檢視/開啟 - 國立彰化師範大學

虛 擬 儀 表 的 關 鍵 是 軟 體 的 開 發 , 通 過 應 用 軟 體 , 根 據 不 同 的 需 要 , 可 以 實 現 不 同 測
量 儀 表 的 功 能 。 通 常 , 用 戶 僅 需 要 根 據 自 己 在 儀 表 領 域 的 專 業 知 識 , 定 義 各 種 介 面 模 式 ,
設 置 測 試 方 案 和 步 驟 , 則 該 軟 體 平 臺 就 可 以 迅 速 完 成 相 應 的 測 試 任 務 , 並 給 出 非 常 直 觀
的 分 析 結 果 。
目 前 , 有 數 種 虛 擬 儀 表 軟 體 發 展 , 如 Visual C++, LabVIEW, Look-Out, BridgeVIEW
和 LabWindows/CVI。 但 以 美 國 國 家 儀 器 公 司 (NI) 開 發 的 軟 體 產 品 LabVIEW 圖 形 編 程
環 境 和 Labwindows/CVI 面 向 儀 表 的 互 動 式 C 語 言 最 為 著 名 。 兩 者 都 是 national instruments
的 產 品 , 都 屬 於 measurement studio,LabVIEW 是 G 語 言 編 程 , 而 Labwindows 是 基 於 C 編
程 ,LabVIEW 通 常 用 於 小 規 模 應 用 程 式 中 , 而 Labwindows 則 面 向 大 規 模 、 複 雜 編 程 NI
自 1976 年 創 立 以 來 , 成 為 在 這 個 領 域 中 領 先 的 廠 商 。 現 在 流 行 的 虛 擬 儀 表 軟 體 的 主 要 特
點 是 : 用 戶 自 定 義 性 能 強 、 功 能 規 範 、 用 戶 介 面 非 常 友 好 而 實 現 的 功 能 和 實 際 的 儀 表 不
相 上 下 , 而 且 能 夠 增 加 傳 統 儀 表 無 法 實 現 的 其 他 的 功 能 。
當 我 們 為 了 量 測 應 用 需 求 發 展 適 用 的 軟 體 時 , 通 常 會 在 不 同 種 類 的 開 發 軟 體 間 進 行
選 擇 。 其 中 一 種 為 基 本 的 程 式 語 言 , 包 括 C 、C++ 以 及 Visual Basic 等 , 這 些 程 式 語 言
通 常 是 以 文 字 指 令 為 基 礎 (text-based) 的 軟 體 , 且 這 些 傳 統 的 程 式 工 具 能 夠 充 分 發 揮 其
功 能 及 優 勢 。 但 也 因 此 這 類 程 式 語 言 的 使 用 者 須 具 備 熟 悉 該 程 式 語 法 規 則 及 其 發 展 特 性
的 經 驗 與 知 識 。 雖 然 這 些 工 具 的 應 用 相 當 彈 性 , 但 是 這 也 意 味 著 使 用 者 必 須 接 受 一 些 深
度 內 容 的 訓 練 。
另 一 種 是 以 設 定 為 基 礎 (configuration-based) 的 軟 體 , 專 門 用 來 克 服 撰 寫 傳 統 程 式
語 言 時 會 遭 遇 的 困 難 : 此 類 軟 體 可 以 提 供 簡 單 且 快 速 的 方 法 , 在 最 短 的 時 間 內 設 計 出 可
自 動 化 操 作 的 測 試 及 量 測 系 統 。 一 般 而 言 , 這 些 以 對 話 框 (dialog-based) 為 基 礎 的 互 動
式 應 用 介 面 提 供 了 較 便 利 的 程 式 撰 寫 過 程 , 但 也 導 致 功 能 性 受 限 , 且 其 提 供 客 製 化 以 及
擴 展 性 方 面 選 擇 的 機 會 也 極 低 。
如 何 在 兩 種 軟 體 開 發 工 具 間 進 行 應 用 程 式 撰 寫 與 實 現 , 則 必 須 視 實 際 情 況 而 定 。 當
您 嘗 試 使 用 架 構 式 為 基 礎 的 軟 體 來 快 速 達 成 任 務 的 同 時 , 很 快 就 會 因 軟 體 本 身 的 限 制 而
遭 遇 瓶 頸 。 而 使 用 傳 統 的 程 式 語 言 , 您 則 會 發 現 即 便 是 最 簡 單 的 任 務 , 也 會 因 為 入 門 的
困 難 度 高 而 遭 遇 到 使 用 指 令 障 礙 的 窘 境 。LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument
Engineering Workbench) 填 補 了 這 兩 種 開 發 工 具 間 的 鴻 溝 , 並 且 提 供 一 個 以 圖 形 物 件 與
方 式 的 來 進 行 程 式 邏 輯 的 規 劃 與 建 立 程 式 執 行 的 研 發 環 境 , 此 計 畫 將 使 用 LabVIEW
來 輔 助 實 現 測 試 、 量 測 等 應 用 。
在 本 研 究 案 中 , 將 使 用 LabVIEW 圖 形 化 程 式 設 計 虛 擬 人 機 介 面 , 整 體 量 測 架 構 首
先 由 量 測 裝 置 轉 換 受 測 物 之 信 號 , 並 透 過 資 料 擷 取 介 面 (DAQ 卡 ) 進 行 資 料 擷 取 , 最 終 由
電 腦 完 成 資 料 處 理 和 虛 擬 儀 器 上 量 測 值 的 呈 現 。 通 過 虛 擬 儀 表 , 工 業 設 備 變 得 越 來 越 簡
單 , 但 是 功 能 越 來 越 強 , 這 個 趨 勢 將 在 未 來 的 工 業 發 展 中 起 到 主 導 的 作 用 。 加 強 虛 擬 儀
器 的 研 發 已 經 成 為 了 工 業 發 展 的 一 個 不 可 忽 視 的 方 面 。
圖 1 為 傳 統 儀 器 和 虛 擬 儀 器 之 外 觀 比 較 , 由 圖 中 可 了 解 通 常 在 實 驗 中 所 需 之 示 波
器 、 電 源 供 應 器 、 信 號 產 生 器 和 電 表 可 於 電 腦 中 虛 擬 相 同 之 儀 器 所 取 代 。 在 課 程 上 將
可 應 用 於 如 : 儀 表 控 制 、 電 子 電 路 實 習 、 訊 號 處 理 、 控 制 及 設 計 、 通 訊 、 機 電 整 合 等 相
關 課 程 。
三 十 三 期 工 業 教 育 與 技 術 學 刊 39