使用虛擬儀器降低測量成本

和大多數工程師一樣，您大概也曾試圖找到降低自動(dòng)測試或量測應用系統成本的方法。這份文件將告訴您National Instruments如何幫助工程師達成這個(gè)任務(wù)。文件開(kāi)頭將概略分析發(fā)展量測系統的過(guò)程中主要的五個(gè)成本來(lái)源（請參考下面表一中的成本欄）。您將了解如何應用虛擬儀測技術(shù)來(lái)降低個(gè)別成本，進(jìn)而降低整體量測成本。

表一：發(fā)展量測系統的成本來(lái)源與對應之成本控制解決方案

測量應用系統的成本

請試著(zhù)回想您在前一個(gè)量測系統上所耗費的時(shí)間，您可能花了大部分的專(zhuān)案時(shí)間在設定硬體組態(tài)與開(kāi)發(fā)應用程式。如果您仔細檢驗這樣的量測系統開(kāi)發(fā)過(guò)程，您將會(huì )發(fā)現成本主要來(lái)自五個(gè)地方（參見(jiàn)下圖一）。圖一所的資料來(lái)源是針對37位不同產(chǎn)業(yè)與國家的工程師在其最近開(kāi)發(fā)的測試或量測系統上所花費的成本所做的調查，。您可發(fā)現，平均來(lái)說(shuō)，他們認為硬體和軟體售價(jià)是最大的單一成本來(lái)源，然而其他項目累加起來(lái)所耗費的時(shí)間成本卻琢蘇體成本的絕大部分。（]：時(shí)間成本以每小時(shí)100美元計算）

圖一：開(kāi)發(fā)量測應用系統的五個(gè)成本來(lái)源

過(guò)去26年來(lái)，National Instruments致力于使用虛擬儀測來(lái)為您降低整體量測成本。虛擬儀測結合了軟體與現成的硬體技術(shù)，并利用現今個(gè)人電腦的高效能與高彈性，有效地降低每一項成本?！窷ational Instruments的這套系統可以有效降低成本、節省時(shí)間，同時(shí)又能兼顧結果的可重復驗證性與系統壽命?！筍.E.A. Datentechnik GmbH.的Wolfram Koerver如此表示。

降低制定系統規格的時(shí)間成本

決定量測項目以及進(jìn)階分析種類(lèi)可能會(huì )很花時(shí)間。而當您終于做好選擇，接著(zhù)還得決定該如何建置這樣一個(gè)量測系統。為了縮短制定系統規格所需的時(shí)間，National Instrument提供了豐沛的線(xiàn)上資源。DAQ Designer（可至 ni.com/advisor實(shí)際體驗，或至ni.com/taiwan索取免費光碟）會(huì )協(xié)助您按部就班地制定所需的系統規格；它會(huì )引導你選取正確的感測器或信號種類(lèi)、取樣頻率、頻道數量以及其他參數，最后它會(huì )列出最符合您需求的軟硬體解決方案。

在ni.com網(wǎng)站上也可以找到第三方供應商的諮詢(xún)服務(wù)，這些服務(wù)會(huì )推薦產(chǎn)品來(lái)補強您選擇的軟硬體，例如可在惡劣環(huán)境下工作的感測器和個(gè)人電腦。這些工具都能夠迅速找出最符合您的應用所需的產(chǎn)品，以節省下時(shí)間成本。

圖二：DAQ Designer光碟版與線(xiàn)上版可幫助您節省制定一個(gè)DAQ系統所需的時(shí)間

降低軟硬體的價(jià)格成本

一個(gè)資料擷取系統（DAQ system）中最顯著(zhù)的成本當然是硬體和軟體的價(jià)格。大多數人試圖降低這方面的成本，但卻沒(méi)有考慮到整體開(kāi)發(fā)成本是否有跟著(zhù)下降。圖一顯示，硬體與軟體的價(jià)格只漬體成本的36%，而其他方面所耗費的時(shí)間與金錢(qián)拙萘蘇體成本的絕大部分。

虛擬儀測不只能降低時(shí)間成本，更能將硬體與軟體的耗費降到最低。要了解w中原理，請參考National Instruments在其資料擷取裝置使用的現成技術(shù)所對應的價(jià)格與效能趨勢：圖三是過(guò)去幾年12位元與16位元類(lèi)比數位轉換器的價(jià)格趨勢；請特別注意：90年代初期購置一個(gè)12位元轉換器所需的費用在今天可以購置一個(gè)16位元轉換器！像這樣的趨勢讓National Instruments有能力持續地以相當或更低的價(jià)錢(qián)提供更好的資料擷取效能。在個(gè)人電腦產(chǎn)業(yè)也有類(lèi)似趨勢DD著(zhù)名的摩爾定律（見(jiàn)圖四）；在此定律主宰下，處理器效能不斷提高，價(jià)格卻不斷下降。這個(gè)趨勢同樣地有利于虛擬儀測的使用者，因為只要將電腦升級就可以得到更高的軟體效能。

圖三：數位類(lèi)比轉換器與NI資料擷取裝置的價(jià)格與效能趨勢

圖四：摩爾定律DD自1970年以來(lái)英特爾處理器效能提N的趨勢

總地來(lái)說(shuō)，NI一直不斷地改善工程成本結構，以降低客戶(hù)的資料擷取成本。在2002年，NI發(fā)表的多功能資料擷取裝置NI6013和NI6014寫(xiě)下了16位元資料擷取技術(shù)的新低價(jià)。在2004年，NI在該產(chǎn)品線(xiàn)加入了新的低成本數位介面產(chǎn)品以及類(lèi)比輸出產(chǎn)品，與較早的類(lèi)似裝置比起來(lái)，這些產(chǎn)品分別節省了30%與70%的單頻道成本。

降低設定組態(tài)的時(shí)間成本

一旦制定好規格并購置了量測用的硬體，真正的工作才剛要開(kāi)始。您得先安裝硬體與軟體，設定所有必備的組態(tài)，并確認系統的每一個(gè)部分都運作正常。這一階段還包含了所有必要的硬體裝設，例如感測器的連結、繞線(xiàn)以及待測物的準備。從圖一可以看到，對一個(gè)典型的系統來(lái)說(shuō)單單這個(gè)步驟就耗費了23%的整體成本，因此節省這部分的時(shí)間可以節省相當比例的整體成本。

許多NI的資料擷取裝置都裼米钚碌耐飩郵降縋R流排規格，如USB、FireWire以及PCMCIA，如此一來(lái)就免除了關(guān)機和開(kāi)啟機殼的麻煩。另外，NI-DAQ軟體可自動(dòng)偵測新安裝的裝置，因此可以省下不少安裝時(shí)間，特別是如果您打算在不同地點(diǎn)使用同樣的硬體。

NI-DAQ還包含了其他能減少耗時(shí)的組態(tài)軟體。NI MAX（量測與自動(dòng)化瀏覽器）可自動(dòng)偵測并讓您組態(tài)所有的資料擷取裝置、GPIB裝置、FieldPoint裝置、PXI裝置以及VXI裝置，一次搞定。您也可以執行自我診斷測試以確保所有的裝置運作正常，您可以透過(guò)測試面板迅速地檢視資料擷取裝置上每個(gè)頻道的訊號。