通用计算机加上一组软件Π硬件，通过鼠标或键盘操作，实现测量功能，达到传统仪器所达到的测试效果。不难看出，虚拟仪器是一种现代化的仪器，其实质相当于一台多功能的通用测量仪器，它的功能不再由按钮和开关的数量来限定，而是取决于计算机配备的硬件和内部安装的应用软件。虚拟仪器的主要特点为：软件为核心。一但虚拟仪器的硬件确定，它的测量功能主要由内部软件而决定，规模可通过软件的修改而增减。
　　灵活方便，用户自己定义。虚拟仪器打破了传统仪器由厂家定义，用户无法更改的模式，虚拟仪器技术给用户一个自由发挥才能的天地，用户可根据自己不断变化的需求，方便灵活地重组测量系统，系统的扩展、升级都可随时进行，周期短，见效快，能充分地满足用户不同场合的需求。
　　系统的开放性强。虚拟仪器具有与其它设备互联的能力，如可通过与网络或其它**外设的连接，实现对现场的监测和管理，这种互联能力使测控系统的功能显著增加，应用领域明显扩大。
　　性价比高。虚拟仪器之所以能达到一机多用的功效，浅议变压器电参数测试仪运转情况和框架前瞻，是由于它测量功能的设置极为方便，技术更新周期短，系统组建时间少，同时由于测量时完全采用数字化，降低了环境干扰和系统误差的影响，从而节省了硬件环节，也减少了测试系统的开发成本和维护成本，所以经济实用。
　　虚拟仪器的特点远不止上述几点，它的实用性、开放性、可靠性均有很大的优势，毫无疑问，虚拟仪器是现代电子技术发展的必然，是未来测控领域的中坚。
　　3虚拟仪器系统
　　目前虚拟仪器系统的基本构成为数据采集系统、GPIB仪器控制系统、VXI计算机总线系统以及三者之间的任意组合。系统框如下：虚拟仪器系统框图从系统框图中可见，虚拟仪器主要组成部分为硬件和软件两类。硬件是基本的框架，是系统的支撑，软件是仪器的灵魂，是系统运作的关键，下面就两部分分别给予介绍。
　　3.1虚拟仪器的基础―硬件
　　虚拟仪器的基本硬件为计算机和信号采信集调理部件，计算机自身包括微处理器、储存器显示器等部件，其功能是完成信息储存、显示和处理。而信号采集调理部件则可为GPIB仪器控制模块，VXIΠPXI、仪器模块Π总线标准模块以及数据采集卡，其功能是完成对信号的采集、传输。上图框架中串行口仪器/PCL、现场总线（Fieldbus）设备是用于过程控制系统和工业自动化系统。
　　3.2虚拟仪器的核心―软件
　　“软件就是仪器”，这种提法的确道出了软件在虚拟仪器中的地位。虚拟仪器的软件主要是开发平台软件和用户应用软件。不管您以前会不会编程，只要从开发平台软件中选到满意的编程工具就可为自已开设一个方便轻松的开发环境，从而使应用软件的编制变得十分的简单。应用软件，是用户自行编制的控制、测试、分析和运算程序，它决定着测量功能、测量过程，同时担负着信号的判断、分析和处理等重任，虚拟仪器系统运行是否成功，在很大程度上取决于应用软件，所以，硬件仅仅是为了解决信号的输入与输出，软件才是系统的关建。
　　虚拟仪器的应用软件主要包括仪器驱动程序、软面板程序和实用测试程序。驱动程序的主要作用是使仪器在使用前处于待预置状态，也就是说对仪器进行初始化，使仪器处于准备状。软面板程序的作用是提供一个虚拟的仪器图视面板，面板上可标出类似传统仪器的开关和按钮，操作者可通过键盘或鼠标对屏幕上生成的面板进行类似传统仪器的各种操作。应用软件的编制可采用NI公司的LabVIEW或HP公司的VEE图形化编程工具，也可用Compo2nentWorks支持的VC ，VB，elphi等**语言编写。
　　目前虚拟仪器产品的生产厂家很多，浅议变压器电参数测试仪运转情况和框架前瞻，美国NationalInstruments（国家仪器公司）近些年来所推出的系列虚拟仪器技术硬件和软件产品*具代表性，它为用户开发虚拟仪器提供了强大的支持，给测试、计量、工业自动化提供了完整的解决方案，无论用户需要组建什么样的控制和测量系统，都可通过使用NI公司的硬件产品和软件产品达到自已的目的。
　　4虚拟仪器技术应用举例
　　4.1虚拟仪器在频率自动检测中的应用
　　频率检测的主要特点为：分时定点测量（1次Πh或1次Π12h）；采样数据多（72～101个数据），连续测量时间长（24h～168h），并且数据处理繁杂（阿仑方差、*小二乘法等），由于大量的人工操作难免不使测量的可靠性、数据的准确性受到影响，采用虚拟仪器技术可很好地解决实测中的问题。下图为频率自动测量系统基本构成图，分两部分即虚拟测量部分和频率比对部分。
　　自动测频系统框图虚拟测量系统的硬件主要是计算机和信号采集调理部件，信号调理部件可以是GPIB仪器模块、VXI仪器系统或数据采集卡，它们的作用是完成数据的取样、传输。系统应用软件可采用**语言VC 5.0和Delphi3.0编写，其中驱动程序、时序控制程序、测试程序和运算程序用VC 5.0编写，仪器的软面板程序可用Del2phi3.0编写。
　　当系统工作时，首先计算机运行驱动程序即对系统进行初始化，然后计算机根据测量者对软面板的操作调用有关测试程序，进入某项指标测试阶段，被测信号经频率变换后送入GPIB接口仪器，计算机根据程序的指令将数据由数据通道分时地采入计算机内，当计算机软件检测到所有的原始数据采集完毕，计算机开始运行数据分析和数据处理程序，*后将测量结果显示在屏幕上或直接打印在检测证书上。
　　5虚拟仪器的应用前景
　　尽管有许多专用仪器如射频、微波发生器等还不宜用计算机控制，并且不少用户对独立的数字万用表、低端示波器以及计数器仍然情有独钟，但是，随着测控领域的范围不断拓宽、多学科的不断**与融合以及信息时代被测对象的电子含量越来越高，传统仪器在测量范围、测量精度和测量速度等方面的局限性终将会突出地表现出来。譬如在实际测量中，当面对复杂的应用场合，有时我们找不到一台合适的仪器，或者需要动用多台仪器。同时在仪器的更新改造方面，我们同样发现，难于买到适用性很强的仪器，或者是所要购置的仪器太昂贵，即便高价购进，又有使用年限的问题，在这种情况下，我们发现，虚拟仪器技术能使上述问题迎刃而解。由此可见，仪器仪表与计算机技术相结合，是未来仪器与测控技术发展的主潮流。随着计算机与微电子技术的不断发展以及对测控领域的不断渗透，未来的测量与控制领域将会有更多的虚拟仪器，由于被采集的信息直接以数字的形式输入给计算机，所有分析和处理都由计算机来完成，人们将很自然地不再去关注计算机与现代仪器的界限，而是关注计算机与现代仪器相结合能够解决什么样的问题。正因为计算机与现代仪器的日渐趋同，未来测控领域的主要角色必是基于计算机技术发展起来的虚拟仪器及网络仪器，相信，不久的将来，虚拟仪器的功能会更强，速度会更快，精度会更高，成为测控领域的主要工具，以不可逆转的力量带动和促进未来测量技术与控制技术的**。

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