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前言
在电气试验技术高度发展的当下，指针式等传统仪表的主导地位受到动摇，读数困难、操作复杂等弊端日益突显。制造商对功能的定位与用户标准也存在出入；通用性不强，用户无法有效扩展，而这是原有仪表最突出的缺陷，使得用户反复多次采购硬件设备，无法同步应用多台智能仪器。因此，越来越多的电气试验人员将目光转向虚拟仪器技术。
一、虚拟仪器概述
数据信息采集、检测与分析、结果展现是每一种测量测试仪器均具备的功能。虚拟仪器同样也具备此种功能，且区别于普通的测量测试仪器，主要通过计算机软件进行输出。由此可知，只要提供有效的采集硬件，便组建成了以计算机为基础的虚拟仪器。虚拟仪器主要依托现代计算机技术来优化功能，用户可自主设计、自主定义，符合自身需求的仪器。自虚拟仪器问世之后，工程师可从个人需求着手研制测量系统、构建自动化系统，突破了传统功能的束缚。尤其是对于研究项目灵活、系统要求多样化的科学家而言，待使用虚拟仪器之后，即便不调整全套设备，仍可满足基本需求，并能促进新系统的研发。
虚拟仪器不仅拥有常规仪器的基本功能，并进行了突破，这主要是因为虚拟仪器在计算机平台中安装数据采集硬件，辅以应用软件共同组成，通过计算机完成自动化采集、检测与分析，它与常规仪器相比具有不可比拟的优点。虚拟仪器紧追计算机技术的发展步伐，拥有显著的灵活性和无穷的活力。虚拟仪器的发展与进步将测试仪器推向了更高的层面，开辟了一个新领域。
虚拟仪器的工作原理为：首先将待处理对象输入至计算机，依托计算机进行分析、综合处理、逻辑判断、常规显示、日常存储和控制等基本操作，通常可代替多台普通仪器，实现多样化的功能。从现场电气试验的层面来说，所使用的虚拟仪器主要包含DAQ、信号调整处理装置与计算机这三部分。具体来说是指待测电量经由一系列调整操作，例如，增益、阻断与过滤，将其转换为弱电信号，再借助采集卡经由AD再次转换，使其变为离散数据信号，最后经由离散数据分析，依托计算机把信号属性传送到终端，另外，计算机还能借助DA转换器制造控制信号，以此来全面调控试验装置。
研制虚拟仪器时，应合理设计信号调理模板，深入探究信号处理算法。选择计算机以及数据采集卡时，用户可从自身需求着手，尽量选择成熟、实用的产品，并参照数据采集卡的具体标准来设计信号调整模块。因虚拟仪器自身具有便捷性和功能开拓性，这要求用户在开发软件时应坚持精益求精的原则，这也是虚拟仪器研制中的核心内容。在现场试验中应用虚拟仪器，除能让用户依照自身需求规范设计外，还能借助变更信号调理模块以及修改软件开拓仪器功能，适当调节仪器大小。综合来说，可促进硬件的应用，减少整体开发成本。同时，经由计算机所研制出来的标准化结构，借助外设与网络能够有效更新。
二、现场电器试验中虚拟仪器的应用
软件是虚拟仪器的主要组成，经由程序调修改和调整便能研制出功能多样的测试仪器，进而满足个体需求。通过虚拟仪器来改进传统仪器，不仅能提高使用效能，还能减少投入与维修经费，这为技术创新奠定了稳固的基础，并能显著缩减生产成本。
（一）开发平台
虚拟仪器的研发与应用建立在Lab VIEW之上，其中Lab VIEW主要面向变成经验为零的用户，特别是工程技术人员，且它的编程软件较为直观，可满足用户的应用需求，具体应用流程如下所述：
1.点击新面板选项，借助controls模板来完成用户界面的创建工作，且该界面具有图形化特性，能够依照设计标准，从控制模板合理选择对象；
2.面向虚拟仪器科合理设置I/O信道，进而全面调动仪器驱动程序、有效控制相关的应用函数；
3.打开框图程序，重新排列、统一整理用户界面设计过程中所选对象的实际位置，并借助选择功能模板有序添加函数代码，以此来管控用户界面中所包含的对象；
4.调试与运行。面向Lab VIEW研发平台，用户可借助图形化编程自主研制所需仪器，还可借助软件自身例子来进行调用。
