1PC機是虛擬儀器硬件平臺的核心，也是虛擬儀器軟件運行的環(huán)境。

　　LabVIEW簡介LabVIEW是基于圖形化編程語言的開發(fā)環(huán)境，是一種強有力的虛擬儀器開發(fā)工具，由NI公司于1986年開發(fā)，主要用于儀器控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示等領(lǐng)域。

　　LabVIEW與傳統(tǒng)的編程語言最大的區(qū)別是：傳統(tǒng)編程語言是文本語言，而LabVIEW是圖形化語言，使用非常形象而且被工程師所熟悉的各種圖標(biāo)、旋鈕、開關(guān)等的圖形界面，同時也提供與傳統(tǒng)文本語言（如C語言）的接口，增強了LabVIEW的整體功能。

　　另外，LabVIEW也擁有大量由NI公司和第三方公司提供的非常實用的軟件，如Application Builder（用于將程序生成可執(zhí)行文件）、SQLTooLkt（用于與本地或遠程數(shù)據(jù)庫相連）、信號處理套件（SignalProcessingSuite）（提供給了用戶信號處理的功能和高級的數(shù)字信號處理工具）、圖像處理工具（ImageProcessing）（該圖像處理軟件可以提供圖像處理功能和機器視學(xué)功能，它包括400多個圖像函數(shù)和交互式的圖像處理窗口）。圖像可以是一維、二維或者三維。它們結(jié)合起來，可以給工廠計算機控制的機器提供視覺，對產(chǎn)品的位置、尺寸、標(biāo)識符和質(zhì)量做出精確判斷），還可以調(diào)用其他軟件編寫的程序（如C，Matlab等）。

　　2測試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)面向測井儀器的測試系統(tǒng)主要完成常規(guī)儀器的檢測任務(wù)，產(chǎn)生以備查閱的檢測報告和數(shù)據(jù)文件，此外它要能夠產(chǎn)生常用信號，并對某測試點的信號進行一些分析，為儀器的檢修提供必要的工具。

　　該測井儀器測試系統(tǒng)由快中子探測器、時間譜分析板、通訊接口板、USB總線數(shù)據(jù)采集卡、計算機等組成，其系統(tǒng)組成如所示。

　　2.1快中子探測器快中子探測器是由快中子探頭、低壓電源、高壓電源、甄別整形驅(qū)動電路組成�？熘凶犹筋^由采用塑料/硫化鋅快中子屏和光電倍增管組成，光電倍增管輸出的信號經(jīng)甄別、整形、驅(qū)動后，通過不超過100m長的電纜輸出至?xí)r間譜分析板。

　　2.2時間譜分析板由同步脈沖的前沿啟動道址計數(shù)器開始計數(shù)。

　　計數(shù)頻率由軟件對道寬鎖存器進行設(shè)置，多路信號選擇輸出相應(yīng)的計數(shù)脈沖，當(dāng)探頭信號有脈沖輸出時，由它來控制鎖存道址鎖存器的時間道址，同時該脈沖作為中斷信號給微機系統(tǒng)。微機的中斷服務(wù)程序讀道址鎖存器的數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)作為道址，在此道址上加1，重復(fù)上述過程，就可得到譜形。

　　2.3測井?dāng)?shù)據(jù)的傳輸來自于測井儀器的信號經(jīng)過電纜分離與保護電路送入多路選擇器，脈沖信號是只用于進行記錄個數(shù)的信息，它們直接送入帶有計數(shù)器的數(shù)字信號處理器TMS320LF2407進行計數(shù)，然后根據(jù)計算機的命令進行等時間采樣或者是按照某種要求采集當(dāng)前值。模擬信號和編碼信號在進行任何處理前，必須對其進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。由于這些信號容易受外界干擾產(chǎn)生噪聲，因此在軟件設(shè)計中應(yīng)用小波分析技術(shù)等一些先進的數(shù)字信號處理技術(shù)，并把不同的處理方法做成獨立的模塊，把原來需要用復(fù)雜的硬件電路來完成的濾波、消噪等處理由軟件模塊來完成，不再需要為不同的模擬信號準(zhǔn)備不同的硬件電路板，而只需要在進行處理時調(diào)用合適的處理模塊即可。經(jīng)過數(shù)字信號處理后，模擬信號轉(zhuǎn)化的信息可直接記錄或者經(jīng)過計算反映某種物理信息。對于編碼信號轉(zhuǎn)化的信息，軟件要對它進行解碼并且獲得可用信息。

