使用虚拟仪器降低测量成本

　　和大多数工程师一样，您大概也曾试图找到降低自动测试或量测应用系统成本的方法。这份文件将告诉您National Instruments如何帮助工程师达成这个任务。文件开头将概略分析发展量测系统的过程中主要的五个成本来源（请参考下面表一中的成本栏）。您将了解如何应用虚拟仪测技术来降低个别成本，进而降低整体量测成本。

　　　　　　　　　　表一：发展量测系统的成本来源与对应之成本控制解决方案

　　测量应用系统的成本

　　请试着回想您在前一个量测系统上所耗费的时间，您可能花了大部分的专案时间在设定硬体组态与开发应用程式。如果您仔细检验这样的量测系统开发过程，您将会发现成本主要来自五个地方（参见下图一）。图一所的资料来源是针对37位不同产业与国家的工程师在其最近开发的测试或量测系统上所花费的成本所做的调查，。您可发现，平均来说，他们认为硬体和软体售价是最大的单一成本来源，然而其他项目累加起来所耗费的时间成本却佔了整体成本的绝大部分。（註：时间成本以每小时100美元计算）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图一：开发量测应用系统的五个成本来源

　　过去26年来，National Instruments致力于使用虚拟仪测来为您降低整体量测成本。虚拟仪测结合了软体与现成的硬体技术，并利用现今个人电脑的高效能与高弹性，有效地降低每一项成本。「National Instruments的这套系统可以有效降低成本、节省时间，同时又能兼顾结果的可重复验证性与系统寿命。」S.E.A. Datentechnik GmbH.的Wolfram Koerver如此表示。

　　降低制定系统规格的时间成本

　　决定量测项目以及进阶分析种类可能会很花时间。而当您终于做好选择，接着还得决定该如何建置这样一个量测系统。为了缩短制定系统规格所需的时间，National Instrument提供了丰沛的线上资源。DAQ Designer（可至 ni.com/advisor实际体验，或至ni.com/taiwan索取免费光碟）会协助您按部就班地制定所需的系统规格；它会引导你选取正确的感测器或信号种类、取样频率、频道数量以及其他参数，最后它会列出最符合您需求的软硬体解决方案。

　　在ni.com网站上也可以找到第三方供应商的谘询服务，这些服务会推荐产品来补强您选择的软硬体，例如可在恶劣环境下工作的感测器和个人电脑。这些工具都能够迅速找出最符合您的应用所需的产品，以节省下时间成本。

　　　　　　　　　　　图二：DAQ Designer光碟版与线上版可帮助您节省制定一个DAQ系统所需的时间

　　降低软硬体的价格成本

　　一个资料撷取系统（DAQ system）中最显着的成本当然是硬体和软体的价格。大多数人试图降低这方面的成本，但却没有考虑到整体开发成本是否有跟着下降。图一显示，硬体与软体的价格只佔整体成本的36%，而其他方面所耗费的时间与金钱佔据了整体成本的绝大部分。

　　虚拟仪测不只能降低时间成本，更能将硬体与软体的耗费降到最低。要了解箇中原理，请参考National Instruments在其资料撷取装置使用的现成技术所对应的价格与效能趋势：图三是过去几年12位元与16位元类比数位转换器的价格趋势；请特别注意：90年代初期购置一个12位元转换器所需的费用在今天可以购置一个16位元转换器！像这样的趋势让National Instruments有能力持续地以相当或更低的价钱提供更好的资料撷取效能。在个人电脑产业也有类似趋势――着名的摩尔定律（见图四）；在此定律主宰下，处理器效能不断提高，价格却不断下降。这个趋势同样地有利于虚拟仪测的使用者，因为只要将电脑升级就可以得到更高的软体效能。

　　　　　　　　　　　图三：数位类比转换器与NI资料撷取装置的价格与效能趋势

　　　　　　图四：摩尔定律――自1970年以来英特尔处理器效能提昇的趋势

　　总地来说，NI一直不断地改善工程成本结构，以降低客户的资料撷取成本。在2002年，NI发表的多功能资料撷取装置NI6013和NI6014写下了16位元资料撷取技术的新低价。在2004年，NI在该产品线加入了新的低成本数位介面产品以及类比输出产品，与较早的类似装置比起来，这些产品分别节省了30%与70%的单频道成本。

　　降低设定组态的时间成本

　　一旦制定好规格并购置了量测用的硬体，真正的工作才刚要开始。您得先安装硬体与软体，设定所有必备的组态，并确认系统的每一个部分都运作正常。这一阶段还包含了所有必要的硬体装设，例如感测器的连结、绕线以及待测物的准备。从图一可以看到，对一个典型的系统来说单单这个步骤就耗费了23%的整体成本，因此节省这部分的时间可以节省相当比例的整体成本。

　　许多NI的资料撷取装置都採用最新的外接式电脑匯流排规格，如USB、FireWire以及PCMCIA，如此一来就免除了关机和开启机壳的麻烦。另外，NI-DAQ软体可自动侦测新安装的装置，因此可以省下不少安装时间，特别是如果您打算在不同地点使用同样的硬体。

　　NI-DAQ还包含了其他能减少耗时的组态软体。NI MAX（量测与自动化浏览器）可自动侦测并让您组态所有的资料撷取装置、GPIB装置、FieldPoint装置、PXI装置以及VXI装置，一次搞定。您也可以执行自我诊断测试以确保所有的装置运作正常，您可以透过测试面板迅速地检视资料撷取装置上每个频道的讯号。

　　若要更进一步简化安装与连结流程，NI目前正参与开发IEEE P1451.4换能器电子表单标准（IEEE P1451.4 standard for transducer electronic data sheets，TEDS）。基本上TEDS是整合在感测器里的一小颗记忆体，它能以数位的方式提供电脑关于该感测器的资讯，让电脑可以将感测器的电压或电流资料转换成适当的工程单位，例如「℃」或「公斤」。您可以想像得到TEDS将会帮助您省下大量的组态时间，特别是涉及多频道的感测器应用时。针对那些未包含TEDS的「传统」感测器，NI也提供了一个虚拟TEDS的资料库，您可以在上面搜寻并下载感测器的TEDS资料，如此一来即使没有真正的TEDS感测器，您仍然可以享受TEDS的好处。