（二）应用思路
虚拟仪器可达到现场电气试验中所规定的标准，借助16位数据收集卡来组建系统，凭借TA、电气器件等调整信号，真实、可靠，准确等级超出0.5级。对于测试准确度标准较高的情形，可实施软件补偿，也可进行现场自校，以此来完成目标。从整体层面而言，虚拟仪器系统较轻、所占空间较小，携带方便。信号调节模块可清晰标记引入线和引出线，保证现场接线直观、醒目；计算机还可自主记录数据，以此来让工作人员保持高度集中，认真观察试验现象，进而提升安全性。
在现场电气试验中应用虚拟仪器，通过调整箱与计算机便可组建虚拟仪器系统，便能初步完成电气试验，显著提升利用率，缩短综合试验的开展时间。对于虚拟系统而言，在信号调整箱的设计环节，应准确辨别下述四种情形：
1.若待测量处于高压端时，可借住光电技术来转换待测量，使其变成光信号，并经由光纤维传送至低压端，再利用电子线路进行调整，获得和待测量呈现比重关系的逐渐变小的电压信号；
2.若待测量处于低压端时，可借助仪用TV对电压信号进行调整，通过分流器对电流信号进行调整；
3.在弱电信号的调整过程中，应利用信号阻断放大技术，辅以抽取技术；
4.在高频信号中，记录波形时一定要综合权衡信号调整箱，此过程通常需要借助设计别样的仪用TA，也可采用其余手段来调整信号。
现场电气试验一般要求应获取工频信号的相关参数，例如，频率、幅度变化值等，只有依托这些数据，才能进行计算操作。通过采样所获取的工频信号主要为离散数据，参照相关公式求解，便能获得频率、幅度变化值与相位。
（三）实际应用
围绕发电机零负载特性试验在，简单描述如何研制虚拟仪器系统。在该试验中通常需要应用准确等级超过0.5的发电机，主要包含电子电压与转子电流，并严格监控转子的实际电压和运转速率，因此，DAQ卡应具有6路以上的信号输入通道。依照前面所述，本次研究中的DAQ卡主要为16位数据收集卡，6路信号输入通道，采样频率达到200千赫，能够满足需求，扩展方便。每一个通道分别对应相应的测量对象与不同的输入信号范围。DAQ卡规定输入±0.05-±10V范围内的电压信号，所以，前三个通道中的交流电压信号经由TV变成电压信号；通道4内部的直流电压信号经由增益是100的阻断放大器进行放大，变成平均值处于0-5V范围的电压信号；把通道5内部的直流电压信号经由增益是1/80的阻断放大电路将至平均电压处于0-5V范围的电压信号；把通道6内部的脉冲信号在脉冲整形电路的作用下进行整形，合理绘制信号调整电路。为降低干扰，一定要参照信号频段来规范设计滤波电路。另外，为减小对关键元件及DAQ卡的损坏，一定要科学设计保护电路。借助接口电路与电缆让DAQ卡有效连接于信号调整箱。细化各个通道所对应的调整电路，有效利用箱体空间，增加调整箱组配内部的灵活性，而这也是在设计调整箱时应遵循的基本原则。
待完成信号的读入工作后，参照公式准确计算前三个通道DAQ卡所对应输出电压的具体相位、幅度变化值、频率；在通道4与5只需计算幅度变化值；在通道6中，只要计算一秒钟所输入的脉冲数，便能获得转速。另外，在本次研究中还应注意前5个通道所收集的数据信号只能获取DAQ卡输入信号，若想获取针对性的定子电压等基本参数，则应借助校准系数来校正。为调整因环境变化所产生的系统误差，则一定要利用现场校准系数。该处理系统与电力系统工程具体的使用需求相符；系统界面满足现代人的办公习惯，同时，提供清晰的提示，这有利于工程人员的操作和掌握；该处理系统还能提升工作效率、增加计算结果的准确性，它在现场试验中发挥着良好的辅助性作用，也是工程人员的的得力帮手。
结语
虚拟仪器技术隶属测控领域，近年来，被大面积应用到工业控制工作以及科研活动中。在现场电气试验中应用虚拟仪器，可优化电压试验，并能改善原有的工作手段。利用接口控制单元来连接升压设备、升流设备和虚拟仪器，使其变成统一整体，进而达到现场试验智能化的目的。依托计算机，虚拟仪器不仅能进行测试操作，还可剖析数据，有利于专家系统的构建。