　　對于測井儀器的測試，往往要求能夠?qū)崿F(xiàn)實時采集，并且測井儀器的傳輸率有很大的范圍。如果應(yīng)用普通的串口通信RS232不能滿足傳輸率的要求，成熟的通用串行總線接口（USB）技術(shù)提供了新的選擇，它不但滿足即插即用，而且速度可高達480 Mbit/s 。因此采用USB接口技術(shù)可以使測試系統(tǒng)做到快速、方便。在本次設(shè)計中，USB接口芯片選用Scanlogic公司的SL811HS，芯片內(nèi)有USB物理層的電路，可以作為主機控制芯片，也可作為設(shè)備控制芯片，單芯片可實現(xiàn)USB通信，價格低廉。

　　3系統(tǒng)的軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件采用先進的圖形化編程軟件Lab VIEW編制，在Windows系統(tǒng)下運行。Windows具有清晰、直觀的圖形界面特點、設(shè)備無關(guān)性和多任務(wù)性等優(yōu)點，LabVIEW是一個32位的編譯環(huán)境，其數(shù)據(jù)流的編程機制為人們提供了一種全新的能更自然、更直接、更充分表達顯示世界的方法。采用Windows編程機制，使系統(tǒng)具備Windows功能特點，完全脫離傳統(tǒng)順序執(zhí)行程序的設(shè)計思想，通過消息驅(qū)動的方式控制系統(tǒng)的動作，使程序再運行期間充分接受用戶的控制，具有良好的人機交互功能。軟件設(shè)計采用模塊式設(shè)計思路，各功能模塊都以主程序界面為初始啟動界面，并通過主程序界面相聯(lián)系。

　　3.1應(yīng)用程序設(shè)計在整個程序設(shè)計中，首先完成了各個子功能模塊的程序設(shè)計，當(dāng)然每個子模塊由更小的模塊組成，將每個子模塊都做成了VI。每一級的模塊都可以圖表的形式放置在程序流程圖中，這樣不但增加了程序的可讀性，也增加了程序的可維護性，使流程圖更加清晰明了，同時也避免了大量的重復(fù)編程工作。主控軟件原理框圖如所示。

　　3.2USB接口的驅(qū)動程序設(shè)計驅(qū)動程序是連接儀器與用戶界面的橋梁，是系統(tǒng)設(shè)計的一個關(guān)鍵。LabVIEW為用戶硬件提供了許多在儀器開發(fā)中可以使用的VI，包括標(biāo)準(zhǔn)VISA I/O函數(shù)、串口通信函數(shù)、傳統(tǒng)的GPIB函數(shù)。

　　VISA表示可視化儀器軟件結(jié)構(gòu)，它本身不能提供儀器編程能力，是一個調(diào)用地層代碼來控制硬件的高層編程接口（API）。本系統(tǒng)的設(shè)計中沒有應(yīng)用VISA來完成驅(qū)動程序的編寫，而是充分應(yīng)用LabVIEW與C語言的CIN接口技術(shù)，選用C語言實現(xiàn)驅(qū)動程序中的所有功能函數(shù)，完成源代碼編寫后，驅(qū)動程序以32位DLL形式提供。

　　3.3應(yīng)用程序的擴展研制開發(fā)該測試系統(tǒng)的初衷是為陣列中子測井儀的研制提供一種供進行調(diào)試、測試、刻度、軟件開發(fā)驗證、檢驗等工作的設(shè)備，但在其開發(fā)研制過程中，逐漸演變成為一種多功能的測試系統(tǒng)。其通訊接口用于陣列中子、微電阻掃描、六臂傾角等測井儀器的研制、測試、調(diào)校工作，其快中子時間到達譜分析器則在陣列中子、中子壽命、氧活化等采用中子發(fā)生器的儀器的研制、生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

　　4結(jié)論虛擬儀器以計算機技術(shù)為核心，將計算機、測試系統(tǒng)和虛擬儀器有機地融合為一體，為測井儀器的調(diào)試提供了一種快捷、方便的測試平臺，所有被測儀器的參數(shù)均可自動采集，由計算機跟蹤顯示。該虛擬儀器的研制成功，提高了測試設(shè)備的智能化和集成度，大大縮短了儀器的維護和檢修周期，取得了良好的經(jīng)濟、社會效益。