测量用虚拟仪器在计量测试检定中的管理和应用

杨连增

摘 要：随着高新技术的快速发展，实现了计算机计算、电子技术和测量技术的有效融合，产生的虚拟仪器并逐渐应用到各行各业的计量测试检定中，并取得良好的应用效果。因此，本文主要阐述虚拟仪器的概念，分析开展计量测试检定的必要性，阐述虚拟仪器在计量测试检定中的具体应用内容及应用优势，并探究测量用虚拟仪器在计量测试检定中的管理和应用策略。

关键词：虚拟仪器;计量测试检定;管理和应用

在科学技术的快速发展下，电子技术、软件技术、计算机技术等逐渐应用到电子工业测量技术和仪器测试中，有效提升计量测试检定的质量和效率，而且在行业间也不断创新出新的测量技术、理论、方法或仪器等，测量用虚拟仪器的应用，有效促进计量测试检定的发展。

一、虚拟仪器的概念

虚拟仪器还被称为计算机个人仪器，主要是利用计算机内部的数字化测量仪器，结合计算机技术，根据个人的意愿进行行为设置和定义。虚拟仪器还可以理解成计算机控制的一部具有新功能的仪器。一般虚拟仪器由三部分组成，分别为高性能模块硬件、软件和计算机平台。传统测量仪器主要实现数据采集、分析和结果显示、记录等功能，而现阶段的虚拟仪器则是充分应用计算机技术，既保留传统测量机器的功能，又对这些功能部分进行软件化处理，实现数据的快速分析、处理和显示。由于虚拟仪器具有一定的特殊性，可以将其功能分化为多个模块，进而利用计算机，实现测量的灵活性，并有效控制虚拟仪器软件和面板。

二、开展计量测试检定的必要性

计量测试检定主要是为了验证，检验计量器具是否满足测试的标准，质量是否达标，检查计量器具是否具有准确性和可靠性，也可以说这是检验计量器具是否合格的主要方法。通过对计量对象所对应的的参数进行一系列、反复的测试，最终得到某种结果，从物理学角度分析，对测量仪器应用某种工具进行测量，得到某个结果。一般计量检测检定的应用范围较广，传统计量器具包括游标卡尺、百分表、千分表、大尺寸测量量具、测高仪、水平仪、力值计量、硬度计量、热工计量、压力计量等等。而虚拟仪器是一种计算机技术下的新的仪器，怎么保证其准确性和科学性，怎样实现功能校准，就需要进行计量测量检定。

三、虚拟仪器在计量测试检定中的具体应用内容及应用优势

（一）虚拟仪器在计量测试检定中的具体应用内容

虚拟仪器的计量测试检定主要是进行硬件测试和软件测试。首先是硬件测试，针对虚拟仪器的功能模型，采用软件平台的性能，保证数字模型的稳定性和可靠性。在这个过程中，硬件属于虚拟技术的基础物质，进行硬件测试主要是检验硬件的静态、动态特性，检验硬件中含有的抗干扰和响应特性等。其次是软件测试，主要检测软件的运行速度、运算误差和软件的容错性等。

（二）虚拟仪器在计量测试检定中的应用优势

1、具有较强的灵活性和开放性

虚拟仪器自身没有具体的形态，仅仅有计算机软件和计量原理设计出来的一种具备计量功能的软件，因此不会像传统具有形态的计量器具一样，具有单一的功能。虚拟仪器可以根据用户的需求，设计出具有相应功能的虚拟仪器，并不会受到厂家设置模块的影响，所以虚拟仪器在实际应用中的范围较广，可以快捷的完成计量测试检定工作，保证计量测试检定的效率和检测准确性。

2、具有较强的准确性和稳定性

从某种角度来说，虚拟仪器是传统计量器具的一种升级和进化。在开展计量测试检定工作的过程中，不管传统计量器具具有多强大的准确性，具体应用环境的标准如何，都会存在一定的人为误差，这是因为在操作仪器设备的过程中，实际上并不会产生力量地计量环境。然而，虚拟仪器却将整个计量过程置于虚拟环境中，设置的各种参数也是理想的。因此，虚拟仪器的计量测试检定能够在理想环境下开展，能够得出较为准确的结果，促进我国计量测试检定行业的稳定性发展。

四、测量用虚拟仪器在计量测试检定中的管理和应用策略

（一）充分掌握虚拟仪器计量测试检定的特点

虚拟仪器的功能较多、较为齐全，因此对其进行计量测试检定不能将其所有的功能设置为一本检定规范，这样就很容易出现内容的重复。虚拟仪器比较重视测试结果的准确性，但是不注重测试的手段方式。在对虚拟仪器进行计量测试检定的过程中，要分情况进行，假如被测试的功能模式和传统仪器功能一致，那么就可以参照之前的计量规范，比如信号发生模块和失真度测试模块的测试。假如被实测的功能模块没有相应的技术规范，那么就可以参照仪器制造厂商提供的测试方式和测试指标等。假如出现FFT分析情况，可以采用功能半挂的测试方式，参考与动态信号分析仪中的计量测试规范，对虚拟仪器开展有效的测试。

（二）制定明确的虚拟仪器实验室测试标准

虚拟仪器中含有的模块较多，比如信号发生模块、示波器模块、失真度测试模块和信纳测试模块等，在实验室对虚拟仪器的进行计量测试的过程中，要全面的的了解每一个模块的功能，这样才能确定在计量实验时启动哪些模块。同时，在不同的应用领域，同一型号的仪器使用的功能也可能会存在一定的区别，有时在测试的过程中只需要测试一种功能，有时需要测试多个功能，但是不管怎样选择，都取决于用户的需求。因此，需要制定明确的虚拟仪器实验室测试标准，从用户的真实需求出发，选择合适的测试模块。

（三）加强对软件的管理，保证计量结果的准确性

虚拟仪器具有良好的性能，就能保证测试结果的准确性，一般虚拟仪器的性能包括高精确和高性能的硬件模块和软件模块。一般只要保证虚拟仪器的硬件性能，保证软件算法不发生改变，就能保证仪器的性能维持在稳定的状态，才能确保计量测试顺利完成。但是在进行计量测试的过程中，也要避免由于人为因素出现修改问题，修改后的数据就无法保证测试结果的准确性，这也从一方面体现出需要加强对软件模块的日常管理和维护，只有加强软件模块的管理，才能保证计量测试检定结果的准确性。另外，现阶段的网络中存在很多不安全的因素，比如计算机病毒、黑客等，对虚拟仪器的性能造成严重的威胁，因此，需要在进行软件管理的过程中，将测试技术融入其中，实现对一起软件模块的实时监督和管理，避免软件数据、参数或者程序被随意更改，保证软件的安全性，就是保证虚拟仪器计量结果的准确性。

五、结语

总而言之，虚拟仪器的产生和发展是科学技术水平大大提升的表现，虚拟仪器具有较强的灵活性、开放性、准确性和稳定性，相比传统单一的计量仪器来说，虚拟仪器具备各种各样的功能，能够满足不同用户的不同需求，对其进行计量测试检定，能够保证其性能和实用价值。在计算机技术的支持下，实现软件资源和硬件资源的应用，有效提升计量测试检定的效率，有效提升检定结果的精確性，促进我国计量测试检定行业的稳定发展，让计量测试检定行业趋于标准化和规范化。

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