（作者单位：国网江西省电力公司赣州供电分公司）
在电气试验技术高度发展的当下，指针式等传统仪表的主导地位受到动摇，读数困难、操作复杂等弊端日益突显。制造商对功能的定位与用户标准也存在出入；通用性不强，用户无法有效扩展，而这是原有仪表最突出的缺陷，使得用户反复多次采购硬件设备，无法同步应用多台智能仪器。因此，越来越多的电气试验人员将目光转向虚拟仪器技术。
一、虚拟仪器概述
数据信息采集、检测与分析、结果展现是每一种测量测试仪器均具备的功能。虚拟仪器同样也具备此种功能，且区别于普通的测量测试仪器，主要通过计算机软件进行输出。由此可知，只要提供有效的采集硬件，便组建成了以计算机为基础的虚拟仪器。虚拟仪器主要依托现代计算机技术来优化功能，用户可自主设计、自主定义，符合自身需求的仪器。自虚拟仪器问世之后，工程师可从个人需求着手研制测量系统、构建自动化系统，突破了传统功能的束缚。尤其是对于研究项目灵活、系统要求多样化的科学家而言，待使用虚拟仪器之后，即便不调整全套设备，仍可满足基本需求，并能促进新系统的研发。
虚拟仪器不仅拥有常规仪器的基本功能，并进行了突破，这主要是因为虚拟仪器在计算机平台中安装数据采集硬件，辅以应用软件共同组成，通过计算机完成自动化采集、检测与分析，它与常规仪器相比具有不可比拟的优点。虚拟仪器紧追计算机技术的发展步伐，拥有显著的灵活性和无穷的活力。虚拟仪器的发展与进步将测试仪器推向了更高的层面，开辟了一个新领域。
虚拟仪器的工作原理为：首先将待处理对象输入至计算机，依托计算机进行分析、综合处理、逻辑判断、常规显示、日常存储和控制等基本操作，通常可代替多台普通仪器，实现多样化的功能。从现场电气试验的层面来说，所使用的虚拟仪器主要包含DAQ、信号调整处理装置与计算机这三部分。具体来说是指待测电量经由一系列调整操作，例如，增益、阻断与过滤，将其转换为弱电信号，再借助采集卡经由AD再次转换，使其变为离散数据信号，最后经由离散数据分析，依托计算机把信号属性传送到终端，另外，计算机还能借助DA转换器制造控制信号，以此来全面调控试验装置。
研制虚拟仪器时，应合理设计信号调理模板，深入探究信号处理算法。选择计算机以及数据采集卡时，用户可从自身需求着手，尽量选择成熟、实用的产品，并参照数据采集卡的具体标准来设计信号调整模块。因虚拟仪器自身具有便捷性和功能开拓性，这要求用户在开发软件时应坚持精益求精的原则，这也是虚拟仪器研制中的核心内容。在现场试验中应用虚拟仪器，除能让用户依照自身需求规范设计外，还能借助变更信号调理模块以及修改软件开拓仪器功能，适当调节仪器大小。综合来说，可促进硬件的应用，减少整体开发成本。同时，经由计算机所研制出来的标准化结构，借助外设与网络能够有效更新。
二、现场电器试验中虚拟仪器的应用
软件是虚拟仪器的主要组成，经由程序调修改和调整便能研制出功能多样的测试仪器，进而满足个体需求。通过虚拟仪器来改进传统仪器，不仅能提高使用效能，还能减少投入与维修经费，这为技术创新奠定了稳固的基础，并能显著缩减生产成本。
（一）开发平台
虚拟仪器的研发与应用建立在Lab VIEW之上，其中Lab VIEW主要面向变成经验为零的用户，特别是工程技术人员，且它的编程软件较为直观，可满足用户的应用需求，具体应用流程如下所述：
1.点击新面板选项，借助controls模板来完成用户界面的创建工作，且该界面具有图形化特性，能够依照设计标准，从控制模板合理选择对象；
2.面向虚拟仪器科合理设置I/O信道，进而全面调动仪器驱动程序、有效控制相关的应用函数；
3.打开框图程序，重新排列、统一整理用户界面设计过程中所选对象的实际位置，并借助选择功能模板有序添加函数代码，以此来管控用户界面中所包含的对象；
4.调试与运行。面向Lab VIEW研发平台，用户可借助图形化编程自主研制所需仪器，还可借助软件自身例子来进行调用。
（二）应用思路
