1.2. Роль интерфейсных устройств

Измерение физических параметров, таких как напряжение, ток, температура или давление, предполагает точную оценку аналоговых величин. Компьютер же работает исключительно с дискретными величинами. Следовательно, процесс превращения ПК в виртуальный измерительный прибор предполагает подключение аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Компьютер может управлять АЦП либо через последовательный или параллельный порты, либо непосредственно через шины, если АЦП выполнен в виде платы расширения PCMCIA.

Первый вариант гарантирует максимальную простоту и дешевизну, а при использовании второго можно получить отличные характеристики, но только за счёт сложности и высокой цены [4].

При выборе платы сбора данных необходимо обращать внимание на динамические параметры аналого-цифрового канала (АЦК). Если взять АЦП с великолепными характеристиками, такими как разрядность, дифференциальная нелинейность, время преобразования, то на самом деле это совершенно не означает, что весь измерительный тракт будет иметь такие же характеристики. Для получения максимальных параметров, близких к заявленным производителем АЦП в реальных условиях работы с реальными сигналами, необходимо согласовать входные цепи АЦК измерительной платы с выходными каскадами измеряемого объекта. Основными задачами схемотехнического решения такой платы будут [15]:

• приведение уровня сигнала от источника к динамическому диапазону АЦП;

• согласование входного сопротивления;

• обеспечение минимального уровня наводок;

• по возможности избавиться от паразитных составляющих сигнала.

Поэтому необходимо применять специальные меры для получения максимально точных результатов измерений, такие как [15]:

• экранирование АЦК;

• максимальная стабилизация питания измерительного тракта;

• гальваническая развязка АЦК от цифровой части устройства.

На базе одной платы сбора данных, содержащей аналого-цифровой преобразователь, можно реализовать несколько приборов, так как плата АЦП является универсальным устройством ввода аналоговой информации в компьютер. Функции различных приборов реализуются программным обеспечением [14].

1.3. Роль программного обеспечения

Область применения виртуального прибора практически полностью определяется характеристиками программного обеспечения, в то время как характеристики интерфейсных устройств в большинстве случаев вполне понятны пользователю.

Промышленные изделия подобного рода почти всегда используются при работе с более или менее развитыми графическим интерфейсом (не всегда под Windows), позволяющим выбрать какой либо режим с помощью клавиатуры или мыши через различные меню.

Помимо выполнения программ сбора данных, пользователь виртуального измерительного прибора может часто экспортировать результаты измерений в более развитые приложения, например электронные таблицы или программы построения диаграмм. Эти офисные приложения делают понятными самые абстрактные массивы данных, выделяя в них незаметные на первый взгляд тенденции или взаимные связи. И, конечно файлы цифровых данных, полученные при записи измеряемых физических параметров, могут передаваться по линиям связи с использованием модема, в частности по электронной почте и через Internet [4].