虚拟仪器可达到现场电气试验中所规定的标准，借助16位数据收集卡来组建系统，凭借TA、电气器件等调整信号，真实、可靠，准确等级超出0.5级。对于测试准确度标准较高的情形，可实施软件补偿，也可进行现场自校，以此来完成目标。从整体层面而言，虚拟仪器系统较轻、所占空间较小，携带方便。信号调节模块可清晰标记引入线和引出线，保证现场接线直观、醒目；计算机还可自主记录数据，以此来让工作人员保持高度集中，认真观察试验现象，进而提升安全性。
在现场电气试验中应用虚拟仪器，通过调整箱与计算机便可组建虚拟仪器系统，便能初步完成电气试验，显著提升利用率，缩短综合试验的开展时间。对于虚拟系统而言，在信号调整箱的设计环节，应准确辨别下述四种情形：
1.若待测量处于高压端时，可借住光电技术来转换待测量，使其变成光信号，并经由光纤维传送至低压端，再利用电子线路进行调整，获得和待测量呈现比重关系的逐渐变小的电压信号；
2.若待测量处于低压端时，可借助仪用TV对电压信号进行调整，通过分流器对电流信号进行调整；
3.在弱电信号的调整过程中，应利用信号阻断放大技术，辅以抽取技术；
4.在高频信号中，记录波形时一定要综合权衡信号调整箱，此过程通常需要借助设计别样的仪用TA，也可采用其余手段来调整信号。
现场电气试验一般要求应获取工频信号的相关参数，例如，频率、幅度变化值等，只有依托这些数据，才能进行计算操作。通过采样所获取的工频信号主要为离散数据，参照相关公式求解，便能获得频率、幅度变化值与相位。
（三）实际应用
围绕发电机零负载特性试验在，简单描述如何研制虚拟仪器系统。在该试验中通常需要应用准确等级超过0.5的发电机，主要包含电子电压与转子电流，并严格监控转子的实际电压和运转速率，因此，DAQ卡应具有6路以上的信号输入通道。依照前面所述，本次研究中的DAQ卡主要为16位数据收集卡，6路信号输入通道，采样频率达到200千赫，能够满足需求，扩展方便。每一个通道分别对应相应的测量对象与不同的输入信号范围。DAQ卡规定输入±0.05-±10V范围内的电压信号，所以，前三个通道中的交流电压信号经由TV变成电压信号；通道4内部的直流电压信号经由增益是100的阻断放大器进行放大，变成平均值处于0-5V范围的电压信号；把通道5内部的直流电压信号经由增益是1/80的阻断放大电路将至平均电压处于0-5V范围的电压信号；把通道6内部的脉冲信号在脉冲整形电路的作用下进行整形，合理绘制信号调整电路。为降低干扰，一定要参照信号频段来规范设计滤波电路。另外，为减小对关键元件及DAQ卡的损坏，一定要科学设计保护电路。借助接口电路与电缆让DAQ卡有效连接于信号调整箱。细化各个通道所对应的调整电路，有效利用箱体空间，增加调整箱组配内部的灵活性，而这也是在设计调整箱时应遵循的基本原则。
待完成信号的读入工作后，参照公式准确计算前三个通道DAQ卡所对应输出电压的具体相位、幅度变化值、频率；在通道4与5只需计算幅度变化值；在通道6中，只要计算一秒钟所输入的脉冲数，便能获得转速。另外，在本次研究中还应注意前5个通道所收集的数据信号只能获取DAQ卡输入信号，若想获取针对性的定子电压等基本参数，则应借助校准系数来校正。为调整因环境变化所产生的系统误差，则一定要利用现场校准系数。该处理系统与电力系统工程具体的使用需求相符；系统界面满足现代人的办公习惯，同时，提供清晰的提示，这有利于工程人员的操作和掌握；该处理系统还能提升工作效率、增加计算结果的准确性，它在现场试验中发挥着良好的辅助性作用，也是工程人员的的得力帮手。
结语
虚拟仪器技术隶属测控领域，近年来，被大面积应用到工业控制工作以及科研活动中。在现场电气试验中应用虚拟仪器，可优化电压试验，并能改善原有的工作手段。利用接口控制单元来连接升压设备、升流设备和虚拟仪器，使其变成统一整体，进而达到现场试验智能化的目的。依托计算机，虚拟仪器不仅能进行测试操作，还可剖析数据，有利于专家系统的构建。
（作者单位：国网江西省电力公司赣州供电分公司）